直饮水设备的关键技术研究及应用

  水是一切生态得以维持，一切生产得以继续的基础，为了居民的身体健康着想，其最基本的要求就是保障饮用水的质量。随着我国社会经济的飞速发展，在一定程度上提高了人们的生活水平，改善了人们的生活质量，人们对饮用水的要求也越来越高。但是随着城市工业化的深入进行，不可避免的会对城市水质造成一定程度的污染，现阶段人们迫切的需要健康、清洁的饮用水。在这种情况下直饮水就逐渐的进入到了人们的视野当中。在2010年的上海世博会上就出现了管道直饮水，可以让人们直接饮用，该管道直饮水不仅符合环境保护的相关要求，而且也满足了广大游客的需求。如今，越来越多的人们开始认可和接受直饮水，不可否认直饮水在我国将会有较大的发展前景和市场需求。

一、直饮水简介

1、直饮水的定义

  直饮水，也叫活化水，其基本的作用是充分利用纳滤膜的选择透过性，将水中的有机物、细菌和病毒剔除出去，且保留下来有益于人体健康的微量元素。它具备符合人体对各种微量元素的生理需求且无污染的特点，不仅对人体不会产生毒害，而且根据CJ94-1999饮用净水水质标准来看，其水质也完全符合相关要求，一般来讲，管道直饮水是在通过特殊处理之后提供给消费者使用。

2、直饮水的发展历程

  通常是通过分质供水来供应直饮水的。分质供水起源于法国、荷兰、美国等发达国家，因此，直饮水相应的技术也较为成熟。在我国，直饮水是在1993年之后才出现的，直到颁布了CJ94-1999饮用净水水质标准之后，直饮水才迎来了新的发展机遇。优质直饮水工程最先实施的城市就是上海，紧接着直饮水的使用范围开始逐渐扩大，如广州、深圳等地。直饮水行业在我国尚处在初步发展的阶段，还没有真正的迎来直饮水时代，还并没有广泛的普及直饮水。目前，在广州、深圳等城市市区内，就直饮水建设的相关事宜，各有关部门正在紧锣密鼓的筹备当中，时至今日不难想象直饮水设施建设已经在全国各个地区掀起了热潮。

二、直饮水发展现状

1、直饮水的水质标准

  目前，我国现行的CJJ110-2006管道直饮水系统技术规程中就有这样的规定：按照我国现行的CJ94-2005饮用净水水质标准来要求直饮水管道系统在用户端的出水水质。如今，我国采用CJ94-2005饮用净水水质标准来作为水质检测标准，该标准对饮用净水水质提出了更高的要求，规定了其进水范围必须是自来水或与之水质相同的水，在深度净化处理后通过管道将直饮水提供给用户饮用。

2、直饮水的供水方式

  通常来讲，直饮水的供水方式分为两种，即集中式供水和分户式供水。

（1）、集中式供水

  集中式供水的优点：因为其集中取水的优势，有可能选择水质较好的水源，为水源的卫生防护奠定了良好的基础，水在输送的过程中会经历集中取水、消毒、净化及严密的配水管网输水等一系列流程，可以在一定程度上保障水质安全。在为取水提供便利条件的同时，也使人们的生活卫生水平得到了较大的提高，集中式供水实际上可以更好地对其卫生情况进行有效的监督和管理。

  集中式供水的缺点：集中式给水若缺乏科学合理的管理和设计，很容易污染水源，甚至引起大范围的中毒或疾病流行，对人民的生命安全和身体健康产生了严重的威胁。因此，务必重视集中式的给水卫生，将安全生活的饮用水提供给广大的居民。

（2）、分散式供水

  分散式供水的优点：分散居民可以从水源处直接取水，较为便利且不产生任何费用。

  分散式供水的缺点：其供水方式缺乏相关设施的保障，简易的设备在某种程度上是无法保障供水量和供水质量的。

三、管道直饮水的关键技术研究

1、水质处理

（1）、处理工艺

  现阶段，在处理直饮水的过程中经常采用预处理工艺、后处理工艺及核心处理工艺。预处理工艺实际上分为介质过滤和活性炭过滤器这两个部分；核心处理器是采用反渗透、超滤、纳滤、微滤等膜处理工艺；后处理工艺则包括矿化和消毒，其中消毒常见的方式有二氧化氯消毒、紫外线消毒和臭氧消毒这三种。改善水质效果比较好的方式就是活性炭过滤+超滤+臭氧工艺，不仅其正常运行有一定的可靠性，而且其应用范围也较为广泛。活性炭+臭氧联用的过滤技术实际上就是将活性炭吸附、臭氧氧化和生物氧化降解有机结合的水处理工艺。通过此种工艺可以将大分子的胶体、溶解物、有机物等进行降解，使水的色度和浊度有了较大幅度的改善，为直接使用直饮水提供了便利的条件。超滤膜的分离机理实际上就是充分发挥其筛分作用，其压力差一般维持在0.1MPa-0.5MPa的范围内，孔径一般维持在几纳米到数十纳米的范围内，可以将高分子物质、胶体及生化制品进行有效的截留，将水中的微生物尽可能的全部剔除出去，确保水的浊度可以保持在0.1NTU及其以下。

