小區(qū)生活飲用水管道分質(zhì)供水實(shí)現(xiàn)了人們對隨時(shí)飲用凈水的渴望。衛(wèi)生安全的飲用凈水也象生活用電，電話，寬帶，中央空調(diào)，管道煤氣一樣，人們在家就可直接飲用到符合國家《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》[1]的有關(guān)規(guī)定和建設(shè)部〈飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（CJ 94-1999）〉[3]的水。管道直飲水不僅比瓶（桶）裝純凈水衛(wèi)生安全、使用方便、即開即飲，其價(jià)格比瓶（桶）裝純凈水便宜，國家康居工程推廣小區(qū)生活飲用水管道直飲水的最大好處，就是防止飲用水的二次污染，保證飲用水的衛(wèi)生安全，提高人民生活質(zhì)量
1 管道分質(zhì)供水系統(tǒng)術(shù)語和定義
1.1分質(zhì)供水
分質(zhì)供水是指根據(jù)生活中人們對水的不同需要，由市政提供的自來水為生活飲用水，采用特殊工藝將自來水進(jìn)行深度加工處理成可直接飲用的純凈水，然后由食品衛(wèi)生級的管道輸送到戶，并單獨(dú)計(jì)量。這種直接飲用的純凈水分純水或凈水，即按照中華人民共和國GB 17323《瓶裝飲用純凈水》，以符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的水為原料，通過反滲透膜（Revvrse Osmosis Element/RO）凈化處理后，稱為純水。按照建設(shè)部CJ 94《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》[3]，用同樣符合生活用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的水為原料，通過納濾膜（Nanofiltration Element/NF）或法國卡提斯（ＣＡＲＴＩＳ）載銀活性炭凈化處理后，稱為凈水。
國家《生活飲用水管道分質(zhì)直飲水衛(wèi)生規(guī)范（討論稿）》[2]要求管道直飲水用戶龍頭出水任何時(shí)間必須符合《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（CJ 94-1999）》[3]規(guī)定要求。管道分質(zhì)直飲水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)必須符合《管道直飲水系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程（討論稿）》[4]，在法規(guī)上給予了嚴(yán)格的行業(yè)規(guī)范和強(qiáng)有力的衛(wèi)生行政執(zhí)法依據(jù)，真正確保每一個(gè)小區(qū)管道分質(zhì)直飲水用戶的飲水衛(wèi)生安全與飲用健康，這便是新一代的高效、綠色環(huán)保、節(jié)能型水質(zhì)處理供水裝置。
1.2直飲水
以上純水或凈水經(jīng)臭氧氣液混合后密封于容器中且不含任何添加物，再通過紫外線照射，經(jīng)電子（場）水處理器(微電解殺菌器)流經(jīng)的水在微弱的電場中產(chǎn)生大量具有極強(qiáng)和廣譜殺生能力的活性水，由食品衛(wèi)生級管道供每家每戶直接飲用，可供直接飲用的水叫直飲水。
1.3直飲機(jī)
管道直飲機(jī)，是在飲水機(jī)的基礎(chǔ)功能上增加進(jìn)水自動控制器，使用時(shí)只需將管道直飲機(jī)與飲用水管道直接聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)自動進(jìn)水，可直接飲用的飲水機(jī)。是現(xiàn)代住宅小區(qū)、寫字樓供水的終端飲水設(shè)備。
1.4管道分質(zhì)供水系統(tǒng)
管道分質(zhì)直飲水及直飲機(jī)是將水處理裝置與供水管網(wǎng)、管道直飲機(jī)有機(jī)的結(jié)合，在處理工藝上都有嚴(yán)格要求和衛(wèi)生規(guī)范，工藝中除沉淀、吸附、過濾常規(guī)方式外，采用新的水處理材料及工藝，用銅鋅濾料（ＫＤＦ）替代石英砂；用臭氧（Ozone/Ｑ３）與顆�；钚蕴浚℅rancule Activated Carbon/GAC）結(jié)合成生物-活性炭法（Biological Activated Carbon/BAC）消毒方式替代普通活性炭（Activated Carbon/AC）；用鈦金屬濾芯（ＨＤＦ）替代聚丙烯（ＰＰＦ）；用超濾膜（Ultrafiltration Element/UF）作為預(yù)處理；用納濾膜（Nanofiltration Element/NF）或卡提斯（ＣＡＲＴＩＳ）替代通常的逆滲透膜（Revvrse Osmosis Element/RO），將水的利用率提高；將電量的消耗減少，產(chǎn)品水主要采用臭氧加紫外線殺菌器的最佳組合，增加電子（場）水處理器(微電解殺菌器)，是管道分質(zhì)供水系統(tǒng)管網(wǎng)循環(huán)殺菌的理想產(chǎn)品。對管網(wǎng)進(jìn)行定期循環(huán)，經(jīng)卡提斯（ＣＡＲＴＩＳ）處理過的水溶氧量大，增加了水的活性，能抑制細(xì)菌生長，可持續(xù)保鮮，有效保證管網(wǎng)內(nèi)水的新鮮與飲用衛(wèi)生安全。