小區(qū)直飲水工程化應(yīng)用研究

文｜ 山東建筑大學(xué)管理工程學(xué)院 王科倫

1 導(dǎo)言

當(dāng)今時(shí)代，人們提出居住條件必須符合人性化要求。發(fā)展住宅產(chǎn)業(yè)，難免會(huì)涉及小區(qū)管道直飲水，它有著廣闊的市場(chǎng)前景。正因?yàn)榇?，我們必須加快管道直飲水的發(fā)展進(jìn)程，為小區(qū)人們營(yíng)造一個(gè)健康的飲用水環(huán)境！

2 小區(qū)直飲凈水分質(zhì)供水概述

管道直飲水，是指將凈水處理站設(shè)立在住宅小區(qū)內(nèi)，運(yùn)用先進(jìn)的物化處理技術(shù)，深度處理城市自來(lái)水，使水中不含有細(xì)菌、病毒以及有機(jī)物。礦物質(zhì)、微量元素對(duì)人體有益，可將其保留下來(lái)，建設(shè)循環(huán)管網(wǎng)需用到優(yōu)質(zhì)的管材，優(yōu)質(zhì)水經(jīng)過(guò)凈化之后，用戶(hù)方可使用。這樣就能得到新鮮的水質(zhì)，方便用戶(hù)直接飲用。現(xiàn)階段，直飲水的發(fā)展規(guī)模十分龐大。

2.1 管道直飲分質(zhì)供水工程

管道直飲水也叫作分質(zhì)分流供水，它主要圍繞居民樓以及辦公樓宇，包括住宅小區(qū)以及賓館之類(lèi)的單位，借助反滲透以及超過(guò)濾等技術(shù)，同時(shí)采用相應(yīng)的處理工藝。處理之后的市政自來(lái)水符合WHO標(biāo)準(zhǔn)，可直接作為飲用水，利用管網(wǎng)向各個(gè)用戶(hù)終端輸送飲用水，用戶(hù)將水龍頭打開(kāi)，就能喝上優(yōu)質(zhì)的純凈水。

2.2 樓宇終端水處理系列工程

住宅區(qū)內(nèi)如果已經(jīng)有人居住，或者辦公樓已經(jīng)被使用，需對(duì)供水管網(wǎng)進(jìn)行改造，這樣不僅增大了工程強(qiáng)度，而且需花費(fèi)較多的資金。此時(shí)，必須運(yùn)用水處理技術(shù)，對(duì)每個(gè)樓層住戶(hù)做相應(yīng)的處理，防止管道發(fā)生腐蝕或受到二次污染，確保水質(zhì)達(dá)到WHO的飲水標(biāo)準(zhǔn)。

小區(qū)直飲凈水分質(zhì)供水系統(tǒng)整個(gè)水處理過(guò)程即對(duì)自來(lái)水進(jìn)行深度處理通過(guò)多介質(zhì)過(guò)濾、精密過(guò)濾器、超濾、納濾等多個(gè)環(huán)節(jié)，將水內(nèi)的重金屬、病毒以及有機(jī)物除去，由此得到優(yōu)質(zhì)的純凈水?？舍槍?duì)用戶(hù)群體專(zhuān)門(mén)設(shè)置一個(gè)衛(wèi)生管道，以此滿(mǎn)足居民的用水需求，徹底分開(kāi)之前的自來(lái)水，當(dāng)然日雜用水可使用原先的自來(lái)水。

制水設(shè)備：

◎自動(dòng)化程度比較高，便于操作，不需要人值守。

◎可利用臭氧或者紫外線將細(xì)菌殺死，防止二次污染的出現(xiàn)。

◎能夠快速將膜表面清洗干凈。

◎純水電導(dǎo)率表可用于監(jiān)視水質(zhì)。

小區(qū)人們所飲用的自來(lái)水，都經(jīng)過(guò)了分質(zhì)供水系統(tǒng)的特殊處理。要處理自來(lái)水，需先對(duì)其進(jìn)行精密過(guò)濾，再經(jīng)過(guò)超濾和納濾，最后進(jìn)行紫外線殺菌，確保水中不含有重金屬，除去水內(nèi)的細(xì)菌、病毒等或其他雜質(zhì)。由此一來(lái)，居民就能喝上潔凈的飲用水，當(dāng)然輸送飲用水過(guò)程中，需用到特種衛(wèi)生管道，這樣可保證每家每戶(hù)的正常供水。管道直飲水不同于原自來(lái)水，后者只可當(dāng)作生活用水。

