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(yīng)用的現(xiàn)狀，以具體項(xiàng)目案例為依據(jù)，充分的對(duì)直飲水的應(yīng)用規(guī)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(jì)比較、在線監(jiān)測(cè)、廢水回收利用和主要指標(biāo)等多個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了論證介紹。

0 引言

目前大多數(shù)家庭都是飲用自來水并進(jìn)行簡(jiǎn)單過濾來提高水的品質(zhì)，或者是桶裝水。由于桶裝水存在一些缺陷：一是飲水機(jī)濾芯需定期更換否則無法保證水質(zhì)安全，且根據(jù)水質(zhì)情況周期不定更換頻繁費(fèi)用高。二是桶裝或瓶裝飲用水從出廠到飲用期間，常常要存放很長(zhǎng)時(shí)間，靜止?fàn)顟B(tài)存放的水會(huì)因分子鏈狀結(jié)構(gòu)加長(zhǎng)，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(jiān)管，無良商販肆虐，質(zhì)量得不到保障等問題。管道直飲水的應(yīng)用可避免以上桶裝水的缺陷。管道直飲水可有效過濾各類污染物質(zhì)，達(dá)到生飲標(biāo)準(zhǔn)，且成本相對(duì)較低，成為越來越多人們的新選擇 [1] 。此文以供水轄區(qū)內(nèi)中小學(xué)直飲水項(xiàng)目為例，通過為學(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(jié)約飲水成本。

1 管道直飲水和桶裝水的比較

1.1 經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

1.1.1 直飲水方案經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算

直飲水系統(tǒng)壓力變送器購(gòu)置安裝費(fèi)用總計(jì)為 440000 元，壓力變送器安裝調(diào)試后，在無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(nèi)免費(fèi)提供服務(wù)。服務(wù)內(nèi)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(yùn)行成本

根據(jù)學(xué)校提供的數(shù)據(jù)獲知，本直飲水系統(tǒng)服務(wù)人數(shù)約為 1500 人，按每天每人飲水量 2L 計(jì)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(wèi)生類水價(jià)為 5.55 元/m 3 。直飲水壓力變送器每天運(yùn)行 8 小時(shí)，壓力變送器運(yùn)行小時(shí)電量 6kWh，電費(fèi) 0.49/kWh。

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

1.1.3 廢水利用節(jié)約費(fèi)用

市面上普遍的直飲水通過 RO 系統(tǒng)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(tǒng)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水高，其他多數(shù)指標(biāo)，如濁度、色度、余氯、嗅和味、有機(jī)物、懸濁物、膠體、COD（化學(xué)耗氧量）、TOC（總有機(jī)碳）、SDI （污染指數(shù)）等等，都比自來水還要好。學(xué)校恰好需要大量的水來用于打掃衛(wèi)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(wèi)生、廁所沖洗、綠化用水等用途，日節(jié)省 5.55 元/m 3 ×9m 3 =49.95 元，年節(jié)省 40.9 元/d×167 天=6830.3 元。

1.1.4 利用直飲水方案供水，費(fèi)用合計(jì)

地衣年費(fèi)用包含：系統(tǒng)壓力變送器購(gòu)置安裝 440000 元，全年水費(fèi) 11122.2 元，全年電費(fèi) 3927.84 元，系統(tǒng)壓力變送器購(gòu)置安裝+全年水費(fèi)+全年電費(fèi)=455050.04 元，全年廢水利用節(jié)省費(fèi)用 6830.3 元。

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

1.1.5 桶裝水方案經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算

根據(jù)學(xué)校提供的數(shù)據(jù)獲知，飲水需求人數(shù)約為 1500人，按照 40 人為一個(gè)班，共計(jì) 38 個(gè)班，每班設(shè)置飲水機(jī)臺(tái)，加上教師辦公室及公共區(qū)域，共計(jì)設(shè)置飲水機(jī)約 60 臺(tái)。飲水機(jī)購(gòu)置成本按照市場(chǎng)中等品牌價(jià)格￥500/臺(tái)，￥500/臺(tái)×60 臺(tái)=30000 元。

