管道分质供水系统探讨

王璇　姜耀鹏

【摘 要】 针对人们对饮用水水质要求不断提高的特点，阐明了我国实施管道分质供水的意义，介绍了几种常用的供水形式、水处理及消毒技术，并且分析了管道分质供水存在的优缺点，最后指出了该技术未来的发展方向。

【关键词】 管道分质供水；处理技术；消毒方法

1.引言

长期以来，自来水一直作为饮用水食用。但随着环境污染的加重，远远超过了水厂自身净化能力，无法保证水质。因此，管道分质供水系统便应运而生。

2.管道分质供水的概念及意义

简单来说，分质供水是指供水系统根据用户对水质的不同要求而分开供水的一种供水形式。目前，我国的分质供水形式被称为管道分质供水[1]。所谓管道分质供水是指在原有正常供水的自来水管和热水管道基础上，再增设一条独立的专门供居民直接饮用的优质生活饮用水的管道。

据统计，我国优质的生活饮用水部分仅占城镇总供水量的6%～8%。如果仅为了6%～8%的水质要求而将水厂的供水水质全部提高，必然造成资源与能源的浪费[2]。如采用管道分质供水既满足需求又可节约能源。

3.管道分质供水的形式及优缺点

管道分质供水分为集中和分散两种形式，其中集中式是指在城市自来水厂中增加深度处理工艺，同时另设一条独立的、区别于其他用途的供水管网的管道来供应优质饮用水。其优点是便于水质的监测，保证水质的安全性，同时管理维护方便。具有一定的发展性。缺点是这种供水方式工程规模浩大，实施难度较大，一次性投资较高。

分散式分质供水是以小区为单位，在已有供水管网的供水终端设置不同的优质饮用水处理站，对管网自来水进行深度处理后，由小区内另设的一套优质饮用水供水管道供给用户。其优点是管网规模小、灵活、可以根据具体的水质来选择处理工艺。

管道分质供水的供水方式按照给水机房所处的位置，又分为两种供水方式：

上给下行式：设备从高位水箱取水，经深度净化水处理工艺后，将制成的优质水注入直饮水箱，再由专用的直饮水管道引到各用户家中。

下给上行式：全自动直饮水设备设在地面，需配备一套变频恒压供水装置，制成的优质直饮水通过专用管道向用户输送。

4.管道分质供水深度处理技术

4.1常用的深度处理技术

机械过滤一般指机械过滤器（也称介质过滤），采用砂滤、无烟煤或煤、砂双层滤料过滤。通过介质过滤可达到去除水中的铁锈和较大悬浮杂质，改善水质并保证后续关键技术的正常运行和处理效果。常用的滤料是石英砂、无烟煤。

活性炭吸附常采用用臭氧-生物活性炭处理技术，它是深度净化的关键工艺之一。在活性炭过滤前投加臭氧，使水中微量有机物氧化降解，其中一部分变成HO和CO，减轻了后续活性炭过滤的有机负荷；另一部分氧化降解变成小分子有机物质，易于吸附，改善和提高了活性炭的吸附性能。同时，氧化后水中氧的含量增加有利于生物活性凝表面固化的微生物代谢，显著提高了活性炭的骨機污染物的处理能力，延长了其使用寿命。

膜处理技术的净化机理是膜的微孔筛分作用，简单来说是让自来水经过滤膜，在压力作用下溶剂和特定的溶质能够透过膜，而将水中的杂质截留[3，4]。它的优点是：属于物理过程，无需加注药剂；能耗较低且分离过程中不产生副产品；使用范围广，设备操作容易，可常温操作。缺点是：在筛分的同时会发生膜表面和微孔壁上的吸附以及粒径与微孔孔径相仿的微粒和溶质在孔中停留阻塞微孔。常用的过滤膜有：微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）和反渗透（RO）膜。

此外，在系统设计中还必须设置一定级数的预处理或保安处理（过滤）设施，以及必要的前置调节水箱、出水调蓄水箱和提升泵等中间设备。否则容易发生滤膜堵塞，造成出水量降低、运行费用增加、膜使用寿命缩短等后果。

离子交换法是利用交换树脂对水中离子选择性吸附的作用来达到处理目的，其缺点是不能去除水中的溶解性有机物、细菌等有害物质，却去除了水中的矿物质和微量元素，此其产水不是健康水。

4.2消毒技术

臭氧在饮用水的深度处理中能起到预臭氧氧化作用与后臭氧的灭菌作用。其优点是：O3杀菌能力强，它在水中的溶解度较O2大13倍。因此，它具有用量少，接触时间短的特点。此外，O3消毒不影响水的感官性状，除水中有溴离子外，不产生三卤甲烷。缺点是：由于O3抑菌作用时间短且会对管道产生氧化作用，易形成新的污染物及消毒副产物。

二氧化氯消毒的杀菌能力强，不受pH值的影响，不与氨反应，具有持续杀菌能力。但ClO2消毒的成本较氯和臭氧高。在水处理量不大的情况下难以实现自动投加，使其在应用中受到限制。

紫外线消毒现在是生活饮水分质供水常用的消毒技术，它具有安全可靠、运行管理简单、无有害副产物产生等优点。但它也有光源强度小，灯管寿命短，无持续灭菌能力等缺点。

电子消毒设备是利用微电流的电化学氧化还原反应对水中常见的微生物菌类杀灭的消毒设备。其单程杀菌率>99.99%，属于纯物理方式的杀菌方法[5]。它的优点是杀菌过程中不添加任何化学物质，占地小、使用方便。

5.管道分质供水存在的问题及未来发展方向

管道分质供水技术由于在各地没有制定相应的地方法规或管理办法，使得管道分质供水工程的选址与布局、制水间的设计以及供水系统不符合卫生要求，饮用水水质难以保证。

管道分质供水的发展方向应着眼于开发新技术、新工艺；制定健全完善的监督管理机制；全面提高供水水质，加大达标比例，满足人们的健康用水需要。

参考文献：

[1]李程.我国分质供水选择方法的思考[J].山西建筑，2008，34（16）：168—169.

[2]刘斌，管道分质供水的概述，山西建筑，第35卷第28期

[3]王琳，王宝贞，杨鲁豫.城市饮用水膜处理技术[J].膜科学与技术，2001，21（3）：53—56.

[4]汪洪生，陆雍森.国外膜技术进展及其在水处理中的应用[J].膜科学与技术，1999，19（4）：17—22.

[5] Simpson K L，Hayes K P.Drinking water disinfection by—produets：an Australian perspective[J].WaterRes，1998，32（5）：1522—1528.