3 我國(guó)管道直飲水行業(yè)的發(fā)展歷程

經(jīng)歷一段較長(zhǎng)的時(shí)間之后，國(guó)內(nèi)各大城市都成立了自來(lái)水供水系統(tǒng)，且其符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)。其中，城市居民用水占據(jù)了城市用水量的百分之十，而居民飲用水占據(jù)了百分之十的家庭用水量，幾乎達(dá)到百分之一至百分之二的城市總供水量，還剩百分之五的輔助用水量。飲用水要達(dá)到水質(zhì)要求，只能要求自來(lái)水廠提高當(dāng)前的供水水質(zhì)，防止浪費(fèi)過(guò)多的水資源，減少人力與物力的投入。飲用水必須與生活用水區(qū)分開(kāi)來(lái)，為居民供應(yīng)優(yōu)質(zhì)的水資源，防止水資源被浪費(fèi)。當(dāng)然，一般用水也要達(dá)到一定的水質(zhì)要求，這樣可快速建設(shè)新水源，同時(shí)還能縮短水源的輸送距離，減少資金的投入以及處理水質(zhì)所需的費(fèi)用?？紤]到以上幾個(gè)原因，人們提出了新的設(shè)想：能否直接飲用水龍頭內(nèi)的水？管道直飲水正是為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)設(shè)想而出現(xiàn)的。

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，電子工業(yè)、化工業(yè)取得快速發(fā)展，這對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了極大的促進(jìn)作用。然而，工業(yè)發(fā)展使得我國(guó)遭受了嚴(yán)重污染，這是發(fā)達(dá)國(guó)家從未經(jīng)歷過(guò)的。在我國(guó)，水污染事件時(shí)有發(fā)生，且其程度不一。人們?cè)絹?lái)越重視飲水的健康與否，公共飲水安全儼然成為當(dāng)今社會(huì)的重要問(wèn)題。人們對(duì)衛(wèi)生安全領(lǐng)域進(jìn)行考量時(shí)，會(huì)認(rèn)真考察學(xué)校、醫(yī)院以及辦公室的飲水系統(tǒng)是否安全。在過(guò)去，凈水設(shè)備只能用于家庭飲水，這種水質(zhì)根本達(dá)不到飲水標(biāo)準(zhǔn)，為了使水質(zhì)滿(mǎn)足人們的健康需求，必須采取全方位處理措施，可通過(guò)引進(jìn)性能較高的商用凈水機(jī)，大力發(fā)展管道直飲水。尤其像學(xué)?；蛘哚t(yī)院之類(lèi)的公共場(chǎng)所，必須使用管道直飲水，同時(shí)做好后續(xù)管理服務(wù)。

4 工程實(shí)例

4.1 工程概況

山水華府位于旅游路南側(cè)，地理位置很好，這個(gè)小區(qū)是2015年開(kāi)始建設(shè)，在去年竣工，建筑面積是25萬(wàn)平米，可入住1300戶(hù)，所以用水量也很多，能夠達(dá)到日用水10方以上，而我們的設(shè)備供水在50方以上。

