管道纯净饮用水工程设计的分析探讨

随着我国国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，人们的环保及保健意识逐步增强，对日常饮用水的水质要求也越来越高，而家庭环保的主要任务之一是解决饮用水的水质问题，人们希望饮上优质可靠的纯净水。尽管我国城市自来水事业发展较快，而且自来水质量通过设备技改、更新有了较大提高，但目前普通的自来水通过输配管网、中间水池及屋顶水箱而达到用户的过程中水质的二次污染也十分严重，限于国力及经济因素，还不能完全解决城市自来水供水所存在的水质问题，而管道分质供水系统不失为一种解决这一问题的主要方法。即居民的一般生活用水和饮用水分管道供给，既符合我国国情，又经济适用。现以重庆地王广场为例介绍管道纯净水饮用水工程的设计特点。该工程位于新重庆的商贸中心解放碑附近，总建筑面积约18万平米，总建筑高度约150m，由地下四层地上九层裙房、25层附楼（银行写字楼）、40层主楼（豪华住宅）组成，是集车库、写字楼、商场、景观豪宅、餐饮、游乐为一体的超大型综合性建筑。同时在九层裙房顶部设有游泳池、网球场、大型屋顶花园及空中花园、高级会所等功能，它将建成新重庆标志性建筑之一。为此，应业主要求在主楼豪宅的11层至40层部分设计管道纯净饮用水供应系统。
　 　1、纯净饮用水用水量标准的选择及供水量
　　由于目前我国还没有住宅的管道净饮用水用水量标准，参考国内外有关资料并结合本工程的实际情况，除考虑用户饮用水外，还应包括做饭、洗瓜果、洗面美容等用水。综合以上由素用水量标准取6L/人。d；每户按4.5人计算，时变化系数Kh取4.0.最高日纯净水用水量为6.0m3／dmax，最大时纯净水用水量为1.0m3／hmax.
　　 2、纯净饮用水的工艺流程设计
　　（1）纯净饮用水设备设置位置的选择：根据建筑楼层功能分布，纯净饮用水设备可放在43层屋顶水箱间及10层设备层两个地方。由于43层水箱间面积较小，而10层设备层面积较大。但通过技术经济比较后，决定增加一部分43层水箱间面积，将纯净水处理设备置于43层水箱间内。选用此方案具有以下优点：充分利用43层屋顶水箱水压，纯净饮用水供水管网采用上行下给的供水方式，方便管网循环，减少设备用量、节约能源。
　　（2）纯净饮用水净水土艺流程如下：
　　（3）预处理设备
　　由石英砂过滤器、软化器、活性过滤器三台设备组合为预处理系统，石英砂过滤器采用双层过滤工艺，上层使用粒度0.5～1mm，纯度大于97％的天然石英砂，下层使用粒度1mm～1.5mm天然锰砂。其主要功能是去除水中的悬浮物，颗粒杂质，有效降低水的浊度和色度；软化器采用阳离子交换树脂，能降低水中的钙、镁离子硬度；活性炭吸附器采用果壳型活型炭，能除臭、除色、除重金属、除有机物及吸附余氯。通过这三台装置的预处理，确保反渗透主机更有效地安全运行。
　　（4）反渗透主机
　　反渗透主机是纯净水处理设备的关键设备，其性能的好坏将直接影响水处理效果。反渗透主机由精密过滤器、多级高压泵、反渗透膜（TFC膜）、仪器仪表及自动控制设施等。精密过滤器滤芯精度为5um，能阻挡预处理流失的颗粒、杂质，起到保护反渗透膜作用。多级高压泵工作压力为1.0～2.0MPa，能满足反渗透膜正常运行所要求的工作压力。反渗透膜组件能去除水中95％～98％的无机盐和99％以上的有机物、细菌、病毒等，被膜阻挡的浓水由污水管排放，水回收率为50％～75％，反渗透膜采用芬香聚酰胺复合膜，每隔半年左右用药物清洗一次，以延长膜的使用寿命。该套设备布置紧凑，自动化程度高、重量轻、管理方便。
　　（5）消毒设备
　　为确保水质安全，本设计采用紫外线消毒设备和臭氧（O3）消毒设备联合消毒、杀菌，根据水质检测结果，消毒设备可分别使用或联合使用。该设备具有杀菌能力强，管理方便等优点，避免了传统加氯消毒可能产生致癌物质的副作用。
　　（6）自动控制系统及保护系统
　　整个控制系统采用PLC进口可编控制器、进口电磁阀。压力传感器和液位控制器联锁控制，完全实现全套设备的自控运行。石英砂过滤器、软化器、活性炭吸附器及反渗透主机的出水，当系统运行出现异常或发生故障时，设备均能自动报警并作出相应的动作，提醒操作人员及时作出处理。
　 　3、饮用纯净水工程管网设计
　　（1）结合建筑楼层、功能分区、饮用纯净水设备放在43层水箱间，占地面积约25平米.为充分利用43层屋顶水箱水压，节约能源，供水方式采用上行下给式，也利于管道循环供水。供水管网分为两个区：Ⅰ区，11层至25层，由43层净水设备加供水干管减压阀供水；Ⅱ区：27层至40层由43层净水设备供水。在11层至17层，27层至31层的供水支管上设AD型支管减压阀。这样既可减少供水管网的分区，节约投资和层高空间，又能满足供水分区内的水压值不大于350Kpa.为保证管道饮用水系统不形成死水，均设置干立管及区域环状管网供水，并设循环水泵。供水支管道管径为DNl2，供水干管管径为DN20-DN40，回水管管径为DN20.为防止管内流速过低而滋生微生物，管网内水流速度控制在0.6m/s—1.0m/s之间，循环水泵使管内水在不断的循环流动，不断回流消毒，确保出水随时新鲜。
　　（2）管材及阀门
　　纯净饮用水立管设在厨房紧靠生活给水系统立管，每户设精密纯净饮用水表及不锈钢水龙头各一只。为防止管网对水质的再次污染，本工程管道采用优质“建筑给水聚丙烯管道”（PP—R），该管材与钢管、铜管相比具有以下优点：安全卫生、质量轻、安装方便、耐压、耐腐蚀性能好、管道内壁光滑、阻力小、不结垢；不滋生细菌，使用寿命长，在生产施工过程中对环境无污染，属于较理想的绿色环保产品。所有阀门均用不锈钢阀门。净水设备的过滤器，净水箱等均为食品级不锈钢产品。
　 　4、结束语
　　目前，优质纯净饮用水供水系统发展较快，正在一些优秀住宅小区、高档住宅、公寓及酒店中应用，大力发展和研制新型反渗透装置及膜技术是当前的一个主要问题。众所周知，生活纯净饮用水水质要求不同于工业纯水及超纯水。即生活纯净饮用水不需要将水中的溶解盐全部或绝大部分去除。为了人体的健康，饮用纯净水中必须有一定数量的含盐量、以及钙、镁、钠、钾、铵、氯化物、氮化物等物质。因此，—加快发展新型反渗透装置及膜技术，改变和调整反渗透装置的工作压力、温度、出水率等参数对改善饮用纯净水的出水水质，保留人体所需要的微量元素都具有重要的实际意义。