第9章 饮水供应

第9章饮用水供应9.1

饮用水供应系统及制备方法9.2

饮用水供应的水力计算9.3

管道饮水净水供应第9章饮用水供应9.1饮用水供应系统及制备方法9.1饮水供应系统及制备方法

饮水供应主要有开水供应系统和冷饮水供应系统两类，采用何种系统应根据当地的生活习惯和建筑物的使用性质确定。我国办公楼、旅馆、大学学生宿舍、军营多采用开水供应系统；大型娱乐场所等公共建筑、工矿企业生产热车间多采用冷饮水供应系统。开水供应系统分集中开水供应和管道输送开水两种方式。

集中制备开水的加热方法一般采用间接加热方式，不宜采用蒸汽直接加热方式。9.1饮水供应系统及制备方法

集中开水供应是在开水间集中制备开水，人们用容器取水饮用，如图9-1所示。这种方式适合于机关、学校等建筑，设开水点的开水间宜靠近锅炉房、食堂等有热源的地方。每个集中开水间的服务半径范围一船不宜大于250m。图9-19.1饮水供应系统及制备方法

也可以在建筑内每层设开水间，集中制备开水，如图9-2所示，即把蒸汽热媒管道送到各层开水间，每层设间接加热开水器，其服务半径不宜大于70m。还可用燃气、燃油开水炉、电加热开水炉代替间接加热器。图9-29.1饮水供应系统及制备方法对于标准要求较高的建筑物如宾馆等，可采用集中制备开水用管道输送到各开水供应点，如图9-3所示。为保证各开水供应点的水温，系统采用机械循环方式，该系统要求水加热器出水水温不小于105℃，回水温度为100℃。该系统加热设备可采用水加热器间接加热，也可选用燃油开水炉或电加热开水炉直接加热。加热设备可设于底层，采用下行上给的全循环方式，如图9-3（a），也可设于顶层采用上行下给的全循环方式，如图9-3（b）。9.1饮水供应系统及制备方法图图9-39.1饮水供应系统及制备方法对于中小学校、体育场、游泳场、火车站等人员流动较集中的公共场所，可采用冷饮水供应系统，如图9-4所求。人们从饮水器中直接喝水，既方便又可防止疾病的传播。图9-5所示为较常见的一种饮水器。冷饮水的供应水温可根据建筑物的性质按需要确定。一船在夏季不启用加热设备，冷饮水温度与自来水水温相同即可。在冬季，冷饮水温度一般取35℃~45℃，要求与人体温度接近，饮用后无不适感觉。

冷饮水供应系统应设置循环管道，避免水流滞留影响水质，循环回水也应进行消毒灭菌处理。9.1饮水供应系统及制备方法图9-4图9-59.1饮水供应系统及制备方法

所有饮水管道应采用铜管、不锈钢管、铝塑复合管或聚丁烯管，配件材料与管材相同，保证管道和配件材质不对饮水水质产生有害影响。冷饮水在接至饮水器前必须进行水质净化处理，其制备方式有三种：1.自来水烧开后再冷却至饮水温度；

2.自来水经净化处理后再经水加热器加热至饮水温度；

3.自来水经净化处理后直接供给用户或饮水点。9.1饮水供应系统及制备方法冷饮水的常规处理方法是过滤和消毒，用于去除自来水中的悬浮物、有机物和病菌。可采用活性炭过滤，砂滤，电渗析，紫外线、加氯、臭氧消毒等处理方法。

随着社会和经济的发展，人们对饮水质量日益关注。市场上应运出现了大量的净水装置和家庭使用的各种净水器，为用户提供矿泉水、蒸馏水、纯水、活性水、离子水等多种饮水。一些地区还开发建立了居住小区优质水供应站，以自来水为水源经过深度处理，为居民提供可直接饮用的优质水。9.1饮水供应系统及制备方法饮用矿泉水分天然矿泉水和人工矿泉水两类。天然矿泉水取自地下深部循环的地下水，其水质应符合《饮用天然矿泉水标准》要求，其生产工艺流程一般如图9-6所示：人工矿泉水是由人工将净化后的水放入装有矿石的装置中进行矿化，再经消毒处理后制成。图9-6天然饮用矿泉水工艺流程示意图开采精滤或微滤消毒杀菌灌装地下矿泉水9.1饮水供应系统及制备方法图9-7纯水制备工艺流程示意图自来水

细双层滤料过滤活性炭吸附过滤精密过滤超滤阴阳离子交换真空罐装反渗透主处理后处理深度预处理紫外线杀菌9.1饮水供应系统及制备方法纯水作为饮用水目前市场上相对较多，其电阻率比蒸馏水优一个数量级：为1~10M

cm。纯水制备工艺流程如图9-7所示，深度预处理主要去除水中的干扰物质，如浊度物质、色度、大分子有机物、胶体物质等。欲获得良好的预处理、延长过滤剂使用寿命，须多种工艺有机结合、多级串联；