4.2 設(shè)計(jì)分析

這里采用的就是直飲水工程，下面介紹一下山水華府小區(qū)泵房的工藝和結(jié)構(gòu)。山水華府小區(qū)原水采用的是深層地下水，我們?cè)O(shè)計(jì)的深水井深為600米，原水采集上來(lái)后是存儲(chǔ)在24立方的水箱中，首先通過(guò)多介質(zhì)過(guò)濾器，多介質(zhì)過(guò)濾器可以去除水中的沙粒等雜物，可以將水濁度降到3以下，然后再通過(guò)保安過(guò)濾器，保安過(guò)濾器可以去除0.01um以上的顆粒，使水質(zhì)達(dá)到出水水質(zhì)，接下來(lái)是進(jìn)入納濾，納濾的作用是去除水中的多價(jià)離子和分子量200以上的有機(jī)物，可以降低水的硬度以及去除異味等功效，納濾后的水會(huì)進(jìn)入8立方的凈水箱中，在凈水箱中會(huì)通過(guò)這個(gè)臭氧發(fā)生器進(jìn)行臭氧殺菌，最后再通過(guò)紫外線殺菌后，通過(guò)這三個(gè)機(jī)泵組進(jìn)行供水。在凈水箱上有5根回水管，可以進(jìn)行定期回水，將返回的水重新殺菌再利用。在整個(gè)泵房中每個(gè)位置都存在壓力、流量的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，同時(shí)還有特定點(diǎn)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)，而所有的數(shù)據(jù)都可以在我們的系統(tǒng)中實(shí)時(shí)監(jiān)控。

4.3 工藝介紹

4.3.1 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

該工程所使用的進(jìn)水水質(zhì)，與我國(guó)提出的用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)基本相符，而且也達(dá)到了瓶裝飲用水的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。以下是具體的出水指標(biāo):pH值為5一7，菌落總數(shù)小于20 CFU/mL，未看到大腸桿菌群，小于1 NTU的濁度，超過(guò)了5倍的色度，無(wú)嗅無(wú)味。

4.3.2 工藝流程

結(jié)合進(jìn)出水水質(zhì)所提出的指標(biāo)要求，發(fā)現(xiàn)深度凈化水主要采用的是納濾工藝。圖1是具體的工藝流程。

圖1 凈水工藝流程示意圖

4.3.3 工藝設(shè)備簡(jiǎn)介

(1)共1臺(tái)多介質(zhì)過(guò)濾器，將水內(nèi)所含的泥砂、膠體以及懸浮物除去，同時(shí)除去藻類(lèi)生物，以防膜元件遭受機(jī)械損傷。最好每隔兩天進(jìn)行一次正反沖。

(2)共1臺(tái)保安過(guò)濾器，將其置于壓力容器的前面，當(dāng)濁度超過(guò)1度時(shí)，可用其除去細(xì)小微粒，以此達(dá)到進(jìn)水要求。

(3)1套納濾，納濾先軟化水，再凈化，分離相對(duì)分子質(zhì)量較大的物質(zhì)，其中包括染料或者抗生素，還包括多肽以及多醣等，最后進(jìn)行脫色并將異味除去。納濾主要是為了使飲用水中不含油Ca離子或Mg離子，除去異味使其保持均勻的色度，促進(jìn)洗滌劑的合成，提取相應(yīng)的有機(jī)物，最好每天開(kāi)機(jī)之前，將納濾沖洗一次。

4.4 消毒系統(tǒng)的應(yīng)用探討

本項(xiàng)目采用了常見(jiàn)的水處理工藝。目前，飲用水主要采用了以下三種消毒方式：其一為氯消毒法。該種方法存在許多缺點(diǎn)，投入使用之后，口感將受到較大影響，而且三氯甲烷以及四氯乙烯之類(lèi)的化合物是常見(jiàn)的致癌物質(zhì)，因此很少用于優(yōu)質(zhì)飲用水當(dāng)中；其二為紫外線消毒；其三為臭氧殺菌。這兩種方法都可將水中病菌以及微生物除去，而且口感不會(huì)受到任何影響。

4.5 系統(tǒng)的運(yùn)行管理

4.5.1 水處理設(shè)備的控制

保證多介質(zhì)過(guò)濾器和兩天一沖洗，保安過(guò)濾器每30分鐘沖洗一次，納濾每天開(kāi)機(jī)沖洗一次。納濾壓差保持0.1Mpa，如壓差不正常需及時(shí)更換濾芯。

4.5.2 臭氧量的控制

臭氧可以與水混合在一起，由此形成一種臭氧水溶液，該容液的殺菌作用相當(dāng)強(qiáng)，它可以將多種微生物殺死，還可殺死致病菌。臭氧量如果超過(guò)2 mg/L的濃度時(shí)，每作用1分鐘，就能殺死大腸桿菌以及黑曲霉，同時(shí)可除去酵母。實(shí)際生產(chǎn)期間，必須保證輸水管網(wǎng)超過(guò)0.5 mg/L的臭氧濃度。

