辦公樓直飲水工程實例

袁海芳， 翟學東*， 閆學亞， 劉麗娜

(1.鄂爾多斯市安信泰環保科技有限公司， 內蒙古 鄂爾多斯 017000; 2.鄂爾多斯市文化旅游發展集團有限公司, 內蒙古 鄂爾多斯 017000)

引 言

鄂爾多斯地區供水和飲水狀況較復雜，水源地及水源水質存在不確定性，各自來水廠處理工藝簡單，對突發性及季節性水源水污染幾乎沒有應對能力。近年國內偶有水污染事件發生，引發公眾廣泛擔憂。針對居民對飲水安全需求的提升，直飲水技術設備應運而生[1-4]。

目前國內的集團型直飲水設備主要有兩類。一類采用反滲透作為核心過濾單元的純凈水設備，一類以納濾為核心處理單元。流行病學和臨床研究表明：水中含有的鎂有助于降低男性和女性患急性心肌梗死概率[5-6]。本項目中選用高透過率低壓納濾膜，配合前端以臭氧高級氧化單元，在去除水中污染物的同時，能夠保持適量的微量元素和礦物質。

1 工程概況

鄂爾多斯市某辦公樓共有A、B兩棟，每棟樓高13層，一樓大廳設一個飲水點，4層～13層各設一個飲水點，A、B棟之間設一個戶外公共飲水點，共計23個飲水點。根據辦公樓現有條件，直飲水設備安裝在B座的六樓獨立房間內，整個直飲水工程由主機、供水管道、終端機組成，采用高級氧化+納濾核心處理工藝，PLC中央自動控制系統。

2 設計水量及出水標準

設計服務人口1 000人，考慮到戶外公共飲水點靠近居民區以及未來用水情況，綜合確定最大供水能力2 m3/h。

直飲水進水為市政自來水，設計出水水質符合建設部頒發的《飲用凈水水質標準》(CJ 94-2005)。

3 工藝流程

根據原水水質，主要包括預處理系統、高級氧化系統、深度處理系統、供水及消毒系統，具體設計工藝流程如圖1所示。

圖1 直飲水工藝流程圖

3.1 預處理系統

預處理系統主要包括原水箱、原水泵、石英砂機械過濾器、活性炭機械過濾器、保安過濾器。預處理系統主要作用是去除水中泥沙、膠體、懸浮物等顆粒雜質以及含氯量，降低水中濁度、硬度。

1) 原水箱。原水箱與市政自來水末端管網相連，儲存市政自來水緩解進水壓力，水箱內設有液位探測儀、中央控制系統通過水箱液位高低自動開啟、關閉進水電磁閥。

2) 機械過濾器。原水經高級氧化處理后，依次輸送到石英砂機械過濾器與活性炭機械過濾器，采用2～4目規格石英砂濾料，椰殼活性炭濾料。機械過濾器全自動運行，每7天進行1次反沖洗，沖洗時間20 min。機械過濾器是預處理系統的重要裝置，去除水中顆粒雜質的同時吸附水中游離氯，降低消毒副產物，保護后續膜處理不受到侵蝕。

3) 保安過濾器。保安過濾器設計在機械過濾器之后，深度處理系統之前，主要作用是進一步去除水中細小懸浮物顆粒，防止堵塞后續膜過濾裝置，延長膜的使用壽命。

3.2 高級氧化系統

高級氧化系統包括高級氧化器及臭氧發生裝置，催化物采用非均相分子篩負載錳系氧化物[7]。高級氧化器設置在原水箱之后，主要作用是分解原水中難降解有機物，配合后續處理工藝，進一步去除水中農藥、“三致”等合成有機物。

3.3 深度處理系統

1) 超濾凈水系統。超濾凈水系統設置在保安過濾器之后，主要去除水中重金屬、細菌、農藥殘留等有害物質。直飲水主機安裝6支∮UF4040規格的超濾膜，超濾系統相應配備流量計、壓力表等附屬裝置。

2) NF凈水系統。納濾凈水系統前設置高壓泵，原水經加壓之后進入納濾膜，提高原水過膜壓力，確保進一步去除水中細菌、重金屬、農藥殘留以及水中結構更小的病毒。安裝6支∮NF90規格的納濾膜。

3.4 供水及消毒系統

供水系統由變頻泵、凈水箱等組成，變頻泵安裝兩臺一用一備，變頻泵根據用水量變化相應調節水泵轉速從而實現恒壓供水。消毒系統采用臭氧+紫外雙重消毒工序，消毒臭氧發生器與高級氧化臭氧發生器采用一套設備，輸送管路分接，臭氧消毒管路直通到凈水箱內。紫外消毒采用管道式，安裝在凈水箱后變頻泵前。

臭氧消毒具有極強的氧化能力，應用范圍廣，水中殘留臭氧能在管道中自動分解成氧氣，改善飲水口感；紫外消毒不產生任何消毒副產物，殺死水中細菌和有害生物的同時，對一些于人體有益的礦物質等不會引起副作用。臭氧+紫外復合消毒模式可以更好地殺滅耐藥菌，確保出水水質衛生健康。

4 管道及終端

本直飲水工程為后安裝工程，利用辦公樓原有管道進行管道鋪設。采用防腐抑菌PPR管道。綜合考慮用水量、適用性、美觀等因素，室內安裝雙彎頭不銹鋼飲水機，一次加熱量20 L/H，另外安裝一大型戶外公共飲水臺，圓盤式出水流量40 L/H。

5 設備特點

本套直飲水工程核心工藝采用高級氧化+納濾工藝，避免了使用反滲透膜過程中投加阻垢劑等材料和工序。而且在去除水中絕大部分農藥、環境激素、重金屬、“三致”等物質的同時適當保留水中原有礦物質及微量元素，出水水質衛生健康，可保障為用戶供應的直飲水安全可靠。

6 效益分析

直飲水設備采用全自動運行模式，不需配備操作人員，設備總功率5 kW，電價以1元/kW·h計，當地水價10元/m3，水回收率70%，綜合每噸制水成本為16.8元。

該設備2017年4月施工安裝，同年5月份投入使用，自使用以來運行良好，出水穩定，水質符合《飲用凈水水質標準》(CJ 94-2005)。主要出水水質見表1。

表1 主要出水水質

7 結語

本套直飲水工程核心工藝采用高級氧化+納濾工藝，在去除水中有毒有害同時適當保留水中原有礦物質及微量元素，出水水質衛生健康，適合人體長期飲用，該直飲水工程受到辦公人員與附近居民的一致好評，創造了良好的社會效益與經濟效益。