主处理是净水的核心工序，可进一步去除预处理和常规处理中难以去除的小分子有机物，目前采用反渗透法较多，其次是超滤。9.1饮水供应系统及制备方法反渗透属膜分离技术，可去除98%以上的无机盐、有机物、胶体、浊度物质以及三致有机物。超滤是用一种具有半透性的膜，在动态压力下截留分子量约为几百的有机分子，在截留杂质的同时保证有益离子状矿物质通过。其精度稍逊于反渗透，但操作压力低较易被采纳；后处理的主要功效是消毒、杀菌，使用较多的是紫外线消毒等非氯氧化，如臭氧消毒、微电解消毒等。第9章饮用水供应9.3管道饮用净水供应9.3管道饮用水净水供应

9.3.1分质供水

生活给水包括一般日常生活用水和饮用水两部分，一般来说，与饮水和烹调有关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，这部分水直接参与人体的新陈代谢，对人体健康影响极大，其水质应是优质的，需要进行深度处理。而其他95％~98％的生活用水，仅作为洗涤、清洁之用，对水质的要求并不一定很高，满足国家规定的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)即可。9.3管道饮用水净水供应

9.3.1分质供水

直接饮用的水与生活用水的水质、水量相差比较大，如将生活给水全部按直接饮用水的水质标准进行处理，则太不经济，也没有必要。而分质供水就是根据人们用水的不同水质需要而提出的，是解决供水水质问题的经济、有效的途径。分质供水是根据用水水质的不同，在建筑内或小区内，组成不同的给水系统，如直接利用市政自来水，供给清洁、洗涤、冲洗等用水，为生活给水系统；自来水经过深度净化处理，达到饮用净水标准，供人们直接饮用，为饮用净水（优质水）系统（管道直饮水系统）；在建筑中或建筑群中将洗涤等用水收集后加以处理，回用供冲厕、洗车、浇洒绿地等用水，为中水供水系统。9.3管道饮用水净水供应

9.3.1分质供水

管道饮用净水系统（管道直饮水系统）是指在建筑物内部保持原有的自来水管道系统不变，供应人们生活清洁、洗涤用水，同时对自来水中只占2%～5％用于直接饮用的水集中进行深度处理后，采用高质量无污染的管道材料和管道配件，设置独立于自来水管道系统的饮用净水管道系统至用户，用户打开水嘴即可直接饮用。如果配置专用的管道饮用净水机与饮用净水管道连接，可从饮用净水机中直接供应热饮水或冷饮水，非常方便。9.3管道饮用水净水供应

9.3.2管道饮用净水的水质要求

直接饮用水应在符合国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的基础上进行深度处理，系统中水嘴出水的水质指标不应低于建设部颁发的中华人民共和国城镇建设行业标准《饮用净水水质标准》(CJ94—2005)。1．管道饮用净水的水质要求9.3管道饮用水净水供应

9.3.2管道饮用净水的水质要求

目前，饮用净水深度处理常用的方法有活性炭吸附过滤法和膜分离法。（1）水处理技术2．饮用净水（优质直饮水）的处理

活性炭在水处理中具有如下功能：1）活性炭吸附过滤法①除臭。去除酚类、油类、植物腐烂和氯杀菌所导致水的异臭。②除色。去除铁、锰等重金属的氧化物和有机物所产生的色度。9.3管道饮用水净水供应

9.3.2管道饮用净水的水质要求③除有机物。去除腐质酸类、蛋白质、洗涤剂、杀虫剂等天然的或人工合成的有机物质，降低水中的耗氧量(BOD，COD)。④除氯。去除水中游离氯、氯酚、氯胺等。⑤除重金属。去除汞(Hg)、铬(Cr)、砷(As)、锡(Sn)、锑(Sb)等有毒有害的重金属。

活性炭有粉状活性炭(粉末炭)和粒状活性炭(粒状炭)两大类。粉状活性炭适用于有混凝、澄清、过滤设备的水处理系统。在饮用水深度处理中通常采用粒状活性炭。9.3管道饮用水净水供应

9.3.2管道饮用净水的水质要求

粒状活性炭适用于在吸附装置内充填成炭层，水流在连续通过炭层的过程中，接触并吸附，粒状活性炭在吸附饱和后可在900～1100℃绝氧条件下再生，粒状活性炭吸附装置的构造与普通快滤池相同，故亦称为活性炭过滤。在饮用水深度处理系统中通常采用压力式活性炭过滤器。2）膜分离法

用于饮用水处理中的膜分离处理工艺通常分为四类：微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)。9.3管道饮用水净水供应

9.3.2管道饮用净水的水质要求

这些膜分离过程可使用的装置、流程设计都相对较为成熟。微滤所用的过滤介质——微滤膜是由天然或高分子合成材料制成的孔径均匀整齐的类似筛网状结构的物质。①微滤(MF)

微滤是以静压力为推动力，利用筛网状过滤介质膜的“筛合”作用进行分离膜的过程，其原理与普通过滤相似，但过滤膜孔径为0.02～10μm左右，所以又称精密过滤。9.3管道饮用水净水供应

