论中小学校直饮水系统的应用

阮锦波

摘要：本文通过笔者对发展中小学校直饮水的几点主要因素的论述，并分析了中小学校发展直饮水的优势，总结了直饮水处理供应系统的主要工艺。

关键词：直饮水、饮水方式、直饮水处理供应工艺

近十多年来，随着经济水平的提高和科技的快速发展，人们的饮水观念也得到了很大的改变，逐渐形成了喝各种“纯净水”、“矿泉水”、“桶装水”等深度处理净化水的习惯，同时由于我国中小学校师生集中，日常饮水量大，安全要求高，使得中小学生直饮水处理供应系统的技术得到了政府相关部门、学校及学生家长们的重视，并快速完善和发展，目前已经在全国很多地区得到推广和应用。

发展中小学校直饮水的几点主要因素：

1、随着社会经济的发展，工业遍布，且目前全国大部分地区治污程度低，导致经常会有饮用水受污染的事故发生，因此人们对日常的生活饮水安全存在担心和忧虑。

2、自来水存在二次污染

国内外已先后发现自来水中可能存在多种致癌物或致癌的前体物及新的病原微生物出现，同时由于自来水厂净化水的工艺落后，供水管道腐蚀严重，且很多城市的二次供水水池维护保养不到位，造成了自来水的严重二次污染，对饮用自来水的人们的身体健康造成威胁。

3、桶装水及饮料不适合人们长期饮用

市场上出现了大量的假冒伪劣的桶装水，甚至存在大量回收塑料制成水桶，且普通人无法识别优劣，长期饮用会存在较大的饮水安全隐患。同时饮料一般都要添加防腐剂来延长其保质期，大量饮用会对人们的身体造成不良影响和伤害。

4、人们生活水平提高，自我健康意识加强

随着社会的进步，生活水平的提高，人们对健康饮水日益重视，尤其是少年儿童时期的饮水，所以现阶段非常适合在中小学校推广应用直饮水处理供应系统。

5、中小学校的直饮水处理供应系统建设简单，投资少，见效快

目前我国大部分中小学校的规模较小，场地集中，人员一般为几百至几千人，非常适合推广建设直饮水处理供应系统。学校直饮水多采用自来水为源水，净化设备设施占地少，自动化程度高，投资少，见效快，管理方便，使用寿命长等特点。

中小学校直饮水处理供应工艺介绍

直饮水就是通过水处理净化技术设备把自来水深度处理后可供人们日常直接饮用的安全饮水。该水处理净化技术源于美国、荷兰等发达国家，同时我国对直饮水发展也非常重视，1999年建设部颁发了我们城镇建设行业标准《饮用净水水质标准》CJ94-1999，并于2005年修订颁发了最新版本的《饮用净水水质标准》CJ94-2005，因此中小学校直饮水按此标准来控制是安全可靠的，也是经济可行的，并且也很符合我国国情。

首先直饮水供应水量应考虑日常饮用、食用等与身体健康有直接相关的用水量，一般按照4-6L/（人.d）的标准为宜。

常用的中小学校直饮水处理供应的工艺有石英砂过滤、活性炭过滤、离子交换软化、精密过滤、膜处理、消毒杀菌、储存供应和自动控制等主要工艺。

1、石英砂过滤

石英砂过滤一般采用粗细不同的双层优质石英砂滤料过滤，可去除自来水中的铁锈、泥沙等较大颗粒杂质，一般要选择合适的滤速（10m/h）和配合使用自动多路阀来控制过滤系统的正洗、反洗，以保证初级过滤的处理效果。

2、活性炭过滤

活性炭过滤一般采用食品级优质椰壳活性炭滤料过滤，利用其发达空隙和优良吸附性能来去除自来水中的有机污染物和氯系物消毒后的氯化副产物等，一般要选择合适的滤速（10m/h）和配合使用自动多路阀来控制过滤系统的正洗、反洗，并定期消毒或更换滤料，以保证活性炭过滤的处理效果。