系統(tǒng)的供水量嚴(yán)格遵守每天的按用水需求量設(shè)計(jì)，再加上管道直飲機(jī)內(nèi)儲存水容量不會大于３升（家用型）、30升（單位型），保持隨時(shí)飲用隨時(shí)補(bǔ)充新鮮水。國家《生活飲用水管道分質(zhì)直飲水衛(wèi)生規(guī)范（２００２）》[2]標(biāo)準(zhǔn)（討論稿）要求管道直飲水用戶龍頭出水任何時(shí)間必須符合《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（ＣＪ９４－１９９９）》[3]。由于直飲水水質(zhì)純凈，口感甜潤，每天的產(chǎn)水每天飲用完，管網(wǎng)系統(tǒng)每天定時(shí)用臭氧、紫外線殺菌、電子（場）水處理器消毒保鮮，水中含氧量的提高能預(yù)防直飲水的二次污染，使每天的直飲水新鮮可口。給水采用恒壓變頻水泵輸送，滿足高層建筑要求。分質(zhì)供水非常適應(yīng)于現(xiàn)代城市住宅小區(qū)管道直接飲用水的需求，從而提高人民生活質(zhì)量。
1.5預(yù)處理裝置
預(yù)處理裝置是將自來水經(jīng)臭氧氧化、活性炭吸附、5μm精度多級過濾，使原水達(dá)到初級凈化的裝置。其由臭氧水處理儀、原水罐、增壓泵、銅鋅沉淀過濾、活性炭吸附過濾、金屬鈦棒微孔精密過濾，經(jīng)預(yù)處理后的水滿足超濾膜凈化處理，提供給予后置反滲透膜或納濾膜進(jìn)水要求。
1.6水質(zhì)深度處理裝置
水質(zhì)深度處理裝置是將經(jīng)預(yù)處理后的水，由高壓泵加壓作用于反滲透膜（簡稱RO）或反滲透膜納濾膜(簡稱NF)的反滲透功能達(dá)到純凈水的目的[9]，電導(dǎo)率檢測儀、臭氧裝置、紫外線消毒殺菌器、和微電腦控制電器組合而成。通過去除水中有機(jī)物（如三鹵甲烷中間體、膠體、懸浮物、微生物、細(xì)菌、藻類、霉類等）、熱源、病毒、異色異味等，經(jīng)處理的水質(zhì)符合衛(wèi)生部《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》[1]的有關(guān)規(guī)定和建設(shè)部《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（CJ 94-1999）》[3]。
1.5凈水的制造方法：納濾膜滲透法（簡稱NF）
納濾滲透膜技術(shù)是介于反滲透膜與超濾膜性能之間的承前啟后膜技術(shù)，作為一種新型分離技術(shù)，納濾膜在其分離應(yīng)用中表現(xiàn)出下列三個(gè)顯著特征[7]：一是其截留分子量介于反滲透膜和超濾膜之間，為150～2000 ?；二是納濾膜對無機(jī)鹽有一定的截留率，因?yàn)樗谋砻娣蛛x層是由聚電解質(zhì)所構(gòu)成，對離子有靜電相互作用。三是超低壓大通量，即在超低壓下（0.1MPa）仍能工作，并有較大的通量。也是最先進(jìn)、最節(jié)能、效率最高的膜分離技術(shù)。其原理是在高于溶液滲透壓的壓力下，借助于只允許水分子透過納濾滲透膜的選擇截留作用，將溶液中的溶質(zhì)與溶濟(jì)分離，從而達(dá)到凈化水的目的。納濾滲透膜是由具有高度有序矩陣結(jié)構(gòu)的聚洗胺合成納米纖維素組成的。它的孔徑為0.001微米（相當(dāng)于大腸肝菌大小的百分之一，病毒的十分之一）。利用納濾滲透膜的分離特性，可以有效的去除水中的溶解鹽、膠體、有機(jī)物、細(xì)菌和病毒等，納濾膜比反滲透膜優(yōu)異之處，在于除去有害物質(zhì)相同之下，納濾膜保留了水分子中人體所需生命元素。有純凈水的口感，礦泉水的微量元素。
2 工藝流程與處理單元
2.1生物活性碳(Biological Activated Carbon)
臭氧活性碳技術(shù)是目前國際上最先進(jìn)的水處理工藝，在日、美、歐等發(fā)達(dá)國家已廣泛采用，目前我國采用臭氧消毒處理是水處理消毒的發(fā)展趨勢。臭氧與顆�；钚蕴肯嘟Y(jié)合的臭氧生物活性炭凈水處理工藝（BAC法），包括三個(gè)過程：臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解。BAC法能高效去除水中的有機(jī)物，延長活性炭使用壽命。
活性炭（Carbon）是一種經(jīng)特殊處理的炭，每克活性炭的表面積為500～1500平方米。活性炭有很強(qiáng)的“物理吸附”和“化學(xué)吸附”功能，解毒作用就是利用了其巨大的面積，將毒物吸附在活性炭的微孔中，從而阻止毒物的吸收。同時(shí)，活性炭能與多種化學(xué)物質(zhì)結(jié)合，從而阻止這些物質(zhì)的吸收。 活性炭能夠?yàn)V除水中化學(xué)有機(jī)物、重金屬、色度、異味、氯離子等，主要功能改善口感。
生物活性炭[8]，臭氧和活性炭處理的結(jié)合，一種電解自由基氧化、生物活性炭水處理技術(shù)，將需要處理的原水進(jìn)入處理單元的電解部分，首先經(jīng)過陽極產(chǎn)生的羥基自由基的氧化和陰極產(chǎn)生的氫自由基在陰極表面的催化加成，使有機(jī)物降解脫毒；同時(shí)陽極產(chǎn)生的分子態(tài)氧供給下一步生物活性炭利用，經(jīng)降解脫毒后的處理水再經(jīng)過生物活性炭處理后，有機(jī)污染物進(jìn)一步去除，達(dá)到深度處理的目的。使用該技術(shù)處理水源水，可以使原水中的揮發(fā)性有機(jī)物由原來的11種降解至7種，TOC減少85%以上。可以使生活污水的COD減少75%以上。是一種新型的給水或有機(jī)廢水深度處理的技術(shù)，在飲用水深度處理與難降解有機(jī)廢水處理領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。生物活性炭的運(yùn)行周期一般都達(dá)3至4年（使用壽命與水源水質(zhì)有關(guān)）。
