管道直饮水工程设计的几点建议

杨美玲

管道直饮水产生的背景

水是生命之本，饮水卫生与身体健康关系密切。据WHO(世界卫生组织)调查，全世界80%的疾病、50%的癌症与饮用不洁净水有关。因此伴随着人们生活水平的日益提高，对饮用水的要求也越来越严格。目前市民用水主要是自来水，尽管自来水是经过一系列的物理、化学等方式处理合格后再出厂，但由于在进入供水管网后，往往由于供水管网陈旧、破损、不及时清理等原因，不可避免地产生铁锈，滋长微生物，带入各种有害物质，造成二次污染，如管道腐蚀、渗漏、结垢、沉淀及屋顶水箱未经常消毒等。二次供水设施维护不当，二次污染控制不力，导致微生物细菌等再度繁殖，增加用水隐患。由于目前国家还不能一下解决城市供水现存所有问题，因此便派生出了分质供水的行为。

管道直饮水定义

管道优质直接饮用水简称为“直饮水”，它是以分质供水的方式，在居住小区（酒店、写字楼、学校、医院等）内设净水站，运用现代高科技生化与物化技术，对自来水进行深度净化处理，去除水中有机物、细菌、病毒等有害物质，保留对人体有益的微量元素和矿物质；同时采用食品级环保管材设立一套独立循环式管网，将净化后的优质水送达用户，用户打开水龙头直接饮用，也可用来煲汤、煮饭、泡茶以及美容等。将饮用水与生活用水分开输送，避免了水源高质低用的浪费现象。

管道直饮水工艺技术

管道直饮水是对自来水进行深度净化处理的产物。深度净化水处理核心技术采用膜分离技术，主要有微滤、超滤、纳滤和反渗透。根据处理后的水质标准和原水水质的不同选择膜工艺。表1为各种膜分离法的适用范围与主要的运用进行对比。

表1 膜分离法的适用范围及有关主要参数

一般情况下，为达到用户对出水水质的要求，根据原水水质可采用不同的膜技术处理。以下为目前国内常用的净水工艺：

当水源为微污染水、其硬度和含盐量适中或是稍低时，采用活性炭+超滤。

当水源为微污染水、硬度和含盐量偏高时，采用活性炭+纳滤或者活性炭+反渗透。

当水源有机污染严重时，宜采用臭氧+纳滤或臭氧+活性炭+反渗透。

管道直饮水设计的几点建议

1.引导民众正确认识“管道直饮水”系统供水的概念和意义

目前在推广管道直饮水过程中发现，很多人不明白什么是管道直饮水，为何要建立管道直饮水？它的意义何在？甚至有的人会误以为自来水出问题了才会建立管道直饮水。因此，在推广引入管道直饮水建设之前，应该让民众真正理解管道直饮水的意义和概念，只有让民众真正理解直饮水制水原理、特点和优点，才能真正理解管道直饮水是通过一系列的措施来防止饮用水在运输或使用过程中被微生物、物理化学物质污染的一种供水方式的真正含义。同时加强对管道直饮水知识的宣传力度，可以提高民众对直饮水的信任度和认知度。

2.明确建设管道直饮水工程的可行性

管道直饮水工程建设在建筑工程中属于零星工程，它的建设和存在与该区域规划密切相关，与民众生活息息相关。管道直饮水项目在建设前期，应当要明确在住宅区、办公楼或是学校等建设区域是否符合管道直饮水建设。比如旧住宅楼盘改造，要引进管道直饮水，那么它必须要满足建设条件，其一，住宅楼盘内，是否有合适的区域安放直饮水处理设备？其二，作为管道直饮水工程中的重要组成部分，直饮水管网的布置是否能满足用户的入户需求？在直饮水工程建设中，管网的布置入户比设备安置更难达到系统建设要求，在不能满足管网布置的情形下，对于旧小区的改造引进管道直饮水工程建设的可行性几乎为零。其三，在前二者均能满足建设条件的前提下，应考虑项目资金的投入，每个工程的建设资金都是取之于民用之于民，因此，建设过程需满足用户需求和投资回报效益。对于住宅楼盘而言，应考虑居民用户前期投资成本不能太高，后续直饮水用户使用直饮水水费不宜太贵，用户使用直饮水概率（开户率）能维持整个工程的运行。对于办公楼而言，业主更注重的是后期运行维护成本，在前期有限资金的投入后，考虑更多的是投资的稳定性与效益性。管道直饮水建设前期的可行性分析显得尤其重要，是一个项目能否成功实施的关键点。