3、离子交换软化

由于我国北方地区自来水的硬度高，那么利用阳离子交换树脂中的Na+与自来水中的Ca2+、Mg2+发生交换，达到去除硬度的目的。一般要选择合理的交换时间、树脂再生，配合使用再生盐箱及盐阀，通过软化型自动多路阀来控制离子交换系统的软化效果。

4、精密过滤器

又称保安过滤器，由于前面预处理都有较小颗粒的滤料，且滤速较快，那么为了保证后面的膜处理系统的安全，避免颗粒物在高压泵的高压输送下击坏膜片，一般采用0.02μm或1μm的熔喷PP滤芯或者5μm的线绕滤芯，可有效保护后面膜的安全使用和处理效果。

5、膜处理工艺

中小学校直饮水处理供应系统一般采用反渗透膜（RO）和纳滤（NF），自来水通过前面的预处理，可以达到膜系统的进水水质要求。

反渗透膜能截留大于0.00001微米的物质，是最精细的一种膜分离产品，其能有效截留所有溶解盐份及分子量大于100的有机物，同时允许水分子通过。反渗透膜一般用高分子材料制成，其表面微孔的直径一般在0.5～10nm之间，可将水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的纯净水。

纳滤（NF）用于将相对分子质量较小的物质，如无机盐或葡萄糖、蔗糖等小分子有机物从溶剂中分离出来。纳滤又称为低压反渗透，是膜分离技术的一种新兴领域，其分离性能介于反渗透和超滤之间，允许一些无机盐和某些溶剂透过膜，从而达到分离的效果。能截留分子量大于200的有机物以及多价离子，允许小分子有机物和单价离子透过；可在高温、酸、碱等苛刻条件下运行，膜耐受的条件范围宽，浓缩倍数高，耐污染；运行压力低，膜通量高，装置运行费用低，能耗极低（唯一驱动力是压力）。

6、消毒杀菌

目前直饮水处理供应系统主要消毒杀菌有以下2种方式

（1）臭氧

臭氧（O3）是很强的氧化剂和杀菌剂，因而它既可以杀死水中的细菌又可氧化某些还原物质，如把三卤甲烷（THMs）氧化为CO2和HCl。臭氧的杀菌效果主要取决于水中臭氧的含量，臭氧与水混合后形成的臭氧水溶液具有很强的杀菌作用，它能够迅速、广泛地杀灭多种微生物和致病菌。在实际生产应用中，直饮水中的臭氧水浓度一般应为0.2mg/l以上，采用臭氧对直饮水消毒灭菌不存在任何对人体有害的残留物，对提高饮水的消毒质量问题非常有效。

（2）紫外线

紫外线杀菌是紫外线波长在240～280nm范围内最具杀破坏细菌病毒中的DNA（脱氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸）的分子结构，造成生长性细胞死亡和（或）再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。尤其在波长为253.7时紫外线的杀菌作用最强。目前对于各种灯杀菌效率的比较尚缺乏一种按辐射波长衡量的杀菌效果的权重分析方式，仅采用单位面积的辐射功衡量的辐射剂量指标是不完全的，必须结合辐射波长、水层厚度、水质和运行环境因素来考虑。

7、直饮水储存和输送

由于中小学校的学生用水时间比较集中，且单次用水量较大，应设置安全足容的直饮水储存容器和安全節能的输送管路，一般采用食品级SUS304不锈钢储水箱和输送水管路，部分学校可采用食品级PPR安全饮用水水管输送，并指定管道系统定期消毒制度，以保障供水安全。若学校规模较大，可采用变频恒压供水系统将直饮水输送到各个饮水点，这样比较节能环保。

8、自动化控制工艺

中小学校直饮水系统应设PLC自动运行控制系统，应单独设置控制操作箱，做到运行可靠，易于管理，无人值守，超标远程报警等功能。自控系统应包括过滤系统的自动制水、停水、正洗、反洗和再生等，可实现在线实时检测仪表，并显示直饮水水压、水量、PH、电导率等指标数值，同时应有系统安全保护程序（如无水、水满、过压、电机缺相、过热、切换及水质超标的自保功能），能依据反馈信号进行相应的调整和防止系统损坏的风险发生。

2017年7月于深圳