实例分析管道直饮水工程设计要点

【摘要】本文结合工程实例，主要介绍了在管道直饮水系统中用水量标准的确定、管道直饮水的净化工艺以及管网的设计方法。

【关键词】管道直饮水工程；设计要点

当前，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。给水工艺在混合、絮凝、沉淀、过滤和消毒方面仍然是个世界性的难题，宏观上理论上尚无重大突破，然而在微观上，净化工艺确不断地改进，对给水处理的认识也不断地更新。随着水污染程度的日益加剧和污染源的逐渐增多，给水处理工作者带来新的研究课题。笔者结合工程实例，主要介绍施工过程中如何实现直饮水的工艺处理。

1 规模及概况

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。

2 供水系统设计

2.1管道直饮水用水量标准

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。

2.2净化工艺介绍

管道直饮水处理设施（以下简称机房）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。

2.2.1水处理工艺流程。制水工艺根据原水水质情况确定，主要处理流程如下图所示：

2.2.2预处理部分。由绝对过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器组成。绝对过滤器内安装10μm精度聚丙烯滤棒作为预处理的第一道过滤，主要去除自来水中的粗颗粒杂质，同时也防止碳滤筒中碳的堵塞，提高活性炭的吸附能力。活性炭过滤器内填充10至20日等级的优质果壳活性炭，主要吸附水中余氯、有机物、重金属等。通过吸附功效产生以下作用：（1）除臭；（2）去色；（3）脱氮；（4）去除有机物；（5）去除重金属；（6）合成洗涤剂的去除；（7）病毒的去除；（8）放射性物质的去除。精密过滤器内安装5μm精度聚丙烯滤棒，主要防止活性炭粉末进入后级处理设备，即中间水箱。采用中间水箱是为了储存水量、稳定压力，同时将循环水用循环泵抽回，以便进行再处理。

2.2.3反渗透部分。此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。RO膜的截留孔径≤10-10（10A），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、病毒并去除水中大部分的颗粒杂质及盐分等，使出水达到标准。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管道直饮水，反渗透部分包括保安过滤器、高压泵、反渗透膜组件和仪表控制设施等。保安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聚丙烯滤棒。经预处理后的水经保安过滤器后，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。被膜阻挡的水通过排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。反渗透部分为成套组合式，处理能力为1m3/h，产水率50%，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，绝对过滤器、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。

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。

由反渗透RO膜处理后的水进入饮用水水箱，再由供水泵供给用户。

2.2.4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。采用臭氧杀菌可以解决这些副效应。机房内各过滤器、水箱、水泵、阀门等均为不锈钢材质。

3 管网设计

3.1管网设计标准

按照《建筑给水排水设计规范》GBJ15-88之规定进行设计。

3.2管材选用

管道直饮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较贵。本设计中所有管道直饮水管和回水管均采用上海建材厂生产的PP-R管即聚丙烯管，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，采用专用热熔工具安装简易，抗老化，使用寿命50年以上。

3.3室内管道设计

在住宅楼每单元厨房间内设立一根供水立管，与自来水管平行敷设，并接支管至各用户点。每户厨房洗涤盆台板上设水龙头一只，每户洗涤盆下设水表、阀门一套。办公楼在茶水间内设立一根供水立管与自来水管平行敷设，在每层立管三通处设水表、阀门一套，每层设两只水龙头及两个电开水器接口。直饮水水表、阀门与自来水的水表、阀门平行标高错开安装，支管与自来水立管交错处使用绕曲管，避免交错。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。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DN20。通过定时循环，使管道内的饮用水不断更新，杜绝了二次污染的产生，以保证管道内的水新鲜、卫生。

3.4室外管网设计

小区的道路管道直饮水管和回水管与区域生活给水管沿道路平行敷设。因采用PP-R管道，为防止道路荷载压力损坏管道，造成漏水及污染，管道覆土深度应适当加深，在此工程中采用覆土厚度0.8M。

在直饮水的区域环网及单元进户管上设检修阀，并砌筑阀门井。各阀门均为不锈钢阀门。每单元进户管上设水表计量，阀门控制，砌筑水表井。在本工程中对分户水表要求很高，应具备小流量，高精度的特点，因此业主方经多方联系，最终由上海水表厂定点加工此水表，并经检测达到食用级标准。

4 结束语

该工程投入使用前经上海市、区卫生防疫站检测，全部合格，符合有关水质标准。Ames致突变试验由上医大检测都呈阴性，全部合格。

通过该工程设计实例证明：开发该系统项目在技术上是可行的，也是非常实用的。因此，建议房地产开发商在今后的楼盘中应考虑采用分质供水系统，以满足人民日益增长的生活水平的需要。具体合作方式可通过双方协商解决。

参考文献：

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[2] 孙垦，吴昊，杨崇豪.管道直饮水适用范围的发展趋势和意义[J].工程论坛，2014，（12）.