分質(zhì)供水工程應用

蘭鴻毅

（山西大同大學煤炭工程學院，山西大同037003）

分質(zhì)供水工程應用

蘭鴻毅

（山西大同大學煤炭工程學院，山西大同037003）

水污染及水資源緊缺是城市供水面臨的主要問題，將市政給水經(jīng)過深度處理可使之成為優(yōu)質(zhì)直飲水，在單個小區(qū)或整個城市中供用戶使用，這樣既可以解決居民對飲水質(zhì)量更高的要求，同時也可以減少政府在水處理上的投入，做到按需分質(zhì)供水。

水資源；城市供水；分質(zhì)供水

水資源緊缺、供需不均、水源污染是我們國家大多數(shù)城市水供應所面臨的主要困境。而大同市資源型缺水的客觀現(xiàn)實，決定了水資源的開發(fā)、利用和保護將在社會發(fā)展中的重要性。同時隨著人們生活水平的不斷提高，人們對飲水安全也更加重視。就現(xiàn)有經(jīng)驗看，分質(zhì)供水能在很大程度上提高水的綜合利用率，保證群眾用水安全的要求，緩和城鎮(zhèn)供水供應和需求的不均衡。如何通過分質(zhì)供水來緩解大同市的一系列水資源問題，如何實現(xiàn)管道分質(zhì)供水工程的應用，在采用分質(zhì)供水時應該注重哪些方面，是我們應該深入思考的。

1 大同市的供水現(xiàn)狀

大同作為一個資源型的缺水城市，水資源十分缺乏，大同市2012年的年均降雨量在400 mm以下，年均蒸發(fā)量卻在1 000 mm以上，而該市水資源總量平均也只有9.5×108m3。其中，地表水為2.2×108m3；地下水為7.3×108m3。特別是市區(qū)以及郊區(qū)近年來水資源的總量平均只有2.6×108m3，而市區(qū)人均占有水資源量只有81.1 m3，是全國平均水平的3％。

造成此種現(xiàn)象的原因有三點：一是供需不均，該市水源主要以地下水為主，為了滿足城市供水要求，地下水常年處于超采狀態(tài)，這已經(jīng)在地質(zhì)上造成了諸多不良后果。在城區(qū)的很多地方都出現(xiàn)了不同程度的地面沉降和裂縫；二是該市的地表水十分有限而且污染相對比較嚴重，近幾年全市污、廢水的排放每年近9×108m3，而污廢水的治理相對滯后，這些污水排放進入自然水體，直接導致地表水受到污染；三是浪費嚴重，目前一些企業(yè)仍做不到重復或循環(huán)使用工業(yè)用水。

鑒于以上嚴峻的問題，應盡快出臺地方統(tǒng)一水資源管理辦法，限制地下水的超采，開發(fā)替代性的水源工程，進一步推行水的重復、循環(huán)使用，使污廢水的利用做到資源化，進而走上科學的發(fā)展道路。

2 分質(zhì)供水的必要性

2.1 分質(zhì)供水的概念

分質(zhì)供水是以市政管網(wǎng)中的自來水作為原水，供應時把生活用水和直飲水分別設置管網(wǎng)，將經(jīng)深度處理的高質(zhì)量水供居民用戶的飲用和盥洗；將低質(zhì)量水等再生水用作沖廁、澆灑綠地等雜用，實現(xiàn)直飲水和生活雜用水的按需供水。

而我國的分質(zhì)供水和國外的又有所不同，受我國經(jīng)濟因素的限制，大規(guī)模建設分質(zhì)供水系統(tǒng)不太現(xiàn)實，所以我國的分質(zhì)供水是將市政給水分成生活用水和直飲水兩個部分，各自設置成相互獨立的系統(tǒng)，直接飲用水需設單獨的凈水設施，而這種系統(tǒng)服務的范圍較為有限，通常為一個小區(qū)或是一座建筑。

分質(zhì)供水的水質(zhì)標準目前采用《飲用凈水水質(zhì)標準》CJ94-2005，分質(zhì)直飲水給水水質(zhì)與市政給水相比水質(zhì)有較大提升，見表1。