4.5.3 紫外線照射量控制

波長(zhǎng)200-290mm的紫外線，可透過(guò)細(xì)菌或病毒的細(xì)胞膜隊(duì)控制著遺傳現(xiàn)象和生物技能核酸造成損失，使其失去繁殖能力，從而達(dá)到殺菌的目的。根據(jù)不同地方水力微生物選擇對(duì)應(yīng)需要的紫外線照射量進(jìn)行滅菌處理，而又不使水質(zhì)發(fā)生任何變化，在極短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行一閃性滅菌，效果良好。

5 對(duì)某管道直飲水經(jīng)濟(jì)效益分析

某市達(dá)到了178000m2的建筑土地面積，共設(shè)計(jì)了2067戶(hù)居住量，其中多層住宅工有1814戶(hù)，還有180戶(hù)小高層圍，此外連排、疊排別墅住戶(hù)分別為89戶(hù)和44戶(hù)。總共超過(guò)270萬(wàn)的投資金額，其中120萬(wàn)用于設(shè)備投資，用于管道系統(tǒng)、安裝施工設(shè)備的資金達(dá)到130萬(wàn)，還有20萬(wàn)用于公用用水系統(tǒng)中。①一立方的自來(lái)水需花費(fèi)1.2元。②一千瓦時(shí)電需花費(fèi)0.5元。③管理、維修以及用料費(fèi)用總共達(dá)到58.096萬(wàn)元。每噸水需花費(fèi)2.72元。每立方的純凈水，其售價(jià)一般為200元，上海、深圳以及廣州，包括北京在內(nèi)，這些城市的水價(jià)相對(duì)較高，每噸達(dá)到300元，甚至有的高達(dá)500元，每噸水可獲得197.27元的盈利。倘若一個(gè)人每天使用5L水，按照以下計(jì)算公式：將197.27元乘以7234人得到的積，將積乘以5L再乘以365天，得到260萬(wàn)。④將安裝費(fèi)用控制在最低，每家的初裝費(fèi)為1500元，住房面積為15元/m2，初期可獲得310萬(wàn)的成本。如果初期的入住率超過(guò)一半，成本收回將達(dá)到150萬(wàn)左右。所有用戶(hù)如果都安裝直飲水，最初就能盈利，哪怕只有50%的用戶(hù)選擇直飲水，半年內(nèi)也可以盈利。直飲水不同于自來(lái)水的價(jià)格，與桶裝水以及瓶裝水也有不同，直飲水相對(duì)較低，因此直飲水有著顯著的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，且其發(fā)展空間比較大。桶裝水的市場(chǎng)售價(jià)為0.67元/L，瓶裝水的售價(jià)為3.60元/L。這三種水的價(jià)格存在較大的差距，這對(duì)發(fā)展直飲水極其有利，一個(gè)人若每天按照5 L的飲水量，每天的水費(fèi)大概在1～2元之間，一個(gè)月下來(lái)也就60元的水費(fèi)。由于飲水量不是很大，因此消費(fèi)者不需要承受較重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)；但相對(duì)于投資人員來(lái)說(shuō)，銷(xiāo)售價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了成本價(jià)，而且存在明顯差異，可取得可觀的效益，因此必須建立一個(gè)大小合適的飲水系統(tǒng)，這樣才能達(dá)到較高的贏利水平。

6 結(jié)論

由于經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，我國(guó)污染和居民飲用水二次污染的問(wèn)題日趨嚴(yán)重，本文通過(guò)對(duì)某住宅小區(qū)直飲水工程實(shí)施的可行性及技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性分析，希望能為相關(guān)人員帶來(lái)借鑒，進(jìn)一步推動(dòng)小區(qū)直飲水行業(yè)的發(fā)展。

表1 工程建設(shè)費(fèi)用

表2 工程運(yùn)營(yíng)費(fèi)用

表3 工程投資收益