2.2銅鋅介質(zhì)沉淀過濾器（KDF）
銅鋅KDF濾料[5]是一種顆粒狀高純度合金，表面有著極強(qiáng)的抗氧化能力，近幾年來流行的新型水處理過濾材料[3]。KDF濾料通過離子的氧化還原反應(yīng)來工作。這種離子交換使許多有害物質(zhì)成為無害物質(zhì)，如使氯成為氯化物，重金屬等附著在凱得菲KDF濾料上，從而降低了有害物質(zhì)的含量，用KDF濾料進(jìn)行水處理是一種簡單、低消耗的方法，對于微濾、超濾、納濾、反滲透膜、離子交換樹指、顆�；钚蕴嫉�，KDF濾料介質(zhì)能夠保護(hù)這些昂貴的水處理組件不受氯、微生物、礦物質(zhì)結(jié)垢的影響，提高系統(tǒng)的使用壽命。此外，KDF濾料能去除水中高達(dá)98%的可溶性重金屬，如鉛、汞、銅、鎳、鎘、砷，銻、鋁等，因此可用于飲用水或其他水處理中重金屬的超出的治理。另外，借助沉淀在KDF濾料上發(fā)生的氧化還原反應(yīng)還可以降低水中的碳酸鹽，硝酸鹽、硫酸鹽等。約10年內(nèi)不用更換濾料（使用壽命與水源水質(zhì)有關(guān)）。
2.3鈦金屬微過濾器（HD）
鈦棒過濾芯是以粉沫鈦燒結(jié)而成，具有抗化學(xué)腐蝕，耐高溫、耐氧化、壽命長，易清洗， 可再生的特點(diǎn)，最近兩年廣泛地應(yīng)用在水處理領(lǐng)域，是一種水的過濾中 比較理想的濾芯，鈦棒過濾器操作簡單，拆卸方便，可在線完成清洗。采用5微米HD鈦棒芯過濾，攔截大于5微米的物體，耐臭氧，主要功能延長膜的壽命，約2年內(nèi)不用更換濾料（使用壽命與水源水質(zhì)有關(guān)）�！堆h(huán)管網(wǎng)回水用鈦金屬微過濾器，采用0.45微米HD鈦棒芯過孔徑大小濾，攔截大于0.45微米的物體，耐臭氧，約3年內(nèi)不用更換濾料》。
2.4超濾（UF）膜凈化處理器[6]
超濾膜是一種具有超級“篩分”分離功能的多孔膜。它的孔徑只有幾納米到幾十納米，也就是說只有一根頭發(fā)絲的1‰！就能篩出大于孔徑的溶質(zhì)分子，以分離分子量大于500道爾頓、粒徑大于2～20納米的顆粒。超濾以膜兩側(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(dāng)原液流過膜表面時(shí)，超濾膜表面密布的許多細(xì)小的微孔只允許水及與孔徑大小的小分子物質(zhì)通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進(jìn)液側(cè)，成為濃縮液，因而實(shí)現(xiàn)對原液的的凈化、分離和濃縮的目的，可有效去除水中的微粒、膠體、細(xì)菌墊層及高分子有機(jī)物質(zhì)，達(dá)到保護(hù)納濾膜的功效。
2.5納濾（NF）膜深度處理器[5]
高壓水泵（單泵，也可備一用），提供納濾膜透過水的工作壓力。促進(jìn)水的滲透，保持產(chǎn)水率。
膜的分離孔徑在10-6cm-10-7cm，能除去水中有機(jī)物（如三鹵甲烷中間體、膠體、懸浮物、微生物、細(xì)菌、藻類、霉類等）、熱源、病毒等物質(zhì)，流體經(jīng)前五級預(yù)處理后的水經(jīng)反滲透RO膜或納濾NF膜主機(jī)深層分離處理后，使有益于人體健康的水通過，不利于人體健康的水排除，脫鹽率60-98%。，納濾膜在產(chǎn)水過程中會截留大量的小于5微米的微粒，如不及時(shí)沖洗，在壓力的作用下附著在膜表面形成污垢，嚴(yán)重影響膜的滲透。通過電腦定時(shí)對電磁閥的控制能及時(shí)沖洗膜表面附著的微粒，阻止膜表面污垢的形成，延緩膜的衰減，延長膜的壽命，約3年內(nèi)不用更換膜元件（使用壽命與水源水質(zhì)有關(guān)）。納濾膜是超低壓，大通量膜，較反滲透膜節(jié)電50%，節(jié)水10%。
2.6卡提斯（CARTIS TM）載銀活性炭技術(shù)
卡提斯粉末****價(jià)鍵的銀對活性碳起到保護(hù)和防止污染物腐蝕作用及抑制溶解化合物的毒性析出；粉末吸附余氯和溶解的化合物、重金屬,細(xì)菌每克卡提斯粉末面積相當(dāng)于1500一2000㎡的足球場，卡提斯粉末使吸附的細(xì)菌不再變化，卡提斯粉末****價(jià)鍵的銀對于活性碳中細(xì)菌起到抑制其滋生作用，就是使其不在繁殖或增加細(xì)菌。卡提斯處理后的水在封閉管道里含有相似天然的催化能力；此時(shí)的滅菌功效靠卡提斯水中數(shù)以千計(jì)的微電磁場與水中礦物質(zhì)相互作用和卡提斯粉末產(chǎn)生的其它方面等等的相關(guān)作用對水進(jìn)行滅菌；同時(shí)強(qiáng)大的微電磁場可對輸水管道進(jìn)行清洗和減少結(jié)垢現(xiàn)象。因此卡提斯水在封閉管道和容器中的持續(xù)滅菌時(shí)間會更長。