1.1.6 桶裝水每年購(gòu)買費(fèi)用

19L 桶裝水每桶 10 元，按每天每人飲水量 2L 計(jì)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(jī)濾芯更換費(fèi)用

飲水機(jī)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(tái)×2 次=6000 元/年。

1.1.8 桶裝水方案費(fèi)用合計(jì)

地衣年全部費(fèi)用：飲水機(jī)購(gòu)置費(fèi)用 30000 元，購(gòu)買桶裝水費(fèi)用 300600 元，用更換濾芯費(fèi)用 6000 元。飲水機(jī)購(gòu)置費(fèi)用+購(gòu)買桶裝水費(fèi)用+更換濾芯費(fèi)用=336600 元。

第二年全部費(fèi)用：購(gòu)買桶裝水費(fèi)用 300600 元，用更換濾芯費(fèi)用 6000 元。購(gòu)買桶裝水費(fèi)用+更換濾芯費(fèi)用=

306600 元。

1.2 技術(shù)安全性對(duì)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、鹽類物質(zhì)、污染物、農(nóng)藥、細(xì)菌等有害物質(zhì)。并配備自動(dòng)操作系統(tǒng)，在系統(tǒng)工作異常時(shí)能及時(shí)報(bào)警或關(guān)機(jī)，以保證出水水質(zhì)符合guojia飲用水標(biāo)準(zhǔn)。管網(wǎng)采用了食品級(jí)環(huán)保健康水管和閉式循環(huán)的管網(wǎng)系統(tǒng)，即飲即用，水質(zhì)新鮮，不受二次污染。

1.2.2 桶裝水：無法保證水源的一致性，需用儀器檢測(cè)。拆封后會(huì)暴露在空氣，與空氣接觸滋生細(xì)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(duì)水質(zhì)特點(diǎn)，水質(zhì)凈化工藝流程主要采用了水質(zhì)監(jiān)測(cè)、機(jī)械過濾器、活性炭過濾器、精密過濾器，并配以其他輔助設(shè)施 [2] 。

2.3 水質(zhì)監(jiān)測(cè)

為了監(jiān)測(cè)市政進(jìn)水符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)，特設(shè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)進(jìn)水水質(zhì)，如不能滿足處理水質(zhì)要求系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)電磁閥阻斷進(jìn)水。

2.4 機(jī)械過濾器

機(jī)械過濾器用于制取軟化水、純水的預(yù)過濾。過濾器的濾料一般為石英砂、無煙煤、顆粒多空陶瓷等，是反滲透水處理系統(tǒng)的前處理不可或缺的壓力變送器。

2.5 活性炭過濾器

其作用是去除水中游離氯、色、異味和部分有機(jī)物，游離氯會(huì)氧化反滲透膜，對(duì)納濾系統(tǒng)造成不可恢復(fù)的破壞，而有機(jī)物不僅是微生物的餌料，而且當(dāng)其濃縮到一定程度后，可能溶解有機(jī)膜材料，使膜性能劣化。活性炭能夠吸附有機(jī)物、游離氯等對(duì)膜產(chǎn)生危害物質(zhì)，尤其是防止余氯對(duì)反滲透膜的破壞。

2.6 精密過濾器

為防止細(xì)小懸浮物進(jìn)入納濾系統(tǒng)，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 微米精密過濾器。精密過濾器前后分別安裝壓力表測(cè)量過濾器前后的壓力。過濾器前后的壓力表差可以表明過濾器的工作狀況。當(dāng)前后壓差超過滴定范圍時(shí)，將更換過濾芯以恢復(fù)精密過濾器的工作性能。