（2）、消毒工艺

  整个处理系统的最后一道工艺就是消毒系统，这事关二次污染的防治和保证系统出水水质的重要环节。一般情况下采用的消毒方式有高锰酸盐氧化、臭氧氧化、氯氧化、紫外线消毒、高级氧化、二氧化氯氧化等等。

  首先，臭氧消毒。臭氧氧化性较强，其可以在微生物的细胞内进行快速扩散，逐渐氧化并杀死细胞内的有机物，从而达到良好的消毒效果。相较于液氯消毒而言，臭氧的消毒效果比较明显，不仅使用剂量小，而且不会产生有害物质，如三氯甲烷等等。

  其次，紫外线消毒。现如今紫外线消毒是比较常用的饮用水消毒技术，虽然在采用紫外线消毒技术时不可避免的会承受其无持续灭菌能力、灯管寿命有限、较小的光源强度等缺点，但是人们依然青睐于它的经济实用和安全可靠的优点。根据相关标准，紫外线消毒器的进水水质的各项指标，见表1。

四、直饮水系统在设计上的要点

1、为了使供水的卫生和安全得到切实的保障，可以将系统中的室内外供配水管道设计为环状，使其水压和水量符合相关要求。

2、循环消毒和动态循环是管道直饮水系统设计过程中应该做到的两点，室内外供水管网可以将其设置为同程式。

3、在供配水系统中，饮用净水的各个部分的停留时间最好不超过6小时，循环会流量不低于50%的管网容积。

4、为了有效的降低二次污染出现的频率，将倒流防止器安装在各个建筑物入口管和水泵出口管上。

5、用户尽可能在用水点附近的立管上接出支管，使滞水管段有所减少。

6、选择材料、计量水表和管件

  在管材选择过程中，可以使用紫铜管、薄壁不锈钢管及其他优质塑料管，其中薄壁不锈钢管可以分为两种，若是明装可以采用的型号时SUS304，若是埋地材质可以采用的型号是SUS316；管道、阀门的连接件应该尽可能的避免造成积聚颗粒或细菌繁殖滞留等情况，尽可能的避免管件出现凸凹不平的现象；应该保证管件连接、管道连接件、阀门的密封圈符合相关卫生食品级的要求。在选择管材和配件时，应该保证这两者的匹配度，优先选择不锈钢材质。

五、直饮水系统的施工要点

1、不同的阀门、管件、管材在连接时，其所使用的转换管件连接件务必是专用的，不允许出现塑料管套丝的情况。

2、在安装管道之前，应该对接头、管内外的清洁程度进行必要的检查，及时的清理受污染的管件、管材。在安装过程中，尽可能的降低施工碎屑或杂物落入管道内的可能性，在完成施工之后，对敞口管道要采取临时封堵措施。

3、若采用诸如不锈钢管、钢塑复合管等金属管施工，金属管套丝时应该采用诸如皂化油等水溶性润滑油。金属管丝扣连接时，禁止只有有可能污染水质的材料，如麻丝、后白漆等等，可以用聚四氟乙烯生料带来代替。在连接钢塑复合管材时，为了尽可能避免锈水溢出，务必要采用严防钢管与直饮水直接接触的技术措施。

4、为了便于操作，可以在明显的部位安装系统控制阀门，最好不要在住户家中或吊顶内安装。若存在特殊情况，应该在阀门位置将检修孔预留出来。

5、建筑物内埋地敷设排水管与直饮水管道之间应符合以下数据要求：平行埋设应大于0.5米，交叉埋设应大于0.15米，且排水管在下，直饮水管在上。

6、若存在同时敷设室内热水管道和直饮水管道时，若上下平行敷设时候，保证热水管在上方，直饮水管道在下方；若垂直平行敷设时，保证热水管在左侧，直饮水管道在右侧。

7、不得在电梯井、排水沟、风道、、壁柜、衣橱、烟道等地方敷设直饮水管道。直饮水管道禁止穿越大小便槽，且保证其立管与大小便槽最好保持0.5米以上的距离。

8、在塑料直埋暗管封闭之后，将暗管的走向和位置在地面或者墙面标注出来，禁止有尖锐物体冲击管道位置，如钉金属钉等等。

六、管道直饮水的发展前景

  目前，我国的饮水存在诸多的问题，尤其是水污染事件和水质型缺水现象愈发严重。随着我国居民逐渐提高其生活质量，水质问题逐渐成为了人们的焦点。在我国水质一时之间无法媲美发达国家时，直饮水凭借其环保健康、快捷方便、经济实用等优势成为了最佳选择，不仅成为了水生态文明的重要评价指标，而且也在一定程度上促进了我国生态文明建设的进程。

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