袁海芳， 翟學(xué)東*， 閆學(xué)亞， 劉麗娜

(1.鄂爾多斯市安信泰環(huán)?？萍加邢薰?， 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000; 2.鄂爾多斯市文化旅游發(fā)展集團(tuán)有限公司, 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000)

引 言

鄂爾多斯地區(qū)供水和飲水狀況較復(fù)雜，水源地及水源水質(zhì)存在不確定性，各自來水廠處理工藝簡單，對突發(fā)性及季節(jié)性水源水污染幾乎沒有應(yīng)對能力。近年國內(nèi)偶有水污染事件發(fā)生，引發(fā)公眾廣泛擔(dān)憂。針對居民對飲水安全需求的提升，直飲水技術(shù)設(shè)備應(yīng)運而生[1-4]。

目前國內(nèi)的集團(tuán)型直飲水設(shè)備主要有兩類。一類采用反滲透作為核心過濾單元的純凈水設(shè)備，一類以納濾為核心處理單元。流行病學(xué)和臨床研究表明：水中含有的鎂有助于降低男性和女性患急性心肌梗死概率[5-6]。本項目中選用高透過率低壓納濾膜，配合前端以臭氧高級氧化單元，在去除水中污染物的同時，能夠保持適量的微量元素和礦物質(zhì)。

1 工程概況

鄂爾多斯市某辦公樓共有A、B兩棟，每棟樓高13層，一樓大廳設(shè)一個飲水點，4層～13層各設(shè)一個飲水點，A、B棟之間設(shè)一個戶外公共飲水點，共計23個飲水點。根據(jù)辦公樓現(xiàn)有條件，直飲水設(shè)備安裝在B座的六樓獨立房間內(nèi)，整個直飲水工程由主機(jī)、供水管道、終端機(jī)組成，采用高級氧化+納濾核心處理工藝，PLC中央自動控制系統(tǒng)。

2 設(shè)計水量及出水標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)計服務(wù)人口1 000人，考慮到戶外公共飲水點靠近居民區(qū)以及未來用水情況，綜合確定最大供水能力2 m3/h。

直飲水進(jìn)水為市政自來水，設(shè)計出水水質(zhì)符合建設(shè)部頒發(fā)的《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ 94-2005)。

3 工藝流程

根據(jù)原水水質(zhì)，主要包括預(yù)處理系統(tǒng)、高級氧化系統(tǒng)、深度處理系統(tǒng)、供水及消毒系統(tǒng)，具體設(shè)計工藝流程如圖1所示。

圖1 直飲水工藝流程圖

3.1 預(yù)處理系統(tǒng)

預(yù)處理系統(tǒng)主要包括原水箱、原水泵、石英砂機(jī)械過濾器、活性炭機(jī)械過濾器、保安過濾器。預(yù)處理系統(tǒng)主要作用是去除水中泥沙、膠體、懸浮物等顆粒雜質(zhì)以及含氯量，降低水中濁度、硬度。

1) 原水箱。原水箱與市政自來水末端管網(wǎng)相連，儲存市政自來水緩解進(jìn)水壓力，水箱內(nèi)設(shè)有液位探測儀、中央控制系統(tǒng)通過水箱液位高低自動開啟、關(guān)閉進(jìn)水電磁閥。

2) 機(jī)械過濾器。原水經(jīng)高級氧化處理后，依次輸送到石英砂機(jī)械過濾器與活性炭機(jī)械過濾器，采用2～4目規(guī)格石英砂濾料，椰殼活性炭濾料。機(jī)械過濾器全自動運行，每7天進(jìn)行1次反沖洗，沖洗時間20 min。機(jī)械過濾器是預(yù)處理系統(tǒng)的重要裝置，去除水中顆粒雜質(zhì)的同時吸附水中游離氯，降低消毒副產(chǎn)物，保護(hù)后續(xù)膜處理不受到侵蝕。

3) 保安過濾器。保安過濾器設(shè)計在機(jī)械過濾器之后，深度處理系統(tǒng)之前，主要作用是進(jìn)一步去除水中細(xì)小懸浮物顆粒，防止堵塞后續(xù)膜過濾裝置，延長膜的使用壽命。