表1 市政給水及直飲水水質(zhì)標準對比

2.2 分質(zhì)供水的工藝

分質(zhì)供水是對于傳統(tǒng)的同一水質(zhì)供水方式而言的，近年來在人們生活水平日益提高的同時，人們對飲水的安全和健康也提出了更高的要求，分質(zhì)供水也就成了大勢所趨。就大同市的發(fā)展狀況及經(jīng)濟情況來看，目前還不能大規(guī)模建設集中式的分質(zhì)供水管網(wǎng)系統(tǒng)，可以考慮采用局部分質(zhì)供水的過渡辦法。所謂局部分質(zhì)供水是以一個建筑或小區(qū)為單位的分質(zhì)供水的方式，可以在小區(qū)或建筑物中集中設置水處理裝置，針對用戶對水質(zhì)的要求對現(xiàn)有市政給水管網(wǎng)中的水進一步凈化處理后作為直接飲用水供居民使用，未經(jīng)凈化的水直接供居民作為日常的生活雜用水，從而實現(xiàn)局部的分質(zhì)供水。其分質(zhì)供水系統(tǒng)，見圖1。

圖1 分質(zhì)供水系統(tǒng)簡圖

在整個系統(tǒng)中，管道布置的要求與給水管道相同，只是在凈水部分管材、管件除符合強度、防腐等要求外還應滿足不污染水質(zhì)管材，例如室外可用聚乙烯管材，室內(nèi)使用塑料或復合管材。系統(tǒng)的關鍵是凈水處理部分，目前常用的直飲水凈化工藝為利用膜法過濾，各種膜法的比較，見表2。

表2 各類膜的比較

通過比較，反滲透膜過濾處理法較其他幾種膜過濾效果都要理想，可作為直飲水處理的主要工藝，但在使用過程中應注意濃水的收集和處理，同時為提高使用壽命還應該采用活性炭對原水進行預處理。反滲透凈水工藝，見圖2。

圖2 反滲透處理系統(tǒng)工藝圖

2.3 分質(zhì)供水的可行性

局部分質(zhì)供水是解決當前水資源諸多問題的一種積極探索。在新建的住宅小區(qū)，尤其是像大同市這類以水質(zhì)較好的地下水為主要水源的城市，實行區(qū)域局部分質(zhì)供水靈活可靠，投資成本低，既可以滿足人們對高品質(zhì)直飲水的需求，又能改善城市給水和水處理所處的窘境，是一種比較理想的給水方式。

近年來，在廣東省新建住宅中，將直接飲用水直接供應住戶已蔚然成風。這樣既可以提高人們的生活品質(zhì)，同時也成為樓盤的賣點，取得了不錯的效果?，F(xiàn)在這種供水模式已經(jīng)由新建小區(qū)延伸到了學校、機關，甚至公共場所。

在新建住宅小區(qū)投入管道輸送直飲水的分質(zhì)供水，有著成本低、高回報等優(yōu)點。

一個3 000戶規(guī)模的小區(qū)安裝一套直飲水系統(tǒng)，可按下面方法選擇設備。

住宅直飲水用水定額：q0＝5 L/人·d

系統(tǒng)服務人數(shù)每戶按3.5人計算，

則最高日用水量：

Qd＝Nq0＝3 000×3.5×5＝52 500 L/d＝52.5m3/d

凈水設備容量：

Qj＝1.2Qd/T2＝1.2×52.5/10＝6.3m3/h

凈水箱有效容積：

Vj＝kjQd＝0.4×52.5＝21m3

原水調(diào)節(jié)水箱容積：

Vy＝0.2Qd＝0.2×52.5＝10.5m3

經(jīng)過設備選型計算，該工程總投資約300萬元左右，而管理運行的成本相比而言卻非常低。目前我國大多數(shù)城市的管道輸送直飲水的定價一般都在每升0.3元左右，而大同市當前居民用自來水價格為2.3元/m3，二者相差近100倍。如果經(jīng)營得當、服務到位，預計在三年內(nèi)便可將初期投資全部收回。