經(jīng)過大量的測試顯示：卡提斯設(shè)備處理后的水，溶解氧可提高30%左右�？ㄌ崴乖O(shè)備處理后的水，將對其水中的致病病菌（厭氧菌）非常有效地進(jìn)行滅菌并抑制其繁殖。因此在一定的時(shí)間內(nèi)，卡提斯粉末處理后的水口感和衛(wèi)生指標(biāo)都是最好的，充分發(fā)揮了卡提斯技術(shù)的功效。簡單試驗(yàn)可以看出：卡提斯處理后的水會產(chǎn)生氧化作用，廣泛應(yīng)用于家庭和社區(qū)團(tuán)體的直飲水、管道分質(zhì)供水，滿足所有對高質(zhì)量用水的需求。
3 電導(dǎo)率顯示儀
在線隨時(shí)動態(tài)顯示凈水生產(chǎn)的水質(zhì)狀態(tài)。
4 高頻臭氧水處理儀
4.1臭氧的殺菌特點(diǎn)[12]
臭氧處理生活飲用水，其主要的目的為消毒并降低生物耗氧量（BOD）和化學(xué)耗氧量（COD），去除亞硝酸鹽、懸浮固體及脫色，已達(dá)到全面生產(chǎn)應(yīng)用的水平。飲用水的處理在使用臭氧設(shè)備時(shí)，臭氧的投加量一般在1-3mg/L，接觸時(shí)間10-15分鐘即可，可作為選型時(shí)根據(jù)用水量計(jì)算參考�；瘜W(xué)耗氧量（錳法）（COD－Mn），溶解性有機(jī)物（DOC），紫外消光值（SAC-254nm）。臭氧的投加量的單位為PPm=mg/L。臭氧主要功能是能氧化微生物細(xì)胞的有機(jī)物或破壞有機(jī)體鏈狀結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。因此，臭氧對頑強(qiáng)的微生物如病毒、芽孢等有強(qiáng)大的殺傷力。此外，臭氧在殺傷微生物的同時(shí)，還能氧化水中的各種有機(jī)物，去除水中的色、嗅、味和酚等能抑制微生物的繁殖起到凈化水的作用；延長CD活性炭、HD鈦棒芯、UF膜、NF膜的使用壽命。
當(dāng)臭氧水中的臭氧濃度達(dá)到滅菌濃度0.3mg/L時(shí)，消毒和滅菌作用瞬間發(fā)生，水中剩余臭氧濃度達(dá)0.3mg/L時(shí)，在0.5～1分鐘內(nèi)就可以100%的致死細(xì)菌，剩余臭氧濃度達(dá)到0.4mg/L時(shí)，1分鐘內(nèi)對病毒的滅活率達(dá)100%[10]。
臭氧氧化其它物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)，最終生成無害的氧氣、水和二氧化碳，剩余臭氧在常溫下半衰期為20～50分鐘，數(shù)小時(shí)后全部分解，還原為氧氣。因而臭氧發(fā)生器也成為所有礦泉水、純凈水生產(chǎn)企業(yè)必選的先進(jìn)殺菌消毒設(shè)備。純氧氣經(jīng)電解生成臭氧氣，經(jīng)氣液混合泵混合于水箱水中, 臭氧氣溶水效率達(dá)98%，增加了水中的活性氧。臭氧裝置由制氧機(jī)、臭氧發(fā)生器、氣液混合泵、儲水罐組成。供水系統(tǒng)為了防止純凈水的二次污染，延長純凈水的存放時(shí)間，由微電腦通過氣液混合泵自動完成臭氧氣與凈化水的混合，臭氧投加量為1-5mg / L , 接觸時(shí)間為4-10min，維持臭氧氣在水中濃度0.5-1mg / L剩馀臭氧濃度。僅30秒起到最佳殺菌功效，殺菌率可達(dá)100%。臭氧殺菌不產(chǎn)生有害氣體物質(zhì)、無污染、無殘留物，環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)；臭氧溶于水中，臭氧在水中分解時(shí)，所產(chǎn)生氫氧基具有強(qiáng)大的氧化力，可將水中的雜質(zhì)如鐵、錳、臭味、細(xì)菌、病毒等迅速清除，并將水分子變小，使水的味道甘甜。且自來水中的氯或鹵代有機(jī)物也可完全消除。（詳情請參照《臭氧對水質(zhì)處理之特性》專欄）。并產(chǎn)生負(fù)離子。臭氧在水中約20分鐘至30分鐘會分解一半，因此臭氧在水中靜止1小時(shí)后很快就會還原成氧氣。 臭氧是無毒物質(zhì)安全氣體，在濃度高于1.5mg/L以上時(shí)，人員須離開現(xiàn)場，原因是臭氧刺激人的呼吸系統(tǒng)，嚴(yán)重會造成傷害，為此，臭氧工業(yè)協(xié)會制定衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)：
國際臭氧協(xié)會：0.1mg/L，接觸10小時(shí)
美 國：0.1mg/L，接觸8小時(shí)
德、法、日等國：0.1mg/L，接觸10小時(shí)
中 國：0.15mg/L，接觸8小時(shí)
以上是人在臭氧化氣體環(huán)境下的安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，其濃度與接觸時(shí)間的乘積可視為基準(zhǔn)點(diǎn)。“應(yīng)用臭氧一百多年來，世界沒有發(fā)生一起臭氧中毒事件”。
臭氧濃度以重量百分比表示，分別取0～2.0之間八個(gè)數(shù)值，通過接觸裝置反應(yīng)五分鐘后的數(shù)據(jù)。
以上結(jié)果表明，臭氧水的濃度與臭氧濃度成線性正比關(guān)系，制備高濃度的臭氧水必須先產(chǎn)生出高濃度的臭氧。因此，在現(xiàn)場使用過程中，很多單位采用了氧氣作為氣源來產(chǎn)生臭氧。在實(shí)驗(yàn)中當(dāng)臭氧濃度(重量百分比)達(dá)到3.0時(shí)，臭氧水的濃度可達(dá)到15mg/L以上。
表2 國內(nèi)外公認(rèn)的臭氧滅菌消毒的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
