管道直飲水系統(tǒng)分析與工程應(yīng)用

（中鐵建工集團(tuán)建筑安裝有限公司，北京 100070）

1 管道直飲水背景和定義

1.1 管道直飲水產(chǎn)生的背景

在人們對生活舒適性要求不斷提升的背景下，飲用水作為維持基體健康的基礎(chǔ)條件，衍生出了多種發(fā)展模式。其中管道直飲水技術(shù)從20世紀(jì)末應(yīng)用至今，在各個大中型城市住宅小區(qū)中得到了應(yīng)用推廣，這也是未來飲用水發(fā)展方向之一。但該技術(shù)在應(yīng)用過程中依然存在一些需要解決的技術(shù)性問題。

1.2 管道直飲水的定義

管道直飲水全稱是管道優(yōu)質(zhì)直接飲用水，以分質(zhì)供水的方式在建筑小區(qū)內(nèi)設(shè)置凈水站，并采用現(xiàn)代高科技生化和物化技術(shù)進(jìn)行自來水深度凈化處理，去除水中的有機(jī)污染物、細(xì)菌、病毒等，保留對人體身體健康有益處的微量元素和礦物質(zhì)。通過構(gòu)建獨立的循環(huán)式管網(wǎng)，使得凈化后的水源被有序穩(wěn)定地送到用戶端，用戶打開水龍頭便能直接飲用。在管道直飲水系統(tǒng)運(yùn)行中，將飲用水和生活其他用水分開輸送可避免水源高質(zhì)低用的浪費(fèi)問題，也避免了水源的污染。

管道直飲水使用市政管網(wǎng)中的自來水作為水源，利用水泵將市政自來水輸送到小區(qū)進(jìn)水設(shè)施中，隨后按照要求對其進(jìn)行處理后才可以作為生活用水供給區(qū)域內(nèi)居民進(jìn)行使用。為提升供水工作的便捷性，在小區(qū)內(nèi)建立獨立管網(wǎng)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)運(yùn)行期間，系統(tǒng)核心是進(jìn)水處理設(shè)施，該設(shè)施的處理效果和居民用水情況有直接關(guān)聯(lián)。從目前的使用情況來看，管道直飲水系統(tǒng)在工作時，其內(nèi)容主要包括以下幾個階段：（1）預(yù)處理階段，該環(huán)節(jié)的主要工作內(nèi)容是清除水中的大顆粒懸浮物，預(yù)處理具體方式中主要使用機(jī)械處理法，比如砂率、無煙煤過濾等。（2）核心處理階段，該階段的主要工作內(nèi)容是對水體內(nèi)雜質(zhì)進(jìn)行深入處理，如利用活性炭、過濾膜將小分子雜質(zhì)過濾掉，借此降低水體濁度，提升水體的安全性。（3）后續(xù)處理階段，該階段的主要工作是對處理后水體進(jìn)行消毒，對殘留病菌、病毒進(jìn)行消滅，進(jìn)一步提升水質(zhì)等級和飲用安全性，目前常用的處理方法包括臭氧消毒、紫外線消毒等。

2 管道直飲水系統(tǒng)工程設(shè)計的建議

2.1 引導(dǎo)民眾認(rèn)識管道直飲水系統(tǒng)供水概念和意義

現(xiàn)階段，在進(jìn)行管道直飲水的推廣過程中，許多民眾并不清楚管道直飲水的概念，更不了解建立管道直飲水的意義，許多人錯誤認(rèn)為自來水的安全性出現(xiàn)問題，所以要建立管道直飲水，沒有意識到構(gòu)建管道直飲水是為了緩解城市供水中水污染和水資源浪費(fèi)的問題。所以在推廣和建設(shè)管道直飲水的同時，也應(yīng)該加強(qiáng)宣傳，使民眾了解管道直飲水的概念和意義，理解構(gòu)建管道直飲水是采用相應(yīng)的物理、化學(xué)、生物措施，避免飲用水在運(yùn)輸和使用過程中被有機(jī)污染物、細(xì)菌、病毒等污染。加強(qiáng)對管道直飲水的宣傳力度也有利于提高民眾對直飲水的信任和認(rèn)知度。

