直饮水制备及供水系统工程设计
在新建居民小区内实施直饮水供水(即一套管网输送自来水用于洗涤、绿化等居民杂用，另设一套管网将自来水或地下水经过专门的水处理设备深度处理后得到的优质饮用水输送到居民家中专供饮用)是目前改善我国城市居民饮水水质的切实可行的办法。
1. 水质标准
目前，可供直饮水供水采用的水质标准有：①《饮用天然矿泉水》(GB8537—1995)，该标准规定饮用天然矿泉水以含有一定的矿物盐、微量元素或二氧化碳气体为特征，具有较高的营养价值和保健作用；②《饮用净水水质标准》(CJ94—1999)，该标准给出了饮用净水的概念，规定了某些水质指标(如COD、总有机碳、重金属、硬度、TDS等)的上限含量值，但未规定硬度、TDS等反映矿物质含量的水质指标的下限值；③《瓶装饮用纯净 水卫生标准》(GB17324—1998)，该标准给出了纯净水的定义，要求纯净水的电导率≤10μS/cm。
由于天然矿泉水开采量有限，同时考虑到人体健康的需要，实施直饮水供水最好采用“饮用天然矿泉水”。
2. 直饮水系统组成
管道直饮水系统的核心由4大部分组成：预处理系统、纳滤膜过滤系统、变频恒压供水设备、管网水循环杀菌设备。
3. 直饮水系统的设计
该小区为一新开发的综合性小区，共有1幢高层住宅，共24层，最高日直饮水水量：10.5 m3/d。另外为餐厅就餐和外来人员准备的富余水量为：1.5m3，设计总水量为12 m3/d。
直饮水供水工程用水量的确定尚无相关标准资料。综合考虑设备投资和平均用水量、最大用水量，选定额定产水量为1m3/h的纳滤膜优质饮用水设备一套，配备一5000L的净水水箱，恒压变频供水设备最大供水量为5m3/h。所有设备集中布置在底层的设备间内。产品水储存在水箱中，用水高峰时，变频供水系统供应水箱储存的产品水，当水箱液位低于设定值时，纳滤膜过滤系统启动，向水箱内补水，最大时供水量约为5m3/h。
4. 直饮水系统说明
优质直饮水设备是自来水深度净化处理的核心装置，应用于直饮水供水工程的制水设备应生产含有微量元素和矿物质的优质饮用水。本方案，直饮水设备的生产工艺一般为：预处理系统+膜过滤+杀菌。根据原水水质状况，可选择微滤、超滤和纳滤技术生产优质饮用水，但当原水电导率较高时采用一级反渗透亦可获得含有一定量矿物质的优质饮用水。纳滤膜既能有效去除原水中的有害物质(如有机物、重金属、细菌、病毒等)，又能部分脱盐、去硬度、适量保留原水中的部分矿物质、能耗又不高，因而不失为优质饮用水生产的最佳膜技术。在小型和中型饮水处理系统中。
(1)源水泵
原水增压泵为后续系统提供稳定的进水压力，保证后续系统产出水水量的均衡。
(2)多介质过滤器
采用多介质过滤器，通过在过滤器内填充不同密度不同粒径的过滤介质，密度从小到大而粒径从大到小排列，截污能力沿程渐增，从而实现了整层滤料截污能力与残留杂质除去难度的最佳匹配。过滤去除水中较大颗粒的悬浮物，减少保安过滤器（5μm）的更换频率。多介质过滤器定期自动反冲洗，以去除截留的悬浮物。
该系统由过滤罐、控制阀组、过滤介质和必要的管路管件组成。 机械过滤器,内部装有两种或以上(石英砂和无烟煤等)过滤介质. 其主要作用是去除粒度大于20µm的机械介质, 小分子有机物和部分胶体, 使出水浊度小于0.5NTU,CODMn小于1.5mg/L,含铁量小于0.05mg/L,SDI≤5。通过选择不同规格介质，独特的均匀布水方式，使过滤达到较好的效果，能长期满足纳滤膜对污染指数的要求。
(3)活性炭过滤器
对于以自来水为水源的净化系统，活性炭吸附是必要的，可以除去水中游离氯和有机物以保护后续设施。该系统采用的多介质过滤器，由过滤罐、控制阀组、过滤介质和必要的管路管件组成。过滤介质采用果壳活性炭，它有非常多的微孔和巨大的比表面积，具有很强的物理吸附能力，无论有机物或无机物均能被活性炭吸附，经活性炭过滤器，可以使出水余氯≤0.1mg/L，SDI≤4，在本设计中，活性炭过滤器的作用表现在以下方面：进一步去除水中更加微小的颗粒物和胶体，降低水中氧化性物质含量、避免有机物进入纳滤系统污染纳滤膜。
(4)全自动软化装置
树脂软化是为了去除水中的钙、镁及重金属离子，降低水的硬度，使出水满足工艺用水和反渗透入水的要求;本方案软化系统采用美国/AUTOTROL进口控制阀（型号：268），共设置一台Φ400软化系统，软化树脂采用漂莱特树脂，滤层高度>800mm, 离子交换率高，可以确保软化出水硬度<0.03mmol/L。
