摘要： 闡述了直飲水發(fā)展的歷史背景和在日常工作生活中應用的現狀，以具體項目案例為依據，充分的對直飲水的應用規范、工藝流程、壓力變送器技術(shù)以及加壓壓力變送器的選型、部分主體壓力變送器的配置、直飲水的經(jīng)濟比較、在線(xiàn)監測、廢水回收利用和主要指標等多個(gè)方面的內容進(jìn)行了論證介紹。

0 引言

目前大多數家庭都是飲用自來(lái)水并進(jìn)行簡(jiǎn)單過(guò)濾來(lái)提高水的品質(zhì)，或者是桶裝水。由于桶裝水存在一些缺陷：一是飲水機濾芯需定期更換否則無(wú)法保證水質(zhì)安全，且根據水質(zhì)情況周期不定更換頻繁費用高。二是桶裝或瓶裝飲用水從出廠(chǎng)到飲用期間，常常要存放很長(cháng)時(shí)間，靜止狀態(tài)存放的水會(huì )因分子鏈狀結構加長(cháng)，亞硝酸含量增高等因素而老化變質(zhì)不宜飲用。三是桶裝水市場(chǎng)混亂，缺乏有力監管，無(wú)良商販肆虐，質(zhì)量得不到保障等問(wèn)題。管道直飲水的應用可避免以上桶裝水的缺陷。管道直飲水可有效過(guò)濾各類(lèi)污染物質(zhì)，達到生飲標準，且成本相對較低，成為越來(lái)越多人們的新選擇 [1] 。此文以供水轄區內中小學(xué)直飲水項目為例，通過(guò)為學(xué)校提供便捷的直飲水方案，不僅可以提高飲水品質(zhì)，保障飲水安全，而且還可以大幅度節約飲水成本。

1 管道直飲水和桶裝水的比較

1.1 經(jīng)濟性對比

1.1.1 直飲水方案經(jīng)濟指標計算

直飲水系統壓力變送器購置安裝費用總計為 440000 元，壓力變送器安裝調試后，在無(wú)操作失誤以及外界因素、人為損壞情況下，質(zhì)保期為兩年。質(zhì)保期內免費提供服務(wù)。服務(wù)內容包括濾芯更換（濾芯每 3 個(gè)月更換一次，兩年更換 8 次已含8 套備件）。

1.1.2 直飲水全年運行成本

根據學(xué)校提供的數據獲知，本直飲水系統服務(wù)人數約為 1500 人，按每天每人飲水量 2L 計算（0.002m 3 ），則每日全校飲用水量為 3m 3 /d，廢水和成品水比例為 3:1，實(shí)際用水水量 12m 3 /d。全年教學(xué)日約為 167 天。文教衛生類(lèi)水價(jià)為 5.55 元/m 3 。直飲水壓力變送器每天運行 8 小時(shí)，壓力變送器運行小時(shí)電量 6kWh，電費 0.49/kWh。

水費：12m 3 /d×167 天×5.55 元/m 3 =11122.2 元電費：6kWh×8 小時(shí)×0.49/kWh×167 天=3927.84 元壓力變送器維修、更換費用：兩年質(zhì)保后，需更換濾料，確保壓力變送器穩定運行；每年更換總費用：42000 元，具體費用構成如下：活性炭、石英砂、錳砂：6000 元；軟化樹(shù)脂：按每半年添加一次，全年費用 11000 元；過(guò)濾濾芯：1500 元；工業(yè)用鹽：6000 元；紫外線(xiàn)燈：10000 元；膜元件更換：美國海德能5 支×1500 元/支=7500 元。

1.1.3 廢水利用節約費用

市面上普遍的直飲水通過(guò) RO 系統后產(chǎn)生的廢水直接排出，廢水和成品水比例為 3:1。造成用水成本的增加。該方案的技術(shù)是將 RO 系統排出的濃縮水直接供給中水水箱。濃縮水除了含鹽量比自來(lái)水高，其他多數指標，如濁度、色度、余氯、嗅和味、有機物、懸濁物、膠體、COD（化學(xué)耗氧量）、TOC（總有機碳）、SDI （污染指數）等等，都比自來(lái)水還要好。學(xué)校恰好需要大量的水來(lái)用于打掃衛生、沖廁所、綠化用水等，可以把濃縮水用在這些地方。全校飲用水量為 3m 3 /d，廢水和成品水比例為 3:1，每日廢水量為 9 噸。將廢水排入中水泵房供打掃衛生、廁所沖洗、綠化用水等用途，日節省 5.55 元/m 3 ×9m 3 =49.95 元，年節省 40.9 元/d×167 天=6830.3 元。

1.1.4 利用直飲水方案供水，費用合計

地衣年費用包含：系統壓力變送器購置安裝 440000 元，全年水費 11122.2 元，全年電費 3927.84 元，系統壓力變送器購置安裝+全年水費+全年電費=455050.04 元，全年廢水利用節省費用 6830.3 元。