|
臭氧消毒 |
投放濃度 |
投放時(shí)間 |
病毒、病原體種類 |
殺滅效率 |
|
10mg/m3 |
20分鐘 |
乙型肝炎表面抗原
（HbsAg) |
99.99% |
|
|
0.5mg/L |
5分鐘 |
甲型流感病毒 |
99% |
|
0.13mg/L |
30秒 |
脊髓灰質(zhì)炎病毒I型
（PVI） |
100% |
|
40μg/L |
20秒 |
大腸桿菌噬菌體
ms2 |
98% |
|
0.25mg/L |
1分鐘 |
猿輪狀病毒SA-H
和人輪狀病毒2型 |
99.60% |
|
4mg/L |
3分鐘 |
艾滋病毒
（HIV） |
100% |
|
8mg/m3 |
10分鐘 |
支原體（Mycoplasma)、
衣原體（Chlamydia)等
病原體 |
99.85% |
5 恒壓變頻裝置（單泵，也可一備一用或二備一用）
由微處理器、壓力傳感器、運(yùn)算放大器、變頻器、斷路器、液位傳感器、可編程序控制器、觸摸顯示屏人機(jī)操作界面組成。水泵按設(shè)定的壓力變頻運(yùn)行，保證管網(wǎng)壓力恒定不變，不用水時(shí)自動停機(jī)，用水時(shí)自動補(bǔ)水，維持管網(wǎng)流量恒定。變頻器電子保護(hù)功能：過載保護(hù)、高低電壓保護(hù)、瞬間跳電保護(hù)、逆轉(zhuǎn)保護(hù)、過熱保護(hù)、漏電保護(hù)、欠相保護(hù)、無水停機(jī)保護(hù)等， 均可達(dá)到運(yùn)動功能的顯示， 查找故障原因，并能達(dá)到自動復(fù)位的功能。恒壓變頻裝置控制器應(yīng)用的最大優(yōu)勢是，恒壓、節(jié)電。
6 紫外線殺菌器[10]
利用紫外線C波段《T253.7nm (240－260nm)》對細(xì)菌、病毒等致病微生物具有高效、廣譜殺滅的能力，就是以紫外線破壞及改變微生物的組織結(jié)構(gòu)(DNA-核酸),使其喪失復(fù)製、繁殖的能力。抑制微生物活動力以達(dá)到殺菌作用的殺菌力取決于紫外線輸出量的大小，紫外線輸出量不低于300000μW／cm2時(shí)（在此強(qiáng)度下消毒時(shí)間不超過0．8秒），在額定水流量內(nèi)瞬間殺菌滅各種細(xì)菌、病毒。殺菌率可達(dá)99%～99.99%。具有保鮮效果的富氧水再經(jīng)紫外線殺菌器輸出，不改變水的性狀、原色、原味，不產(chǎn)生任何消毒副產(chǎn)物，能確保飲用水原汁原味，衛(wèi)生安全，燈管壽命約10000小時(shí)，實(shí)際裝置的設(shè)計(jì)照射量相當(dāng)于D10×4，即50mw.s/cm2以上。
紫外消毒的殺菌原理是利用紫外線光子的能量破壞水體中各種病毒、細(xì)菌以及其它致病體的DNA結(jié)構(gòu)，使各種病毒、細(xì)菌以及其它致病體喪失復(fù)制繁殖能力，達(dá)到滅菌的效果。
通常，水消毒用的紫外線燈的中心輻射波長是253.7nm。顯然，紫外線的殺菌效果取決于紫外線的輻射強(qiáng)度和照射時(shí)間的乘積，即輻照劑量。表1列出了微生物不同殺滅率需要的紫外線輻照劑量值，試驗(yàn)水樣染菌1×105cfj/L，水深2cm�！ �
表3 微生物不同殺滅率需要的253.7nm紫外線副照劑量/μW/cm2
|
微生物 |
90% |
99% |
99.99% |
100% |
|
大腸桿菌
傷寒桿菌
枯草桿菌芽胞
金黃色葡萄球菌
白喉?xiàng)U菌
結(jié)核桿菌
黑曲霉孢子
流感病毒
破傷風(fēng)病毒
溶血性鏈球菌
大腸桿菌噬菌體 |
3 000
4 000
10 000
3 000
5 000
5 100
150 000
1 000 |
6 000
3 000
20 000
6 000
10 000
10 000
300 000
2 000 |
12 000
16 000
40 000
12 000
20 000
20 000
600 000
<5 000 |
6 600
22 000
5 500
6 600
|
在飲用水紫外線消毒的實(shí)際應(yīng)用中，考慮到消毒器的構(gòu)造結(jié)構(gòu)、水流分布、燈管使用過程中輻射強(qiáng)度的變化、進(jìn)水水質(zhì)、電源特性、環(huán)境條件，以及必要的安全系數(shù)，消毒器內(nèi)最初的紫外線輻射強(qiáng)度和所能提供的輻射劑量應(yīng)留有余量。
7 電子（場）水處理儀
電子（場）水處理器(微電解殺菌器)利用特殊金屬電極，產(chǎn)生高頻振蕩，使流經(jīng)水處理器的水在微弱的電場中產(chǎn)生大量具有極強(qiáng)和廣譜殺菌能力的活性中間物質(zhì)(如羥基自由基、初生態(tài)O和H2O2等活性氧)，并在電場、催化和氧化等協(xié)同作用下殺滅水中的病毒、細(xì)菌，其單程殺菌效果＞99.99%，屬于純物理方式的殺菌方法，殺菌過程不添加任何化學(xué)物質(zhì)，占地小、使用方便、安全且沒有任何副作用。殺菌過程中不改變水的化學(xué)及物理性能，處理后的水還具有很強(qiáng)的持續(xù)殺菌能力，是管道分質(zhì)供水系統(tǒng)管網(wǎng)循環(huán)殺菌的理想產(chǎn)品。
8 微電腦自動控制系統(tǒng)