9.3.2管道饮用净水的水质要求与常规过滤的过滤介质相比，微孔过滤具有过滤精度高、过滤速度快、水头损失小、对截留物的吸附量少及无介质脱落等优点。由于孔径均匀，膜的质地薄，易被粒径与孔径相仿的颗粒堵塞。因此进人微滤装置的水质应有一定的要求，尤其是浊度不应大于5NUT。微滤能有效截留分离超微悬浮物、乳液、溶胶、有机物和微生物等杂质，小孔径的微滤膜还能过滤部分细菌。当原水中的胶体与有机污染少时可以采用，其特点是水通量大，渗透通量20℃时为120～600L/h·m2

；工作压力为0.05～0.2MPa；水耗5%～8%。出水浊度低。9.3管道饮用水净水供应

9.3.2管道饮用净水的水质要求

超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛合过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质。在一定的压力下，当水流过表面时，只允许水、无机盐及小分子物质透过膜，而阻止水中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质通过，以达到溶液的净化、分离与浓缩的目的。②超滤(UF)超滤的过滤范围一般介于纳滤与微滤之间，它的定义域为截留分子量500~500000左右，相应孔径大小的近似值约为20×10-10~1000×10-10m之间。9.3管道饮用水净水供应

9.3.2管道饮用净水的水质要求

一般可截留大于500分子量的大分子和胶体，这种液体的渗透压很小，可以忽略不计。所以超滤的操作压力较小，一般在0.1~0.5Mpa，膜的水透过率为0.5~5.0m3/m2。d，水耗量8%~20%。采用超滤膜可以去除和分离超微悬浮物、乳液、溶胶、高分子有机物、动物胶、果胶、细菌和病毒等杂质，出水浊度低。9.3管道饮用水净水供应

9.3.2管道饮用净水的水质要求

纳滤膜的孔径在纳米范围，所以称纳滤膜及纳滤过程。在滤谱上它位于反渗透和超滤渗透之间，纳滤膜和反渗透膜几乎相同，只是其网络结构更疏松，对单价离子（Na+，Cl-等）的截留率较低（小于50%），但对Ca2+，Mg2+等二价离子截留率很高（大于90%），同时对除草剂、杀虫剂、农药等微污染物或微溶质及染料、糖等低分子，有较好的截留率。纳滤特别适合用于分离分子量为几百的有机化合物，它的操作压力一般不到1MPa。③纳滤9.3管道饮用水净水供应

9.3.2管道饮用净水的水质要求

反渗透过程是渗透过程的逆过程，即在浓溶液一边加上比自然渗透更高的压力，扭转自然渗透方向，把浓溶液中的溶剂（水）压到半透膜的另一边。当对盐水一侧施加压力超过水的渗透压时，可以利用半透膜装置从盐水中获得淡水。截留组分一般为0.1~1nm小分子溶质，对水中单价离子（Na+、K+、Cl-、NO3-等）、二价离子（Ca2+、Mg2+、SO42-、CO32-）、细菌、病毒的截留率大于99%采用反渗透法净化水，可以得到无色、无味、无毒、无金属离子的超纯水。但由于RO膜的良好的截留率性能，将绝大多数的无机离子（包括对人类有益的盐类等）从水中除去，长期饮用会影响人体健康。

反渗透装置一般工作压力为1~10MPa。④反渗透（RO）9.3管道饮用水净水供应

9.3.2管道饮用净水的水质要求①消毒确定饮用净水消毒工艺应考虑以下几个因素：杀菌效果与持续能力；残余药剂的可变毒理；饮用净水的口感以及运行管理费用等。

饮用净水消毒一般采用臭氧、二氧化氯、紫外线照射或微电解杀菌。目前常用紫外线照射与臭氧或与二氧化氯合用，以保证在居民饮用时水中仍能含有少量的臭氧或与二氧化氯，确保无生物污染；因经过深度处理的水中有机物含量减少，一般不会发生有机卤化物的危害。3）饮用净水的后处理9.3管道饮用水净水供应

9.3.2管道饮用净水的水质要求②矿化由于经纳滤和反渗透处理后，水中的矿物盐大大降低，为使洁净水中含有适量的矿物盐，可以对水进行矿化，将膜处理后的水再进入装填有含矿物质的粒状介质（如木鱼石、麦饭石等）的过滤器处理，使过滤出水含有一定的矿物盐。管道优质饮用净水深度处理的工艺、技术和设备都已十分成熟。因管道饮用净水的供水规模一般比较小，国内已经有一些厂家生产各种处理规模的综合净水装置，以适应建筑或小区规模有限、用地紧张的情况。2）饮用水深度处理工艺流程9.3管道饮用水净水供应

9.3.2管道饮用净水的水质要求

设计时应根据城市自来水或其他水源的水质情况、净化水质要求、当地条件等，选择饮用净水处理工艺。一般地面水源，主要污染是胶体和有机污染，饮用净水深度处理工艺中活性炭是必须的，微滤或超滤也常被采用；地下水源的主要污染一般是无机盐、硬度、硝酸盐超标或总溶解固体超标，也有的水源受到有机污染，在处理工艺中离子交换与纳滤是必须有的，也常用活性炭去除有机物污染。深度处理工艺见图9-8。9.3管道饮用水净水供应

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