管道直飲水系統(tǒng)分析與工程應用

（中鐵建工集團建筑安裝有限公司，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世紀末應用至今，在各個大中型城市住宅小區(qū)中得到了應用推廣，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)設置凈水站，并采用現(xiàn)代高科技生化和物化技術(shù)進行自來水深度凈化處理，去除水中的有機污染物、細菌、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)進水設施中，隨后按照要求對其進行處理后才可以作為生活用水供給區(qū)域內(nèi)居民進行使用。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)運行期間，系統(tǒng)核心是進水處理設施，該設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，預處理具體方式中主要使用機械處理法，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行消毒，對殘留病菌、病毒進行消滅，進一步提升水質(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)工程設計的建議

2.1 引導民眾認識管道直飲水系統(tǒng)供水概念和意義

現(xiàn)階段，在進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的問題。所以在推廣和建設管道直飲水的同時，也應該加強宣傳，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的物理、化學、生物措施，避免飲用水在運輸和使用過程中被有機污染物、細菌、病毒等污染。加強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知度。

2.2 明確建設管道直飲水工程的可行性

在管道直飲水建設的過程中，建設過程和該區(qū)域的規(guī)劃緊密相連，也和民眾的生活緊密相關(guān)。管道直飲水在建設前應明確住宅小區(qū)或?qū)W校等建設區(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，也需要在進行管道設計時進行全面分析。在管道直飲水建設中，管網(wǎng)的布置比設備安裝的難度更大，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，做好項目建設資金可行性分析，建設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，后期直飲水運行成本也不能太高，必須合理控制建設和運營成本，滿足用戶開戶率才能確保整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。對于辦公樓而言，業(yè)主更關(guān)注后期的運營成本，前期投入資金一般有限，但是后期運行維護的成本是否得到穩(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用健康。在系統(tǒng)消毒單元的設計中，應加強對水質(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)，在進行直飲水系統(tǒng)設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入無菌凈水箱中。另外，應盡可能地縮短直觀的管道長度，做好末端閥門的設計，有效避免無菌水滋生細菌，確保水質(zhì)的安全。在設計過程中，還應加強對消毒單元設計進行完善，有效控制后期系統(tǒng)運行中的水質(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)設備和管網(wǎng)耗材的選用

設備選型是管道直飲水設計的重要組成部分，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備，只能使用集中處理的小型機械。雖然可節(jié)約成本，但后期運行維護難度較大，系統(tǒng)設備某個設備或零件出現(xiàn)問題會直接影響后期維護修理，使運維成本增加。因此，在條件允許的情況下應盡量使用分離式進水處理系統(tǒng)，將系統(tǒng)動力部分、前置預處理部分分開設置，可方便后期耗材更換和維護。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、不銹鋼復合管和鋁塑復合管等，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合型管道，不銹鋼管后期運行維護難度較小、操作方便。

3 工程概述和具體應用對策

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2 000人，設計供水量為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置了循環(huán)管，可以使回水返回到凈水工藝環(huán)節(jié)進行消毒處理。為避免難溶性鹽析出結(jié)垢和堵塞，可通過反滲透膜的設置在過濾器中加入復合組垢劑。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)達標，應在凈水環(huán)節(jié)配置水質(zhì)檢測儀，對出水水質(zhì)的pH值、余氯、水文等指標進行監(jiān)測。本工程采用管道直飲水系統(tǒng)設計和應用后，該直飲水系統(tǒng)出水水質(zhì)達到飲用水水質(zhì)的標準要求且系統(tǒng)的運行比較穩(wěn)定。

3.2 直飲水應用對策分析

隨著對直飲水應用范圍的增大，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的作用，關(guān)于直飲水系統(tǒng)在其運行過程中存在的衛(wèi)生問題和運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準處理會加大直飲水處理成本。而且直飲水系統(tǒng)運行在初期建設資金投入、儀器設備購置以及中后期運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)濟損失，繼而影響后期的運營管理，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可度[2]。從目前的運行情況來看，存在衛(wèi)生設施完善度較差、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。基于此，需要結(jié)合目前存在問題，擬定針對性措施對其進行處理，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，確保所建設的管道直飲水系統(tǒng)的質(zhì)量和運行的安全穩(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，提升公民的參與感，建立群眾監(jiān)督機制，加強對直飲水工程建設運營的監(jiān)督控制。最后還要提高用戶對直飲水的正確認識，加強小區(qū)直飲水宣傳的力度，并以信息公開、定期監(jiān)測和設備維護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、運行節(jié)能環(huán)保、應用健康且便捷的優(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、效果不明顯以及運營和維護上的問題，若沒有加強維護檢查可能發(fā)生二次污染，所以還需要不斷開發(fā)新型處理技術(shù)以促進直飲水工程健康、持續(xù)發(fā)展。