3.做好水质安全管控是直饮水工程系统消毒单元设计的重要组成部分

管道直饮水是分质供水的简称，经过小型净水站的处理后，水质处于无菌状态，如何确保用户能饮用到健康、新鲜的活水，在系统消毒单元设计是一个重要的环节，同时在末端水质控制也是确保居民饮水安全的重要举措。处理后的无菌水已不宜再添加各种化学消毒剂的方式来保证管网末端的消毒杀菌能力。但作为管道直饮水管网循环回水系统，一方面要及时去除系统中的各种污染物，另一方面要缩短水在输配水管网中的停留时间，从而抑制微生物的繁殖，确保水质安全。为此通过多年的工程经验总结，在直饮水系统设计中，水质消毒可采用臭氧消毒，同时辅于紫外线杀菌共同作用，确保净水箱内满足长效杀菌要求。对应管网及末端水质安全，在设计中应确保管网设计为全封闭循环式，建议循环周期不超过8小时，循环回水经过二次消毒处理后方可进入无菌净水箱。此外应尽量减少用户支管的长度，经验表明办公类用户支管的长度不宜超过3m，住宅用户支管长度建议不超过12m,同时应做好末端阀门的设置，防治无菌水滋生细菌，确保水质安全。在设计中完善消毒单元的设计，在后续运行过程中水质的安全方能得以管控，并确保居民能享用到健康、新鲜的管道直饮水。

4.关于管道直饮水系统的设备及管网耗材的选用

在直饮水系统设计中设备的选型也是重要的一部分，有的业主或承建单位为了减少资金的投入或者现有场地的一些特殊条件，无法容纳较为大型的组合设备，就很可能选用比较普通的集中处理的小型主机，从用户的投资基建上来看，是可以省些成本，但维护将会很不方便，或是系统设备的某个零件坏了，独特的零件限制了后期的维护修理，将造成运营成本增加。建议在地理位置条件充足的情形下，选用分离式净水处理系统，即将系统动力部分如水泵、前置预处理单元独立于制水主机系统安置，这样在后期耗材更换及维护过程中更加简便、更便于操作。

系统管网耗材的选择可以有很多种，目前常见的有PPR管、不锈钢管、不锈钢复合管、铜管及铝塑复合管等。一般情况根据工艺及使用条件的需要，可以选用不同的管材和管件。从经济的角度来选，自然PPR管是首选，使用寿命来说宜选用不锈钢管。但应特别注意的问题是系统管材的选择与净水工艺还有关联。当净水工艺采用反渗透膜时，系统管道是不宜采用铜管的。当系统管道采用不锈钢管时，不锈钢管材宜选用316或316L。总而言之，在管道直饮水系统中管材的选用应选择不锈钢管、铜管或其他符合食品级要求的优质给水塑料管和优质钢塑符合管。据工程经验显示，PPR管网施工后，经3~5年的运行，因承压限制及管材老化速度的加快，在后续的维护过程中比较困难，零部件的损坏在更换过程中不易施工，建议在经济条件允许的前提下，选用不锈钢管材，在后续的运维过程中维护更容易、更简便。多年的工程经验总结在管网设计过程中应特别注意：

循环管网：从生产至输送均为全封闭式循环设计，循环回水须经过净化与消毒处理后方可再次进入直饮水管道，确保水质新鲜健康。

管网回流方式：尽量采取同程回流，并于各控制节点设水力调节阀，消除死水区。

管内水质停留时间：循环管网内水的停留时间不超过12h；保证水质不滋生细菌。

材料：根据工程的实际需求，管材、管件尽量选用薄壁不锈钢和优质的不锈钢阀门配套使用。

用户支管设计：尽量减小支管长度，从而减少死水区。

结语

目前，在全国各地大范围的推广和运用管道直饮水工程建设还存在一些困难，但随着时代的进步和人们对水质品质要求的提升，管道直饮水将逐渐被人们所接受。倘若相关的建筑技术员能够意识到人们对饮水品质需求的提高，结合现有城市的特点，因地制宜，有针对性地对新建项目引入管道直饮水建设；或是水处理工程技术人员因地制宜，对新、扩、改项目实施一些管道直饮水工程建设。同时在政府政策的支持和引导下，进行管道分质供水（管道直饮水）推广，在未来城市建设中将成为一个新的亮点。