住宅小區(qū)分質(zhì)恒壓供水裝置系統(tǒng)由一臺電腦監(jiān)控器（需特別定購）、一臺可編程序控制器、一臺觸摸式操作顯示屏、一臺變頻調(diào)速水泵控制裝置管理全部設(shè)備的啟動、沖洗、補(bǔ)水、臭氧混合。恒壓變頻控制裝置能按設(shè)定的壓力自動進(jìn)行恒壓供水。系統(tǒng)會自動將管網(wǎng)內(nèi)的水進(jìn)行循環(huán)，由主機(jī)生產(chǎn)的凈水存于飲用凈水箱和臭氧保鮮罐內(nèi)，每天制水期間，將飲用凈水箱的水用氣液溶解95%以上氣液混合泵，將臭氧吸入泵內(nèi)加壓混合，使臭氧微細(xì)氣泡20～30μm溶解于飲用凈水中達(dá)到最佳氣液混合效果，維持臭氧氣在水中濃度0.5mg/L，用以每天22點(diǎn)后，用氣液溶解95%以上氣液混合泵，將臭氧吸入泵內(nèi)加壓混合，使臭氧微細(xì)氣泡20～30μm溶解于飲用凈水中達(dá)到最佳氣液混合效果，維持臭氧氣在水中濃度0.5-1mg/L，在臭氧混合的同時(shí)啟動循環(huán)泵，循環(huán)時(shí)間避開高峰用水時(shí)間，選擇凌晨零點(diǎn)開始循環(huán)。對管網(wǎng)及管網(wǎng)內(nèi)的存水重新經(jīng)臭氧水、紫外線、電子（場）水處理器循環(huán)消毒處理1～4小時(shí)，保證供水管網(wǎng)無菌、衛(wèi)生、安全。由于是在零點(diǎn)前后完成臭氧氣液混合，管網(wǎng)循環(huán)，到了給水供水時(shí)，臭氧水存放了約2個(gè)小時(shí)，臭氧的分解速度更快。臭氧在水中約20分鐘至30分鐘會分解一半，分解后的副產(chǎn)品主要是氫氧基及氧氣，并將水分子變小，使水的味道甘甜，保證良好的口感。補(bǔ)水時(shí)經(jīng)臭氧氣液混合泵補(bǔ)水，確保供水系統(tǒng)的水為新鮮飲用凈水且無臭氧氣味。系統(tǒng)有水壓檢測、水位檢測、水質(zhì)檢測，能自動對各水箱進(jìn)行補(bǔ)水。能對水處理設(shè)備的運(yùn)行、沖洗自動管理。恒壓變頻器壓力設(shè)定調(diào)整簡單，不用水時(shí)自動停機(jī)，有缺水失壓保護(hù)，過載過熱保護(hù)，高低電壓保護(hù)、漏電保護(hù)、缺相保護(hù)，運(yùn)行狀態(tài)由屏幕顯示中文提示一目了然，人機(jī)介面十分友好，全套系統(tǒng)無人操作，設(shè)備無需人員值班，免日常維護(hù)（需定期維護(hù)還是必要的），安全可靠。節(jié)省運(yùn)行成本，還能與上位機(jī)（計(jì)算機(jī)電腦監(jiān)控器）通訊，亦可配合IC卡預(yù)付費(fèi)凈水表先收費(fèi)后用水，便于物業(yè)管理。
9 設(shè)計(jì)方案及技術(shù)要求（案例：建筑面積50萬平方米；5幢住宅樓，樓層15層，樓高50米，有377戶，1300人）
9.1總量測算
按小區(qū)5幢住宅樓計(jì)算總?cè)藬?shù)，約有1300人。根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 15-88），住宅飲用水按照每人每日兩升計(jì)算，再加上洗刷、淘米、燒湯等間接用水，考慮到不確定因素，以每人每日6升凈水用水量基準(zhǔn)，則凈水總用水量為8.0m3/d，擬建1套QD-HY065N納濾膜（簡稱NF）滲透凈水機(jī)組，每小時(shí)產(chǎn)直飲凈水1.0m3/hr，一個(gè)2 m3臭氧保鮮儲水箱，一個(gè)6 m3富氧直飲凈水給水儲水箱，設(shè)備每天工作10小時(shí)，每一天總共供直飲凈水量為8.0 m3/d，每小時(shí)最大給水15 m3/hr，每秒水流量為4.17L，保證每天飲用凈水的供應(yīng)和每天都是新鮮飲用凈水。
9.1.1實(shí)施方法
根據(jù)小區(qū)建設(shè)布局情況以及工藝要求，采用集中凈化處理，主管延伸，分支獨(dú)立入戶供水，循環(huán)回水集合返回的閉環(huán)方式。即在小區(qū)園內(nèi)建一個(gè)潔凈，有地溝排水設(shè)置、含室內(nèi)紫外線空氣消毒殺菌、空氣通風(fēng)凈化裝置，面積10米×6米=60平方米的中央處理水站，用于凈化水的深度加工處理，原水水罐的沉淀，直飲凈水水箱儲存，臭氧消毒保鮮，流經(jīng)紫外線殺菌后，由變頻恒壓輸出。
9.1.2廚房內(nèi)的直飲凈水龍頭位置與自來水及熱水龍頭裝于同一水平水槽內(nèi)。
9.1.3直飲凈水供水管道不得與生活用水管道直接相連。
9.1.4接管道直飲機(jī)的出水接口（?）可引至室內(nèi)任一位置。
9.2管道直飲水工程給水系統(tǒng)圖
（見小區(qū)管道直飲水恒壓工程給水系統(tǒng)圖，附件1）；
9.3設(shè)計(jì)衛(wèi)生規(guī)范要求
作為特殊商品的管道直飲用水，涉及到市民的身體健康，其衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)很嚴(yán)格，工藝流程嚴(yán)謹(jǐn)，自動化程度高，非專業(yè)部門往往難以勝任。國家對實(shí)施管道分質(zhì)供水的單位實(shí)行“資質(zhì)證書”管理制度，衛(wèi)生監(jiān)督部門對管道分質(zhì)供水系統(tǒng)竣工后的驗(yàn)收和抽檢是解決健康飲用水的根本，是長遠(yuǎn)大計(jì)，同時(shí)國家建設(shè)部康居工程推廣應(yīng)用生活飲用水管道分質(zhì)直飲水，對不具備管道分質(zhì)供水裝置衛(wèi)生許可證的設(shè)備制造商，無飲用水化驗(yàn)、監(jiān)控等日常管理能力的施工安裝單位一律不予以生產(chǎn)與施工，以確保廣大市民擰開龍頭就能喝水無憂。