第二年費用包含：壓力變送器維修、更換費用合計 42000 元，全年水費 11122.2 元，全年電費 3927.84 元，壓力變送器維修、更換費用+全年水費+全年電費=57050.04 元，全年廢水利用節省費用 6830.3 元。

1.1.5 桶裝水方案經(jīng)濟指標計算

根據學(xué)校提供的數據獲知，飲水需求人數約為 1500人，按照 40 人為一個(gè)班，共計 38 個(gè)班，每班設置飲水機臺，加上教師辦公室及公共區域，共計設置飲水機約 60 臺。飲水機購置成本按照市場(chǎng)中等品牌價(jià)格￥500/臺，￥500/臺×60 臺=30000 元。

1.1.6 桶裝水每年購買(mǎi)費用

19L 桶裝水每桶 10 元，按每天每人飲水量 2L 計算（0.002m 3 ），則每日全校飲用水量為 3m 3 /d。桶裝水成本 10 元/桶÷19L/桶=0.6 元/L，600 元/m 3 ×3m 3 /d×167 天=￥300600/年。

1.1.7 飲水機濾芯更換費用

飲水機濾芯更換成本 50 元/個(gè)平均 6 個(gè)月更換一次一年更換 2 次。50 元/個(gè)×60 臺×2 次=6000 元/年。

1.1.8 桶裝水方案費用合計

地衣年全部費用：飲水機購置費用 30000 元，購買(mǎi)桶裝水費用 300600 元，用更換濾芯費用 6000 元。飲水機購置費用+購買(mǎi)桶裝水費用+更換濾芯費用=336600 元。

第二年全部費用：購買(mǎi)桶裝水費用 300600 元，用更換濾芯費用 6000 元。購買(mǎi)桶裝水費用+更換濾芯費用=

306600 元。

1.2 技術(shù)安全性對比

1.2.1 管道直飲水：直飲水是供人們直接飲用，因此，采用深度膜處理技術(shù)，可去除水中的重金屬、鹽類(lèi)物質(zhì)、污染物、農藥、細菌等有害物質(zhì)。并配備自動(dòng)操作系統，在系統工作異常時(shí)能及時(shí)報警或關(guān)機，以保證出水水質(zhì)符合guojia飲用水標準。管網(wǎng)采用了食品級環(huán)保健康水管和閉式循環(huán)的管網(wǎng)系統，即飲即用，水質(zhì)新鮮，不受二次污染。

1.2.2 桶裝水：無(wú)法保證水源的一致性，需用儀器檢測。拆封后會(huì )暴露在空氣，與空氣接觸滋生細菌。

2 直飲水壓力變送器選型

2.1 直飲水工藝流程簡(jiǎn)述

2.2 工藝流程闡述

針對水質(zhì)特點(diǎn)，水質(zhì)凈化工藝流程主要采用了水質(zhì)監測、機械過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器、精密過(guò)濾器，并配以其他輔助設施 [2] 。

2.3 水質(zhì)監測

為了監測市政進(jìn)水符合飲用水標準，特設水質(zhì)監測系統實(shí)時(shí)監測進(jìn)水水質(zhì)，如不能滿(mǎn)足處理水質(zhì)要求系統將自動(dòng)啟動(dòng)電磁閥阻斷進(jìn)水。

2.4 機械過(guò)濾器

機械過(guò)濾器用于制取軟化水、純水的預過(guò)濾。過(guò)濾器的濾料一般為石英砂、無(wú)煙煤、顆粒多空陶瓷等，是反滲透水處理系統的前處理不可或缺的壓力變送器。

2.5 活性炭過(guò)濾器

其作用是去除水中游離氯、色、異味和部分有機物，游離氯會(huì )氧化反滲透膜，對納濾系統造成不可恢復的破壞，而有機物不僅是微生物的餌料，而且當其濃縮到一定程度后，可能溶解有機膜材料，使膜性能劣化�；钚蕴磕軌蛭�附有機物、游離氯等對膜產(chǎn)生危害物質(zhì)，尤其是防止余氯對反滲透膜的破壞。

2.6 精密過(guò)濾器

為防止細小懸浮物進(jìn)入納濾系統，造成反滲透膜的污堵和表面劃傷，納濾壓力變送器前安裝 5 微米精密過(guò)濾器。精密過(guò)濾器前后分別安裝壓力表測量過(guò)濾器前后的壓力。過(guò)濾器前后的壓力表差可以表明過(guò)濾器的工作狀況。當前后壓差超過(guò)滴定范圍時(shí)，將更換過(guò)濾芯以恢復精密過(guò)濾器的工作性能。

2.7 反滲透裝置

RO 系統是純水的生產(chǎn)核心，其原理是含各種離子的水通過(guò) RO 膜，使水與離子分離，本機采用的 RO 膜使美國海德能公司生產(chǎn)的復合膜，它的孔徑只有 1-10 埃，在 10kg 壓力下，使水中所含重金屬離子細菌病毒等有害物質(zhì)被清除，使用只需打開(kāi)電控開(kāi)關(guān)調濃、淡水開(kāi)關(guān)即可。同時(shí)觀(guān)察出水導電率，一般系統脫鹽率為 97%。同時(shí)在每次開(kāi)、停機前自動(dòng)進(jìn)行沖洗，反滲透一旦開(kāi)機必須保持每天開(kāi)機，以防止系統滋生細菌，若長(cháng)期停機，系統內部要充滿(mǎn)保護液。