2.2 明確建設(shè)管道直飲水工程的可行性

在管道直飲水建設(shè)的過程中，建設(shè)過程和該區(qū)域的規(guī)劃緊密相連，也和民眾的生活緊密相關(guān)。管道直飲水在建設(shè)前應(yīng)明確住宅小區(qū)或?qū)W校等建設(shè)區(qū)域是否具備構(gòu)建管道直飲水的條件，部分舊住宅小區(qū)需要經(jīng)過改造才能引入管道，如果在不合適的區(qū)域設(shè)置直飲水系統(tǒng)，該系統(tǒng)無法發(fā)揮作用。其次，直飲水管網(wǎng)的布置是否滿足用戶的入戶需求，也需要在進(jìn)行管道設(shè)計時進(jìn)行全面分析。在管道直飲水建設(shè)中，管網(wǎng)的布置比設(shè)備安裝的難度更大，若不能滿足管網(wǎng)布置的條件就無法引入管道直飲水工程。此外，還需要考慮項目的資金投入，做好項目建設(shè)資金可行性分析，建設(shè)過程必須滿足用戶需求，同時也要滿足項目投資效益的要求。對于住宅區(qū)域而言，前期投資成本不能太高，后期直飲水運(yùn)行成本也不能太高，必須合理控制建設(shè)和運(yùn)營成本，滿足用戶開戶率才能確保整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。對于辦公樓而言，業(yè)主更關(guān)注后期的運(yùn)營成本，前期投入資金一般有限，但是后期運(yùn)行維護(hù)的成本是否得到穩(wěn)定控制將直接影響該項目的效益。因此，做好前期管道直飲水設(shè)計施工的可行性分析，對于確保項目順利完成、提高直飲水項目運(yùn)行成效、降低整體成本具有顯著的意義。

2.3 做好水質(zhì)安全管控

管道直飲水采用的是分質(zhì)供水的形式，經(jīng)過小型的凈水站處理后使水處于無菌無污染的狀態(tài)中，可有效確保飲用水應(yīng)用健康。在系統(tǒng)消毒單元的設(shè)計中，應(yīng)加強(qiáng)對水質(zhì)的消毒處理，處理后的無菌水不能再添加其他任何化學(xué)消毒劑，確保管網(wǎng)末端消毒殺菌的能力。管道直飲水管網(wǎng)循環(huán)回水系統(tǒng)可及時消除系統(tǒng)各種的污染物，縮短了水在配送管網(wǎng)中的時間，從而有效抑制微生物繁殖，以確保水質(zhì)。在多年實踐中發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行直飲水系統(tǒng)設(shè)計時常用臭氧消毒方式或紫外線殺毒，以滿足長效殺菌的要求。對于管網(wǎng)以及末端水質(zhì)的安全，應(yīng)采用全封閉循環(huán)模式，循環(huán)的周期不能超過8 h，循環(huán)會使在二次消毒處理以后才能進(jìn)入無菌凈水箱中。另外，應(yīng)盡可能地縮短直觀的管道長度，做好末端閥門的設(shè)計，有效避免無菌水滋生細(xì)菌，確保水質(zhì)的安全。在設(shè)計過程中，還應(yīng)加強(qiáng)對消毒單元設(shè)計進(jìn)行完善，有效控制后期系統(tǒng)運(yùn)行中的水質(zhì)，以滿足居民對健康、安全無污染管道直飲水的需求[1]。

2.4 管道直飲水系統(tǒng)設(shè)備和管網(wǎng)耗材的選用

設(shè)備選型是管道直飲水設(shè)計的重要組成部分，在一些工程中，為減少資金投入或受于現(xiàn)場條件限制，不能有效容納大型組合設(shè)備，只能使用集中處理的小型機(jī)械。雖然可節(jié)約成本，但后期運(yùn)行維護(hù)難度較大，系統(tǒng)設(shè)備某個設(shè)備或零件出現(xiàn)問題會直接影響后期維護(hù)修理，使運(yùn)維成本增加。因此，在條件允許的情況下應(yīng)盡量使用分離式進(jìn)水處理系統(tǒng)，將系統(tǒng)動力部分、前置預(yù)處理部分分開設(shè)置，可方便后期耗材更換和維護(hù)。關(guān)于管道直飲水系統(tǒng)的管網(wǎng)耗材選用，常見的有不銹鋼管、PPR管、不銹鋼復(fù)合管和鋁塑復(fù)合管等，可結(jié)合工藝和使用條件的需要選擇不同管材、管件等，系統(tǒng)管材選用也和凈水工藝有一定聯(lián)系，如果凈水工藝采用反滲透膜，系統(tǒng)管道則不能使用銅管。從經(jīng)濟(jì)角度分析，宜選擇PPR管，為延長管道的使用壽命，宜選擇不銹鋼管和其他復(fù)合型管道，不銹鋼管后期運(yùn)行維護(hù)難度較小、操作方便。