2.7 反滲透裝置

RO 系統(tǒng)是純水的生產(chǎn)核心，其原理是含各種離子的水通過 RO 膜，使水與離子分離，本機(jī)采用的 RO 膜使美國(guó)海德能公司生產(chǎn)的復(fù)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(xì)菌病毒等有害物質(zhì)被清除，使用只需打開電控開關(guān)調(diào)濃、淡水開關(guān)即可。同時(shí)觀察出水導(dǎo)電率，一般系統(tǒng)脫鹽率為 97%。同時(shí)在每次開、停機(jī)前自動(dòng)進(jìn)行沖洗，反滲透一旦開機(jī)必須保持每天開機(jī)，以防止系統(tǒng)滋生細(xì)菌，若長(zhǎng)期停機(jī)，系統(tǒng)內(nèi)部要充滿保護(hù)液。

2.8 殺菌消毒系統(tǒng)

應(yīng)用于直飲水的殺菌消毒系統(tǒng)的基本要求是：瞬間殺菌能力強(qiáng)、有一定的持續(xù)殺菌能力、不影響水飲用時(shí)的口感、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便且符合相關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)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水廠的水處理工藝中，雖然具有持續(xù)殺菌能力，但嚴(yán)重的漂白粉氣味使得用戶難以接受，而且實(shí)地操作不安全。臭氧和紫外線結(jié)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(wěn)定合格。

3 直飲水加壓壓力變送器選型方案

3.1 水源

本項(xiàng)目供水水源為泵房直飲水處理壓力變送器出水。根據(jù)建筑高度、水源條件、防二次污染、節(jié)能和供水安全原則，供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下：管網(wǎng)系統(tǒng)豎向分區(qū)的壓力控制參數(shù)為：各區(qū)#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(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算

設(shè)計(jì)給水流量根據(jù) 《管道直飲水系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》（CJJ110-2006） 第 6.0.2 條款的規(guī)定確定直飲水瞬時(shí)給水設(shè)計(jì)流量。

計(jì)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(shù)量；m 的確定：水嘴使用概率計(jì)算公式:

由上述計(jì)算得知，#大小時(shí)流量為 5.78m 3 /h，日用水總量 4.44m 3 ，根據(jù)相關(guān)規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)，循環(huán)水箱取2.0m 3 ，以增加系統(tǒng)緩沖時(shí)間，從而減小系統(tǒng)處理量并增加系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間，達(dá)到降低初期系統(tǒng)投資費(fèi)用的目的。

3.3 壓力變送器選型

按照《建筑給水排水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，水泵直接供水時(shí)所需揚(yáng)程進(jìn)行計(jì)算（以滿足#不利用水點(diǎn)要求時(shí)水泵所需揚(yáng)程為計(jì)算依據(jù)）：

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(tǒng)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。工作原理是通過水箱壓力變送器（微壓力變送器或水位控制器）提供測(cè)量信號(hào)到控制柜，從而控制水源管路上電動(dòng)閥開啟或關(guān)閉，達(dá)到補(bǔ)充中水水箱的目的。由于直飲水系統(tǒng)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(shè)置水泵幫助直飲水廢水輸送至中水水箱。（圖 3）

6 結(jié)語(yǔ)

①?gòu)膱D 4 中可得出結(jié)論，直飲水地衣年因壓力變送器費(fèi)用原因整體費(fèi)用較高，但從第二年開始，在同樣wuxu采購(gòu)壓力變送器的情況下管道直飲水比桶裝水方案費(fèi)用有大幅降低，加之管道直飲水的廢水利用方案每年能節(jié)約 6000 余元水費(fèi)，通過一定時(shí)間的運(yùn)行驗(yàn)證達(dá)到了預(yù)期效果，提高了社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的角度看，管道直飲水比桶裝水更能有效的為學(xué)校節(jié)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(tǒng)，當(dāng)水源質(zhì)量出現(xiàn)問題時(shí)，能及時(shí)報(bào)警或關(guān)機(jī)，避免過度使用工作系統(tǒng)，既損耗機(jī)器又浪費(fèi)水資源。管網(wǎng)采用了食品級(jí)環(huán)保健康水管和閉式循環(huán)的管網(wǎng)系統(tǒng)，即飲即用，水質(zhì)新鮮。免除電話訂購(gòu)、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(xiàn)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。