2.8 殺菌消毒系統

應用于直飲水的殺菌消毒系統的基本要求是：瞬間殺菌能力強、有一定的持續殺菌能力、不影響水飲用時(shí)的口感、操作簡(jiǎn)單、維護方便且符合相關(guān)衛生標準。傳統的消毒方法有：加氯消毒、紫外消毒和臭氧消毒。加氯氣、二氧化氯消毒廣泛使用在自來(lái)水廠(chǎng)的水處理工藝中，雖然具有持續殺菌能力，但嚴重的漂白粉氣味使得用戶(hù)難以接受，而且實(shí)地操作不安全。臭氧和紫外線(xiàn)結合的消毒方法是水在加入臭氧后存入純水箱，而在用水口之前安裝紫外，將多余的臭氧進(jìn)行分解，使直接飲用水不帶有臭氧的味道。該組合是#為安全可靠的直飲水消毒方法。因此，既保證了水的口味，有保證了水的徹底消毒，有保證了水質(zhì)的穩定合格。

3 直飲水加壓壓力變送器選型方案

3.1 水源

本項目供水水源為泵房直飲水處理壓力變送器出水。根據建筑高度、水源條件、防二次污染、節能和供水安全原則，供水系統設計如下：管網(wǎng)系統豎向分區的壓力控制參數為：各區#不利點(diǎn)的出水壓力不小于 1.10MPa，#低用水點(diǎn)#大靜水壓不大于 0.40MPa。

3.2 系統參數設計計算

設計給水流量根據 《管道直飲水系統技術(shù)規程》（CJJ110-2006） 第 6.0.2 條款的規定確定直飲水瞬時(shí)給水設計流量。

計算供水如下：Qs=mq0 其中：Qs—瞬時(shí)高峰用水量（L/s）；q0—水嘴額定流量（L/s），取 0.05L/s；m—瞬時(shí)高峰用水時(shí)水嘴使用數量；m 的確定：水嘴使用概率計算公式:

由上述計算得知，#大小時(shí)流量為 5.78m 3 /h，日用水總量 4.44m 3 ，根據相關(guān)規范和經(jīng)驗，循環(huán)水箱取2.0m 3 ，以增加系統緩沖時(shí)間，從而減小系統處理量并增加系統運行時(shí)間，達到降低初期系統投資費用的目的。

3.3 壓力變送器選型

按照《建筑給水排水排水設計規范》的規定，水泵直接供水時(shí)所需揚程進(jìn)行計算（以滿(mǎn)足#不利用水點(diǎn)要求時(shí)水泵所需揚程為計算依據）：

4 部分主體壓力變送器配置

部分主體壓力變送器配置如圖 2 所示。

5 廢水利用

該方案的廢水回收技術(shù)是將中水水箱的進(jìn)水分兩路：一路是將 RO 系統排出的濃縮水直接供給中水水箱。另一路進(jìn)水由市政水源提供。工作原理是通過(guò)水箱壓力變送器（微壓力變送器或水位控制器）提供測量信號到控制柜，從而控制水源管路上電動(dòng)閥開(kāi)啟或關(guān)閉，達到補充中水水箱的目的。由于直飲水系統廢水出水帶壓 1~9kgf/cm 2 （0.1~0.9MPa），所以盡管直飲水泵房與中水泵房處于同一高程，也wuxu額外設置水泵幫助直飲水廢水輸送至中水水箱。（圖 3）

6 結語(yǔ)

①從圖 4 中可得出結論，直飲水地衣年因壓力變送器費用原因整體費用較高，但從第二年開(kāi)始，在同樣wuxu采購壓力變送器的情況下管道直飲水比桶裝水方案費用有大幅降低，加之管道直飲水的廢水利用方案每年能節約 6000 余元水費，通過(guò)一定時(shí)間的運行驗證達到了預期效果，提高了社會(huì )效益和經(jīng)濟效益，從經(jīng)濟指標的角度看，管道直飲水比桶裝水更能有效的為學(xué)校節省飲水成本。該方案為#佳供水方案。

②管道直飲水采用深度膜處理技術(shù)，可去除水中的雜質(zhì)和有害物質(zhì)。并配備自動(dòng)操作系統，當水源質(zhì)量出現問(wèn)題時(shí)，能及時(shí)報警或關(guān)機，避免過(guò)度使用工作系統，既損耗機器又浪費水資源。管網(wǎng)采用了食品級環(huán)保健康水管和閉式循環(huán)的管網(wǎng)系統，即飲即用，水質(zhì)新鮮。免除電話(huà)訂購、人工送水等繁雜工序，并進(jìn)一步避免桶裝水的二次污染。從技術(shù)安全性的角度看，管道直飲水能提高飲水品質(zhì)，直接體現健康理念，保障學(xué)校師生飲用安全健康的水，該方案為#佳供水方案。