第9章 飲水供應

第9章飲用水供應9.1

飲用水供應系統(tǒng)及制備方法9.2

飲用水供應的水力計算9.3

管道飲水凈水供應第9章飲用水供應9.1飲用水供應系統(tǒng)及制備方法9.1飲水供應系統(tǒng)及制備方法

飲水供應主要有開水供應系統(tǒng)和冷飲水供應系統(tǒng)兩類，采用何種系統(tǒng)應根據(jù)當?shù)氐纳盍晳T和建筑物的使用性質(zhì)確定。我國辦公樓、旅館、大學學生宿舍、軍營多采用開水供應系統(tǒng)；大型娛樂場所等公共建筑、工礦企業(yè)生產(chǎn)熱車間多采用冷飲水供應系統(tǒng)。開水供應系統(tǒng)分集中開水供應和管道輸送開水兩種方式。

集中制備開水的加熱方法一般采用間接加熱方式，不宜采用蒸汽直接加熱方式。9.1飲水供應系統(tǒng)及制備方法

集中開水供應是在開水間集中制備開水，人們用容器取水飲用，如圖9-1所示。這種方式適合于機關、學校等建筑，設開水點的開水間宜靠近鍋爐房、食堂等有熱源的地方。每個集中開水間的服務半徑范圍一船不宜大于250m。圖9-19.1飲水供應系統(tǒng)及制備方法

也可以在建筑內(nèi)每層設開水間，集中制備開水，如圖9-2所示，即把蒸汽熱媒管道送到各層開水間，每層設間接加熱開水器，其服務半徑不宜大于70m。還可用燃氣、燃油開水爐、電加熱開水爐代替間接加熱器。圖9-29.1飲水供應系統(tǒng)及制備方法對于標準要求較高的建筑物如賓館等，可采用集中制備開水用管道輸送到各開水供應點，如圖9-3所示。為保證各開水供應點的水溫，系統(tǒng)采用機械循環(huán)方式，該系統(tǒng)要求水加熱器出水水溫不小于105℃，回水溫度為100℃。該系統(tǒng)加熱設備可采用水加熱器間接加熱，也可選用燃油開水爐或電加熱開水爐直接加熱。加熱設備可設于底層，采用下行上給的全循環(huán)方式，如圖9-3（a），也可設于頂層采用上行下給的全循環(huán)方式，如圖9-3（b）。9.1飲水供應系統(tǒng)及制備方法圖圖9-39.1飲水供應系統(tǒng)及制備方法對于中小學校、體育場、游泳場、火車站等人員流動較集中的公共場所，可采用冷飲水供應系統(tǒng)，如圖9-4所求。人們從飲水器中直接喝水，既方便又可防止疾病的傳播。圖9-5所示為較常見的一種飲水器。冷飲水的供應水溫可根據(jù)建筑物的性質(zhì)按需要確定。一船在夏季不啟用加熱設備，冷飲水溫度與自來水水溫相同即可。在冬季，冷飲水溫度一般取35℃~45℃，要求與人體溫度接近，飲用后無不適感覺。

冷飲水供應系統(tǒng)應設置循環(huán)管道，避免水流滯留影響水質(zhì)，循環(huán)回水也應進行消毒滅菌處理。9.1飲水供應系統(tǒng)及制備方法圖9-4圖9-59.1飲水供應系統(tǒng)及制備方法

所有飲水管道應采用銅管、不銹鋼管、鋁塑復合管或聚丁烯管，配件材料與管材相同，保證管道和配件材質(zhì)不對飲水水質(zhì)產(chǎn)生有害影響。冷飲水在接至飲水器前必須進行水質(zhì)凈化處理，其制備方式有三種：1.自來水燒開后再冷卻至飲水溫度；

2.自來水經(jīng)凈化處理后再經(jīng)水加熱器加熱至飲水溫度；

3.自來水經(jīng)凈化處理后直接供給用戶或飲水點。9.1飲水供應系統(tǒng)及制備方法冷飲水的常規(guī)處理方法是過濾和消毒，用于去除自來水中的懸浮物、有機物和病菌?？刹捎没钚蕴窟^濾，砂濾，電滲析，紫外線、加氯、臭氧消毒等處理方法。

隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，人們對飲水質(zhì)量日益關注。市場上應運出現(xiàn)了大量的凈水裝置和家庭使用的各種凈水器，為用戶提供礦泉水、蒸餾水、純水、活性水、離子水等多種飲水。一些地區(qū)還開發(fā)建立了居住小區(qū)優(yōu)質(zhì)水供應站，以自來水為水源經(jīng)過深度處理，為居民提供可直接飲用的優(yōu)質(zhì)水。9.1飲水供應系統(tǒng)及制備方法飲用礦泉水分天然礦泉水和人工礦泉水兩類。天然礦泉水取自地下深部循環(huán)的地下水，其水質(zhì)應符合《飲用天然礦泉水標準》要求，其生產(chǎn)工藝流程一般如圖9-6所示：人工礦泉水是由人工將凈化后的水放入裝有礦石的裝置中進行礦化，再經(jīng)消毒處理后制成。圖9-6天然飲用礦泉水工藝流程示意圖開采精濾或微濾消毒殺菌灌裝地下礦泉水9.1飲水供應系統(tǒng)及制備方法圖9-7純水制備工藝流程示意圖自來水

細雙層濾料過濾活性炭吸附過濾精密過濾超濾陰陽離子交換真空罐裝反滲透主處理后處理深度預處理紫外線殺菌9.1飲水供應系統(tǒng)及制備方法純水作為飲用水目前市場上相對較多，其電阻率比蒸餾水優(yōu)一個數(shù)量級：為1~10M

cm。純水制備工藝流程如圖9-7所示，深度預處理主要去除水中的干擾物質(zhì)，如濁度物質(zhì)、色度、大分子有機物、膠體物質(zhì)等。欲獲得良好的預處理、延長過濾劑使用壽命，須多種工藝有機結(jié)合、多級串聯(lián)；

主處理是凈水的核心工序，可進一步去除預處理和常規(guī)處理中難以去除的小分子有機物，目前采用反滲透法較多，其次是超濾。9.1飲水供應系統(tǒng)及制備方法反滲透屬膜分離技術，可去除98%以上的無機鹽、有機物、膠體、濁度物質(zhì)以及三致有機物。超濾是用一種具有半透性的膜，在動態(tài)壓力下截留分子量約為幾百的有機分子，在截留雜質(zhì)的同時保證有益離子狀礦物質(zhì)通過。其精度稍遜于反滲透，但操作壓力低較易被采納；后處理的主要功效是消毒、殺菌，使用較多的是紫外線消毒等非氯氧化，如臭氧消毒、微電解消毒等。第9章飲用水供應9.3管道飲用凈水供應9.3管道飲用水凈水供應

9.3.1分質(zhì)供水

生活給水包括一般日常生活用水和飲用水兩部分，一般來說，與飲水和烹調(diào)有關的用水量只占日常生活用水量的2％～5％，每人每日需要3升左右，這部分水直接參與人體的新陳代謝，對人體健康影響極大，其水質(zhì)應是優(yōu)質(zhì)的，需要進行深度處理。而其他95％~98％的生活用水，僅作為洗滌、清潔之用，對水質(zhì)的要求并不一定很高，滿足國家規(guī)定的《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-2006)即可。9.3管道飲用水凈水供應

9.3.1分質(zhì)供水

直接飲用的水與生活用水的水質(zhì)、水量相差比較大，如將生活給水全部按直接飲用水的水質(zhì)標準進行處理，則太不經(jīng)濟，也沒有必要。而分質(zhì)供水就是根據(jù)人們用水的不同水質(zhì)需要而提出的，是解決供水水質(zhì)問題的經(jīng)濟、有效的途徑。分質(zhì)供水是根據(jù)用水水質(zhì)的不同，在建筑內(nèi)或小區(qū)內(nèi)，組成不同的給水系統(tǒng)，如直接利用市政自來水，供給清潔、洗滌、沖洗等用水，為生活給水系統(tǒng)；自來水經(jīng)過深度凈化處理，達到飲用凈水標準，供人們直接飲用，為飲用凈水（優(yōu)質(zhì)水）系統(tǒng)（管道直飲水系統(tǒng)）；在建筑中或建筑群中將洗滌等用水收集后加以處理，回用供沖廁、洗車、澆灑綠地等用水，為中水供水系統(tǒng)。9.3管道飲用水凈水供應

9.3.1分質(zhì)供水

管道飲用凈水系統(tǒng)（管道直飲水系統(tǒng)）是指在建筑物內(nèi)部保持原有的自來水管道系統(tǒng)不變，供應人們生活清潔、洗滌用水，同時對自來水中只占2%～5％用于直接飲用的水集中進行深度處理后，采用高質(zhì)量無污染的管道材料和管道配件，設置獨立于自來水管道系統(tǒng)的飲用凈水管道系統(tǒng)至用戶，用戶打開水嘴即可直接飲用。如果配置專用的管道飲用凈水機與飲用凈水管道連接，可從飲用凈水機中直接供應熱飲水或冷飲水，非常方便。9.3管道飲用水凈水供應