树脂再生系统由盐箱和吸盐阀组成，软化系统每常规工作一定的时间或一定的量，需要树脂再生系统进行清洗，用饱和食盐水对树脂进行清洗，去除树脂外表面吸附的钙、镁及重金属离子，使树脂恢复原貌，正常工作。
(5) 保安过滤器
保安过滤器系统采用1台不锈钢过滤器，内装过滤精度为5μm，长度为20英寸的熔喷过滤滤3只，它的作用是截留膜前水中的颗粒、胶体、悬浮物等，以防止大颗粒物通过预处理进入纳滤膜。进一步去除水中更微小的杂质及小分子量的有机物，使出水达到NF膜进水要求，通过过滤器前后的压力表读出压力差，当滤前滤后压差大于0.07Mpa时，应更换滤芯。在正常工作情况下，滤芯可持续工作4-6个月。
(6) 一级高压泵
一级高压泵为NF主机提供稳定的进水工作压力，保证产出水水量的均衡。本方案中一级高压泵选用丹麦/GRUNDFOS公司生产的立式多级高压泵，运行稳定，质量可靠，型号CR1-17。
(7)纳滤膜组件
纳滤膜组件和反渗透膜的脱盐原理是一样的， ESNA系列是海德能公司推出的高性能纳滤膜，膜材质均为芳香族聚酰胺。ESNA膜可用于脱除有机物、细菌和病毒，它的标准脱盐率为60～80%。该系列膜可在超低压下操作，从而实现节能、降低设备投资和操作费用的目的。
(8) 臭氧发生器
臭氧是强氧化剂，臭氧溶解在水中，既起消毒的作用，也起氧化作用，但是臭氧的消毒能力和氧化性都比氯强，能氧化水中的有机物，并能杀死病毒、芽孢及细菌。臭氧都是在现场用空气或纯氧通过臭氧发生器制取，产率分别为1%-3%和2%-6%。水中O3的浓度为0.5～1mg/L时，在5分钟内就可以杀死细菌；水中O3的浓度为2～4mg/L时，在1分钟内就可以达到杀菌100%；用浓度1～1.5mg/L的臭氧水对生产管路，容器，瓶桶进行杀菌，仅用1分钟的洗泡就可以100%杀灭细菌总数、大肠杆菌、酵母菌、黑曲霉菌。所以本方案在产品水水箱入水口管路安装臭氧发生器，可以定期为纯水水箱及供水管路进行消毒。
(9) 产品水水箱
设置容积为5000L的产品水水箱，目的是储存产品水，因为存在供水高峰，而且供水系统白天的用水量远高于夜晚，设置产品水水箱可以起缓冲作用，以避免用水高峰时水量不足。可以满足设备白天供水，晚上多余的水量进行罐装。
(10)紫外杀菌器
紫外线杀菌装置主要由SUS316L外壳、紫外线灯管、石英套管、镇流器等组成。紫外线杀菌装置内壁作抛光处理以提高对紫外线的反射能力和增强辐射强度，高强度低压汞灯放射出波长为254-257nm的紫外线最容易被细菌体内的核酸吸收，紫外线对水的消毒灭菌主要是通过紫外线对微生物的辐射，生物体内的核酸吸收了紫外线的光能，损伤和破坏了核酸的功能使微生物致死，从而达到消毒的目的。紫外线杀菌装置用于终端水箱的出口处，是因为循环水会将因各种原因所造成的循环管路内的污染物（细菌）带回到终端水箱内，造成终端水箱内的纯化水被细菌污染，为了确保系统出水不被微生物污染，所以要在终端水箱的出水口处增加紫外线杀菌装置。紫外线灯管选用美国原装进口灯管，使用寿命为8000-10000小时。
(11)变频供水系统
传统的供水模式采用屋顶水箱和水泵联合供水，水质容易受到二次污染，供水不安全。在分质供水工程中采用全自动恒压变频供水装置直接提升供水，卫生、安全、可靠，用户随时都能饮用新鲜水，避免了二次污染，且设备占地小、性能稳定、能耗低。
变频装置的核心是变频器，是利用改变电动机供电的频率和电压来达到电动机调速、恒压、恒流量控制的目的。本系统的设计是采用恒压力变频，变频器除具有优越的参数控制能力如软启动、软停车、恒压控制、恒流量控制外，其最显著的性能就是节能性能，电动机的输出功率P正比与电动机的运行频率的三次方（P∝f3），降低电动机运行频率将带来显著的节能效益，以一台以50HZ运行的电动机（水泵）运行为例，为了降低装置的操作压力而不得不采用节流阀门，当利用变频装置来降低装置的操作压力时是通过降低电动机的运行频率来实现的。当从50HZ的运行频率降低到40HZ的运行频率时，节能将达到48.8%（P2/P1=n403/n503=0.512）。
变频供水系统共分为两组，一组变频供水装置为1～12楼层供水；另一组为13～24楼层供水.分组供水可以保证满足高楼层的供水压力，而同时低楼层的水压又不是太高。如果只用一组供水系统，可能在满足高楼层水压的同时，低楼层的压力过高，既消耗大量的能量，又容易发生事故。
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