3 工程概述和具體應(yīng)用對策

3.1 工程概述

某高端住宅小區(qū)引入了管道直飲水供水工程，該工程共覆蓋服務(wù)2 000人，設(shè)計供水量為0.8 m3/h，日供水工作時間按照12 h計算。該直飲水系統(tǒng)采用的凈水工藝：原水箱→原水泵→石英砂過濾器→活性炭過濾器→保安過濾器→高壓泵→反滲透膜→直飲水水箱→紫外消毒器→供水泵→用水點。在管道輸送中，針對直飲水管道的二次污染問題設(shè)置了循環(huán)管，可以使回水返回到凈水工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行消毒處理。為避免難溶性鹽析出結(jié)垢和堵塞，可通過反滲透膜的設(shè)置在過濾器中加入復(fù)合組垢劑。需要注意的是，過濾器可使用不銹鋼殼，內(nèi)置PP材質(zhì)的濾棒，選擇不銹鋼管材并使用氬弧焊連接可避免在接口位置出現(xiàn)二次污染。為使直飲水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，應(yīng)在凈水環(huán)節(jié)配置水質(zhì)檢測儀，對出水水質(zhì)的pH值、余氯、水文等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測。本工程采用管道直飲水系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)用后，該直飲水系統(tǒng)出水水質(zhì)達(dá)到飲用水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)要求且系統(tǒng)的運(yùn)行比較穩(wěn)定。

3.2 直飲水應(yīng)用對策分析

隨著對直飲水應(yīng)用范圍的增大，越來越多的小區(qū)或?qū)W校、體育館、商場、金融中心等單位機(jī)構(gòu)建筑開始使用直飲水供水方式。該方式具有緩解水污染和水資源浪費(fèi)的作用，關(guān)于直飲水系統(tǒng)在其運(yùn)行過程中存在的衛(wèi)生問題和運(yùn)行成本問題也受到了廣泛的關(guān)注。飲用水量占日常生活用水量的10%左右，將所有生活用水量全部按照直飲水標(biāo)準(zhǔn)處理會加大直飲水處理成本。而且直飲水系統(tǒng)運(yùn)行在初期建設(shè)資金投入、儀器設(shè)備購置以及中后期運(yùn)營管理上也存在較大的差別，部分工程投入量巨大但取得的效果一般，輸出和投入不正比就會給工程方帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，繼而影響后期的運(yùn)營管理，直接影響直飲水的衛(wèi)生保障問題，影響用戶對直飲水的認(rèn)可度[2]。從目前的運(yùn)行情況來看，存在衛(wèi)生設(shè)施完善度較差、管理體系缺失、處理工藝不適用等問題，這也在很大程度上制約了直飲水系統(tǒng)的推廣效果?；诖?，需要結(jié)合目前存在問題，擬定針對性措施對其進(jìn)行處理，同時提高企業(yè)管理能力的要求，并對水質(zhì)監(jiān)測儀器先進(jìn)性、相關(guān)人員綜合素養(yǎng)提出新要求，定期開展企業(yè)資質(zhì)審核工作，督促企業(yè)綜合能力的持續(xù)改進(jìn)，確保所建設(shè)的管道直飲水系統(tǒng)的質(zhì)量和運(yùn)行的安全穩(wěn)定，確保管道直飲水的水質(zhì)。此外，有必要建立和完善供水信息公開制度，督促相關(guān)企業(yè)不斷完善自身的直飲水供水技術(shù)和服務(wù)，提升公民的參與感，建立群眾監(jiān)督機(jī)制，加強(qiáng)對直飲水工程建設(shè)運(yùn)營的監(jiān)督控制。最后還要提高用戶對直飲水的正確認(rèn)識，加強(qiáng)小區(qū)直飲水宣傳的力度，并以信息公開、定期監(jiān)測和設(shè)備維護(hù)等方式來確保直飲水的水質(zhì)，提高直飲水市場利用率與開通率。

4 結(jié)語

綜上所述，管道直飲水是新型的飲水供水方式，具有污染低、能耗低、衛(wèi)生安全有保障、運(yùn)行節(jié)能環(huán)保、應(yīng)用健康且便捷的優(yōu)勢。在城市生活住宅建筑、生產(chǎn)商用建筑中推行該安全飲水系統(tǒng)，有利于優(yōu)質(zhì)健康供水工程的應(yīng)用發(fā)展。但是在引入直飲水系統(tǒng)的過程中，初期存在投入資金大、效果不明顯以及運(yùn)營和維護(hù)上的問題，若沒有加強(qiáng)維護(hù)檢查可能發(fā)生二次污染，所以還需要不斷開發(fā)新型處理技術(shù)以促進(jìn)直飲水工程健康、持續(xù)發(fā)展。