3.2 高級氧化系統(tǒng)

高級氧化系統(tǒng)包括高級氧化器及臭氧發(fā)生裝置，催化物采用非均相分子篩負(fù)載錳系氧化物[7]。高級氧化器設(shè)置在原水箱之后，主要作用是分解原水中難降解有機(jī)物，配合后續(xù)處理工藝，進(jìn)一步去除水中農(nóng)藥、“三致”等合成有機(jī)物。

3.3 深度處理系統(tǒng)

1) 超濾凈水系統(tǒng)。超濾凈水系統(tǒng)設(shè)置在保安過濾器之后，主要去除水中重金屬、細(xì)菌、農(nóng)藥殘留等有害物質(zhì)。直飲水主機(jī)安裝6支∮UF4040規(guī)格的超濾膜，超濾系統(tǒng)相應(yīng)配備流量計、壓力表等附屬裝置。

2) NF凈水系統(tǒng)。納濾凈水系統(tǒng)前設(shè)置高壓泵，原水經(jīng)加壓之后進(jìn)入納濾膜，提高原水過膜壓力，確保進(jìn)一步去除水中細(xì)菌、重金屬、農(nóng)藥殘留以及水中結(jié)構(gòu)更小的病毒。安裝6支∮NF90規(guī)格的納濾膜。

3.4 供水及消毒系統(tǒng)

供水系統(tǒng)由變頻泵、凈水箱等組成，變頻泵安裝兩臺一用一備，變頻泵根據(jù)用水量變化相應(yīng)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速從而實現(xiàn)恒壓供水。消毒系統(tǒng)采用臭氧+紫外雙重消毒工序，消毒臭氧發(fā)生器與高級氧化臭氧發(fā)生器采用一套設(shè)備，輸送管路分接，臭氧消毒管路直通到凈水箱內(nèi)。紫外消毒采用管道式，安裝在凈水箱后變頻泵前。

臭氧消毒具有極強(qiáng)的氧化能力，應(yīng)用范圍廣，水中殘留臭氧能在管道中自動分解成氧氣，改善飲水口感；紫外消毒不產(chǎn)生任何消毒副產(chǎn)物，殺死水中細(xì)菌和有害生物的同時，對一些于人體有益的礦物質(zhì)等不會引起副作用。臭氧+紫外復(fù)合消毒模式可以更好地殺滅耐藥菌，確保出水水質(zhì)衛(wèi)生健康。

4 管道及終端

本直飲水工程為后安裝工程，利用辦公樓原有管道進(jìn)行管道鋪設(shè)。采用防腐抑菌PPR管道。綜合考慮用水量、適用性、美觀等因素，室內(nèi)安裝雙彎頭不銹鋼飲水機(jī)，一次加熱量20 L/H，另外安裝一大型戶外公共飲水臺，圓盤式出水流量40 L/H。

5 設(shè)備特點

本套直飲水工程核心工藝采用高級氧化+納濾工藝，避免了使用反滲透膜過程中投加阻垢劑等材料和工序。而且在去除水中絕大部分農(nóng)藥、環(huán)境激素、重金屬、“三致”等物質(zhì)的同時適當(dāng)保留水中原有礦物質(zhì)及微量元素，出水水質(zhì)衛(wèi)生健康，可保障為用戶供應(yīng)的直飲水安全可靠。

6 效益分析

直飲水設(shè)備采用全自動運行模式，不需配備操作人員，設(shè)備總功率5 kW，電價以1元/kW·h計，當(dāng)?shù)厮畠r10元/m3，水回收率70%，綜合每噸制水成本為16.8元。

該設(shè)備2017年4月施工安裝，同年5月份投入使用，自使用以來運行良好，出水穩(wěn)定，水質(zhì)符合《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ 94-2005)。主要出水水質(zhì)見表1。

表1 主要出水水質(zhì)

7 結(jié)語

本套直飲水工程核心工藝采用高級氧化+納濾工藝，在去除水中有毒有害同時適當(dāng)保留水中原有礦物質(zhì)及微量元素，出水水質(zhì)衛(wèi)生健康，適合人體長期飲用，該直飲水工程受到辦公人員與附近居民的一致好評，創(chuàng)造了良好的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。