9.3.1水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求
設(shè)計(jì)、設(shè)備生產(chǎn)、施工必須符合中華人民共和國衛(wèi)生部《生活飲用水衛(wèi)生監(jiān)督管理辦法》；《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范》；《生活飲用水管道分質(zhì)直飲水衛(wèi)生規(guī)范（討論稿）》，建設(shè)部《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（CJ 94-1999）》；《管道直飲水系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程（討論稿）》。
9.3.2分質(zhì)供水管網(wǎng)管材要求
所有凈水管道必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的安全性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T17219-1998）》，供水管及室內(nèi)管宜布置在用水量大的或不允許間斷供水處。主供水管預(yù)埋，應(yīng)避免布置在可能受重物壓壞或受震動損壞處，預(yù)埋前必須做壓力測試。管道一般宜管道井明設(shè)，力求短而直。戶外裸露管道應(yīng)作保溫處理。在閥門處應(yīng)設(shè)有檢修孔。管道穿越承重墻和基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)預(yù)留洞口并加套管。管材采用符合國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的SUS304不銹鋼管或三型聚丙烯PP-R管，管道耐壓必須滿足最大壓力限度。水壓實(shí)驗(yàn)壓力應(yīng)為系統(tǒng)工作壓力的1.5倍不得小于0.6MPa，穩(wěn)壓1小時(shí)補(bǔ)壓后15分鐘內(nèi)壓力降不超過0.05MPa為合格。
10 水站
10.1電力要求，進(jìn)戶線必須大于設(shè)備輸入功率14kW，進(jìn)戶線必須接漏電保護(hù)斷路器，有保護(hù)接地線，電源采用3相380V/50Hz電壓，必須安裝漏電斷路保護(hù)器。
10.2水站的位置應(yīng)盡量靠近水源供水主管道。
10.3室內(nèi)醫(yī)用紫外線殺菌燈功率應(yīng)不小于3盞30W，紫外線殺菌燈裝置離地面不得大于2米，有消毒殺菌、空氣通風(fēng)凈化裝置。
10.4室內(nèi)要求潔凈，水站內(nèi)地面、墻壁表面必須貼衛(wèi)生瓷磚，地面瓷磚應(yīng)防滑。墻壁表面貼衛(wèi)生瓷磚離地面不得低于2米。
10.5地溝排水設(shè)置出水口應(yīng)裝漏網(wǎng)，出水口直徑應(yīng)大于DN63，NPT2″。
10.6水站可設(shè)在地下室，面積需要10米×6米=60平方米。
10.7水處理設(shè)備采用國際最先進(jìn)的納濾NF滲透膜凈水機(jī)組，核心部件如：超濾膜、納濾滲透膜、水泵、臭氧、紫外線及自動控制儀器均采用美國、日本、德國、上海、北京、廣州等專業(yè)公司名牌產(chǎn)品。系統(tǒng)的所有功能及操作都能實(shí)現(xiàn)自動化，具有自動沖洗、自動生產(chǎn)凈水、有水源斷水停機(jī)、水箱水滿停機(jī)、水箱缺水補(bǔ)水、輸出壓力恒定、不用水停機(jī)、水泵的轉(zhuǎn)數(shù)是隨用水量而變化、產(chǎn)水中自動加臭氧保鮮、管網(wǎng)定時(shí)自動循環(huán)殺菌消毒等功能。以保證生產(chǎn)出的直飲凈水保持國家飲用凈水標(biāo)準(zhǔn)。SUS304不銹鋼儲水箱安裝有空氣過濾器和水位控制器，保障凈水不受空氣污染，并具有良好的密閉性、優(yōu)越的防腐性和水位儲存的可靠性。
11 投資估算
系統(tǒng)投資由建設(shè)投資和設(shè)備、管道、IC卡預(yù)付費(fèi)水表費(fèi)用組成。
11.1建設(shè)投資
建設(shè)投資分為水站用房建設(shè)費(fèi)用和管道敷設(shè)費(fèi)用。水站用房60平方米建設(shè)費(fèi)用約30萬元（由建筑設(shè)計(jì)單位提供）；
11.2設(shè)備費(fèi)用（包括工藝設(shè)備、水站內(nèi)部管線、閥門、電器設(shè)備和監(jiān)控儀表）及進(jìn)口關(guān)稅、制造費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)、調(diào)試安裝費(fèi)、設(shè)計(jì)費(fèi)、稅費(fèi)、管理費(fèi)等項(xiàng)（見全套設(shè)備配置一覽表，附件2）；
11.3管網(wǎng)材料及管道敷設(shè)費(fèi)用（包括工藝設(shè)備、水站外部管線、管件、截止閥門、減壓閥、排氣閥、電動球閥）及制造費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)、調(diào)試安裝費(fèi)、設(shè)計(jì)費(fèi)、稅費(fèi)、管理費(fèi)等項(xiàng)（見管道配置一覽表，附件3）；