9.3.2管道飲用凈水的水質(zhì)要求

直接飲用水應在符合國家《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）的基礎上進行深度處理，系統(tǒng)中水嘴出水的水質(zhì)指標不應低于建設部頒發(fā)的中華人民共和國城鎮(zhèn)建設行業(yè)標準《飲用凈水水質(zhì)標準》(CJ94—2005)。1．管道飲用凈水的水質(zhì)要求9.3管道飲用水凈水供應

9.3.2管道飲用凈水的水質(zhì)要求

目前，飲用凈水深度處理常用的方法有活性炭吸附過濾法和膜分離法。（1）水處理技術2．飲用凈水（優(yōu)質(zhì)直飲水）的處理

活性炭在水處理中具有如下功能：1）活性炭吸附過濾法①除臭。去除酚類、油類、植物腐爛和氯殺菌所導致水的異臭。②除色。去除鐵、錳等重金屬的氧化物和有機物所產(chǎn)生的色度。9.3管道飲用水凈水供應

9.3.2管道飲用凈水的水質(zhì)要求③除有機物。去除腐質(zhì)酸類、蛋白質(zhì)、洗滌劑、殺蟲劑等天然的或人工合成的有機物質(zhì)，降低水中的耗氧量(BOD，COD)。④除氯。去除水中游離氯、氯酚、氯胺等。⑤除重金屬。去除汞(Hg)、鉻(Cr)、砷(As)、錫(Sn)、銻(Sb)等有毒有害的重金屬。

活性炭有粉狀活性炭(粉末炭)和粒狀活性炭(粒狀炭)兩大類。粉狀活性炭適用于有混凝、澄清、過濾設備的水處理系統(tǒng)。在飲用水深度處理中通常采用粒狀活性炭。9.3管道飲用水凈水供應

9.3.2管道飲用凈水的水質(zhì)要求

粒狀活性炭適用于在吸附裝置內(nèi)充填成炭層，水流在連續(xù)通過炭層的過程中，接觸并吸附，粒狀活性炭在吸附飽和后可在900～1100℃絕氧條件下再生，粒狀活性炭吸附裝置的構造與普通快濾池相同，故亦稱為活性炭過濾。在飲用水深度處理系統(tǒng)中通常采用壓力式活性炭過濾器。2）膜分離法

用于飲用水處理中的膜分離處理工藝通常分為四類：微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)和反滲透(RO)。9.3管道飲用水凈水供應

9.3.2管道飲用凈水的水質(zhì)要求

這些膜分離過程可使用的裝置、流程設計都相對較為成熟。微濾所用的過濾介質(zhì)——微濾膜是由天然或高分子合成材料制成的孔徑均勻整齊的類似篩網(wǎng)狀結(jié)構的物質(zhì)。①微濾(MF)

微濾是以靜壓力為推動力，利用篩網(wǎng)狀過濾介質(zhì)膜的“篩合”作用進行分離膜的過程，其原理與普通過濾相似，但過濾膜孔徑為0.02～10μm左右，所以又稱精密過濾。9.3管道飲用水凈水供應

9.3.2管道飲用凈水的水質(zhì)要求與常規(guī)過濾的過濾介質(zhì)相比，微孔過濾具有過濾精度高、過濾速度快、水頭損失小、對截留物的吸附量少及無介質(zhì)脫落等優(yōu)點。由于孔徑均勻，膜的質(zhì)地薄，易被粒徑與孔徑相仿的顆粒堵塞。因此進人微濾裝置的水質(zhì)應有一定的要求，尤其是濁度不應大于5NUT。微濾能有效截留分離超微懸浮物、乳液、溶膠、有機物和微生物等雜質(zhì)，小孔徑的微濾膜還能過濾部分細菌。當原水中的膠體與有機污染少時可以采用，其特點是水通量大，滲透通量20℃時為120～600L/h·m2

；工作壓力為0.05～0.2MPa；水耗5%～8%。出水濁度低。9.3管道飲用水凈水供應

9.3.2管道飲用凈水的水質(zhì)要求

超濾過程通?？梢岳斫獬膳c膜孔徑大小相關的篩合過程。以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動力，以超濾膜為過濾介質(zhì)。在一定的壓力下，當水流過表面時，只允許水、無機鹽及小分子物質(zhì)透過膜，而阻止水中的懸浮物、膠體、蛋白質(zhì)和微生物等大分子物質(zhì)通過，以達到溶液的凈化、分離與濃縮的目的。②超濾(UF)超濾的過濾范圍一般介于納濾與微濾之間，它的定義域為截留分子量500~500000左右，相應孔徑大小的近似值約為20×10-10~1000×10-10m之間。9.3管道飲用水凈水供應

