二级建造师:浅议优质饮用水工程的设计

     摘要：结合工程实例介绍了在优质饮用水系统中用水量标准的确定、优质饮用水的净化工艺以及管网的设计。

　　关键词：优质饮用水 用水量标准 净化工艺 工程设计

　　Brief on Design of High Quality Drinking Water

　　Abstract：The decision of water quota， the purification process and the design of distribution network of High Quality Drinking Water system are described with engineering practice in this paper.

　　随着社会和经济的发展，人们对日常饮用水的水质要求日益提高。而普通的自来水由于水源污染严重，传统的混凝、沉淀、过滤等工艺主要去除水中的悬浮物和胶体，另外在输送至用户过程中二次污染也十分严重，人们渴望喝上优质放心的饮用水。分质供水系统不失为解决这一矛盾的一种方法，即将居民的饮用水和一般生活用水分管供应，现以苏州一小区为例介绍优质饮用水工程的设计。该小区由一幢12层办公楼，一幢7层商住楼及两幢10层住宅组成，小区标准较高。

　　1、优质饮用水用水量标准

　　由于人们生活水平的提高，住宅用水量中除饮用水外，还包括做饭、洗瓜果用水，该用水量无资料可查，经综合考虑住宅用水量标准取6L/（人。d）。考虑到小区用户少，用水量集中等特点，时变化系数取Kh=4，住户最高日用水量Qd=2.9m3/d，最高时用水量Qh=0.48m3/h.办公用水量标准取2L/（人.d），Kh＝1.5，Qd=3.5m3/d，Qh＝0.66m3/h.合计总用水量Qd=6.4m3/d，Qh＝1.14m3/h.

　　2、净化工艺介绍

　　优质饮用水处理设施放于办公楼地下室水泵房，该处理工艺分预处理、反渗透和后处理3部分。

　　2.1　预处理部分

　　由机械过滤器、活性炭过滤器组成。机械过滤器即砂滤主要去除水中的颗粒杂质、悬浮物，降低浊度，减轻后续处理的负担，内部填装滤料为陶粒，自来水经机械过滤器处理后进入活性炭过滤器，活性炭过滤器主要去除水中的有机物及余氯等。

　　2.2　反渗透部分

　　为整个处理设施的核心，反渗透法具有设备构型紧凑，占地面积小，产水量高及能量消耗小等优点。依靠大于渗透压的压力推动能去除水中的盐类和极小的细菌、病毒等。故反渗透法不仅用于医药、电子等行业，还用于处理自来水提供优质饮用水，反渗透部分包括精密过滤器、高压泵、反渗透膜组件和仪表控制设施等。精密过滤器进一步净化水并去除前级工作过程中流失的微小颗粒，滤芯精度5μm.经预处理后的水经精密过滤器后，由高压泵提至一定压力进入反渗透膜组件，连续去除水中98%的无机盐及绝大部分有机物、细菌、病毒等。被膜阻挡的水通过污水管道排入泵房明沟。反渗透膜为芳香聚酰胺复合膜，反渗透器为螺旋卷式。其优点是设备紧凑，费用低，缺点是预处理要求严格，否则易堵塞。机械过滤器、活性炭过滤器及反渗透部分为成套组合式，处理能力为1m3／h，产水率50%，设备紧凑，占地仅3.2m×1.0m.该成套组合式处理设备全自动运行，采用PLC可编程序控制，机械过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器采用时序控制，通过电磁阀定期反冲洗。另根据反渗透装置进出水口压差上升情况自动控制反渗透膜的清洗。

　　由于膜采用复合膜，故给水的pH值范围较大，大约为4～11.给水温度对产水量有一定影响，温度升高水粘度降低，则膜透水能力即产水量增大。该反渗透设备运行时一般要求水温10℃～45℃。水温低于10℃时产水量约下降50%，冬季水温低，产水量也低，但冬季人们用水量也低，还是能满足用水要求。

　　2.3　后处理部分

　　传统的加氯消毒会产生可能致癌的三卤甲烷、四氯乙烯等脂肪族化合物，以及氯苯、二氯苯等。采用紫外线杀菌可以解决这些副效应。并且设备和管理均较简单。其缺点是不能象氯消毒有余氯能保持作用，解决的方法是区域敷设循环回水管，使管网中一部分水循环回流到净水站净水箱，经紫外线杀菌后再供至室内，防止用水量小时局部管段形成死水而使饮用水变质。净水站内各过滤器、水箱、水泵均由不锈钢制作。

　　3、管网设计

　　住宅每户厨房台板上设水龙头一只，办公楼每层设两只水龙头及两个电开水器接口。为保证供水安全可靠，室外供水管环状布置。为保证夜间用水量小时不形成死水，各供水立管均设循环回水管，区域循环回水管成环状。供水管管径确定按每个水龙头0.25个当量计算秒流量，流速一般取0.5m/s～0.8m/s，管径在DN15～DN40之间，回水管管径取DN15.回水管接至净水站3m3净水箱，以保证用户有足够的水量和水压及水的新鲜优质。区域优质饮用水管和回水管与区域生活给水管沿道路平行敷设。

　　在优质水的区域环网及单元进户管上设检修阀，各阀门均为不锈钢阀门。每户厨房间设水表计量，每单元进户管上设水表计量，特别是分户水表要求小流量，高精度，目前国内无此类产品，很难准确计量，希望国内水表厂家根据市场需要开发此类高精度水表。

　　优质饮用水管对管材要求很高，以防止管道对水质的二次污染，传统的镀锌钢管易生锈、结垢、滋生细菌，而不锈钢管虽然性能优良但价格贵。本设计中所有优质饮用水管和回水管均采用金诺PEX管即交联聚乙烯管，该管在常温下成分不溶于水中，不生锈，不结垢，不滋生细菌，管道长期工作压力1.25MPa，保温抗冻性能好，且重量轻，安装简易，抗老化，使用寿命50年以上，施工时应加强施工管理，管道接口质量要严格把关，以免渗漏污染水质。另施工时要保持管内清洁，防止杂质留在管内引起二次污染。

　　4、结束语

　　优质饮用水供应正逐步普及，国家应及早制订相应规范。水量定额、处理深度、采取的工艺、管网布置、管材的选用等都应明确。

　　管道优质饮用水系统应定期检测水质，出现问题立即解决。