11.4 IC卡水表費(fèi)用（包括電子凈水表、讀寫卡器、數(shù)據(jù)管理軟件包、數(shù)據(jù)管理電腦）及調(diào)試安裝費(fèi)、設(shè)計(jì)費(fèi)、稅費(fèi)、管理費(fèi)等項(xiàng)（見IC卡水表配置一覽表，附件4）；
11.5設(shè)備、管道、IC卡水表工程項(xiàng)目總造價(jià)：2586620元
12 設(shè)備投資成本分析
設(shè)備工程投資1336744元；管道工程投資859021元，IC卡水表系統(tǒng)工程投資390854元，合計(jì)總投資2586620元。計(jì)每套房子平均建筑面積300平方米，則338套共計(jì)10萬平方米。如將設(shè)備總投資平攤到建筑面積上，每平方米約26元。則每戶增加房款7800元，相對于目前的房價(jià)而言，所占比例非常小，可以在售樓過程中打入房價(jià)收回投資。
12.1供水參數(shù)，納濾NF滲透膜凈水機(jī)組每小時(shí)產(chǎn)水1.0m3/hr，每天工作10小時(shí),日產(chǎn)水8.0m3/d。
恒壓變頻供水裝置每小時(shí)給水15m3/hr，每分鐘給水250L/min，每秒鐘給水4.17 L/sec。設(shè)備按使用壽命20年計(jì)算。
12.2每天運(yùn)行8小時(shí)為1工作日，20年運(yùn)行總計(jì)57600個(gè)工作日的濾材損耗費(fèi)用
�、宄粞跛幚韮x
臭氧發(fā)生器壽命8000小時(shí)，更換1次500元/臺，2臺1千元，需更換9次計(jì)9千元；
�、驺~鋅沉淀過濾
銅鋅濾芯壽命20年，每kg120元，更換1次240kg計(jì)2萬8千8百元；
�、缁钚蕴课竭^濾
活性炭濾芯壽命1年，每kg30元，更換1次100kg，更換20次計(jì)6萬元；
�、杞饘兮伆粑⒖拙苓^濾
金屬鈦棒濾芯壽命3年，每支1000元，更換1次10000元/10支，更換7次計(jì)7萬元；
�、槌瑸V膜凈化處理
超濾膜壽命2年，每支1200元，更換1次7200元/6支，更換10次計(jì)7萬2千元；
�、昙{濾膜深度處理
納濾膜壽命3年，每支3000元，更換1次12000元/4支，更換7次計(jì)8萬4千元；
�、胱贤饩�消毒殺菌器
紫外線燈管壽命1萬小時(shí)，每更換1次4000元，更換6次計(jì)2萬4千元。
總計(jì)20年運(yùn)行的濾材損耗費(fèi)用19萬1千8百元，每月濾芯消耗費(fèi)用：大約為1500元/月。
13 運(yùn)行費(fèi)用（按NF凈水機(jī)組，每小時(shí)1.5m3/hr原水產(chǎn)凈水1.0m3/hr，計(jì)算水電費(fèi)用）
13.1自來水費(fèi)：3.0元/m3×1.5m3/hr×8hr =36元/d；36元/d×30天=1080元/月。
13.2電費(fèi)：1.5元/度×14 kw×8 h/凈水機(jī)=168元/d；168元/d×30天=5040元/月。
13.3水電費(fèi)用合計(jì)：1080元＋5040元=6120元/月。
13.4管理費(fèi)用2000元/月。
13.5每月運(yùn)行費(fèi)用：1500元（濾芯）＋6120元（水電）＋2000元（工資）=9620元/月；
14 每立方米水費(fèi)生產(chǎn)成本，每月處理凈水240m3 /月，每立方米水費(fèi)生產(chǎn)成本為：
9620元/月÷240m3 /月=40元/ m3
14.1每升凈水水費(fèi)成本， 40元/ m3÷1000 m3 =0.04元/L；
15 收益分析
15.1居民收益
直飲水如定價(jià)0.10元/升，每戶按4人計(jì)算，每天每人飲用6升水，則每戶每天飲用凈水24升，每月計(jì)飲用直飲凈水720升，每戶每月水費(fèi)核算為：0.10元/升×720升/戶=72元/月，按照當(dāng)今居民的生活水平，每戶每月72元的直飲水水費(fèi)完全負(fù)擔(dān)得起。14.2與桶裝水比較裝水，桶裝水平均8元/桶，每桶18.9升；720升÷18.9L/桶=38桶；
38桶×8元/桶=304元；304元－72元=232元，直飲水與同等數(shù)量桶裝水相比要便宜232元。
15.2物業(yè)管理者收益
15.2.1每月小區(qū)用水量，720升/戶×338戶=240 m3；收取直飲水水費(fèi)為：72元/月×338戶=24336元；
15.2.2每月毛利潤，每月收取直飲水水費(fèi)減去每立方米水費(fèi)生產(chǎn)成本：24336元－9620元/月=14716
15.2.3每月稅后利潤
每月納稅金為：14716×8%=1177.3元；
每月管理費(fèi)為：14716×3%=441.5元；
稅金＋管理費(fèi)：1177.3＋441.5=1618.8元；
每月稅后利潤：14716－1618.8=13097.2元。
15.3每月物業(yè)管理者稅后利潤收益為13097.2元。
16 結(jié)論
綜上所述，建筑小區(qū)（居民小區(qū)）優(yōu)質(zhì)水供給系統(tǒng)與設(shè)備，管道直飲水的初期投資額度小，投資回報(bào)高，由于管道直飲水飲用方便衛(wèi)生，市場需求旺盛，消費(fèi)支出低等特點(diǎn)，足以促成管道直飲水的全面推廣和普及。
建設(shè)部推廣康居工程，小康住宅建設(shè)是我國下世紀(jì)初城市建設(shè)的一 |