9.3.2管道飲用凈水的水質(zhì)要求

一般可截留大于500分子量的大分子和膠體，這種液體的滲透壓很小，可以忽略不計。所以超濾的操作壓力較小，一般在0.1~0.5Mpa，膜的水透過率為0.5~5.0m3/m2。d，水耗量8%~20%。采用超濾膜可以去除和分離超微懸浮物、乳液、溶膠、高分子有機物、動物膠、果膠、細菌和病毒等雜質(zhì)，出水濁度低。9.3管道飲用水凈水供應

9.3.2管道飲用凈水的水質(zhì)要求

納濾膜的孔徑在納米范圍，所以稱納濾膜及納濾過程。在濾譜上它位于反滲透和超濾滲透之間，納濾膜和反滲透膜幾乎相同，只是其網(wǎng)絡結(jié)構更疏松，對單價離子（Na+，Cl-等）的截留率較低（小于50%），但對Ca2+，Mg2+等二價離子截留率很高（大于90%），同時對除草劑、殺蟲劑、農(nóng)藥等微污染物或微溶質(zhì)及染料、糖等低分子，有較好的截留率。納濾特別適合用于分離分子量為幾百的有機化合物，它的操作壓力一般不到1MPa。③納濾9.3管道飲用水凈水供應

9.3.2管道飲用凈水的水質(zhì)要求

反滲透過程是滲透過程的逆過程，即在濃溶液一邊加上比自然滲透更高的壓力，扭轉(zhuǎn)自然滲透方向，把濃溶液中的溶劑（水）壓到半透膜的另一邊。當對鹽水一側(cè)施加壓力超過水的滲透壓時，可以利用半透膜裝置從鹽水中獲得淡水。截留組分一般為0.1~1nm小分子溶質(zhì)，對水中單價離子（Na+、K+、Cl-、NO3-等）、二價離子（Ca2+、Mg2+、SO42-、CO32-）、細菌、病毒的截留率大于99%采用反滲透法凈化水，可以得到無色、無味、無毒、無金屬離子的超純水。但由于RO膜的良好的截留率性能，將絕大多數(shù)的無機離子（包括對人類有益的鹽類等）從水中除去，長期飲用會影響人體健康。

反滲透裝置一般工作壓力為1~10MPa。④反滲透（RO）9.3管道飲用水凈水供應

9.3.2管道飲用凈水的水質(zhì)要求①消毒確定飲用凈水消毒工藝應考慮以下幾個因素：殺菌效果與持續(xù)能力；殘余藥劑的可變毒理；飲用凈水的口感以及運行管理費用等。

飲用凈水消毒一般采用臭氧、二氧化氯、紫外線照射或微電解殺菌。目前常用紫外線照射與臭氧或與二氧化氯合用，以保證在居民飲用時水中仍能含有少量的臭氧或與二氧化氯，確保無生物污染；因經(jīng)過深度處理的水中有機物含量減少，一般不會發(fā)生有機鹵化物的危害。3）飲用凈水的后處理9.3管道飲用水凈水供應

9.3.2管道飲用凈水的水質(zhì)要求②礦化由于經(jīng)納濾和反滲透處理后，水中的礦物鹽大大降低，為使?jié)崈羲泻羞m量的礦物鹽，可以對水進行礦化，將膜處理后的水再進入裝填有含礦物質(zhì)的粒狀介質(zhì)（如木魚石、麥飯石等）的過濾器處理，使過濾出水含有一定的礦物鹽。管道優(yōu)質(zhì)飲用凈水深度處理的工藝、技術和設備都已十分成熟。因管道飲用凈水的供水規(guī)模一般比較小，國內(nèi)已經(jīng)有一些廠家生產(chǎn)各種處理規(guī)模的綜合凈水裝置，以適應建筑或小區(qū)規(guī)模有限、用地緊張的情況。2）飲用水深度處理工藝流程9.3管道飲用水凈水供應

9.3.2管道飲用凈水的水質(zhì)要求

設計時應根據(jù)城市自來水或其他水源的水質(zhì)情況、凈化水質(zhì)要求、當?shù)貤l件等，選擇飲用凈水處理工藝。一般地面水源，主要污染是膠體和有機污染，飲用凈水深度處理工藝中活性炭是必須的，微濾或超濾也常被采用；地下水源的主要污染一般是無機鹽、硬度、硝酸鹽超標或總?cè)芙夤腆w超標，也有的水源受到有機污染，在處理工藝中離子交換與納濾是必須有的，也常用活性炭去除有機物污染。深度處理工藝見圖9-8。9.3管道飲用水凈水供應

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