目前很多家庭都在使用桶裝飲用水和家庭直飲凈水器，前者（5加侖裝）的價格售價為每桶10~ 20元不等，而且質(zhì)量良莠不齊，桶裝飲用水在不少家庭使用時間較長，一般一個星期至一個月不等，很容易造成二次污染。家用凈水機目前使用也較為普遍，但購買的一次性投資較高，而且也存在更換濾芯的麻煩。如此看來，實行局部分質(zhì)供直飲水無論從經(jīng)濟性還是從安全性來講都是有很大發(fā)展空間的。

3 分質(zhì)供水的潛在問題

注重技術經(jīng)濟分析，切不可盲目實施，否則可能在經(jīng)濟和社會方面造成不良后果，得不償失。其一，在思想和行為上，過分依賴分質(zhì)供水在目前創(chuàng)造的社會和經(jīng)濟效益可能會淡化人們保護水源和提高水處理技術的意識，最終會導致現(xiàn)有市政管網(wǎng)供水水質(zhì)逐漸下降成為非飲用水，而直飲水就其較高的成本會制約它的供應量和使用量，讓低收入人群的飲水條件逐漸惡化。其二，過分依賴分質(zhì)供水可能會對城市未來的水資源利用發(fā)展帶來難以預計的不良影響。目前我國分質(zhì)供水主要是針對直飲水的供應，而長此以往就會忽視用水量較大的公共及工業(yè)用水的質(zhì)量，最終可能使城市給水系統(tǒng)的整體水質(zhì)標準下降，進而影響到相關的服務質(zhì)量。

由此可見，實行分質(zhì)供水還是需要謹慎的，要根據(jù)城市的用水現(xiàn)狀及經(jīng)濟情況酌情而定，不宜大規(guī)模全面展開。在新建城市中可在規(guī)劃中加以考慮，對于老城區(qū)，要實現(xiàn)分質(zhì)供水必然涉及到已有管網(wǎng)的改造和新管網(wǎng)的敷設，施工難度大，投入成本高，所以事先必須要進行必要的市場調(diào)查和技術經(jīng)濟分析，在保證用戶水質(zhì)和水量穩(wěn)定的同時又能與當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展和城市建設規(guī)劃相適應，使分質(zhì)供水系統(tǒng)能夠給當?shù)貛砹己玫纳鐣б婧徒?jīng)濟效益。

4 結(jié)束語

分質(zhì)供水可以對大同市的供水危機起到一定緩解作用，并且可以提高居民的生活條件，但在設計實施時必須謹慎，避免最終弊大于利。同時，我們要清楚地認識到分質(zhì)供水并不能徹底解決一個城市的水污染及水資源匱乏的問題，故還需要從本質(zhì)抓起，統(tǒng)一節(jié)約用水辦法，有效使用現(xiàn)有的地表水，建設替代性水源工程，限制地下水的過量開采，提高水的重復使用率，實行分質(zhì)供水等措施，來改變水資源緊缺的現(xiàn)狀。

在實行分質(zhì)供水的同時一定要注意循序漸進，

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[4]查湘義.住宅小區(qū)直飲水技術及經(jīng)濟效益分析[J].西南給排水，2010（4）：33-35.

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〔責任編輯 石白云〕

W ater Supp ly Projects：Seperating W ater of Different Quality

LAN Hong－yi
（School of Coal Engineering，Shanxi Datong University，Datong Shanxi，037003）

Water pollution and water shortage is now the main problems of the city water supply，the municipal water after advanced treatment can make the high quality direct drinking water which can be supplied to the user in a single residential area or the whole city，this approach can solve the residents＇demand for higher quality of drinking water，at the same time also can reduce government spending on water treatment of waste to achieve on－demand water supply.

water resource；city water supply；seperating water of different quality

O312

A

1674－0874（2013）06－0052－04

2013－08－08

蘭鴻毅（1980－），男，山西原平人，碩士，助教，研究方向：環(huán)境工程。