管道直饮水变频恒压分质供水工程

管道直饮水变频恒压分质供水工程作者：佚名文章来源：环球水网点击数：123更新时间：2006-11-120:07:22摘要：管道直饮水分质供水工程，主要采用新的水处理工业，按照国家生活饮用水管道分质直饮水卫生规范、管道直饮水系统技术规程进行设计，核心部件是臭氧与活性炭组合成生物活性炭；超滤与纳滤膜组合成净水处理装置；PLC及变频水泵组合成自动恒压系统。产品水经臭氧、紫外线、变频恒压、食品卫生管道输出至用户，确保每一个小区管道分质直饮水用户龙头出水任何时间符合直饮水卫生规范。关键字：管道直饮水,纳滤膜,变频恒压,分质供水,臭氧0前言小区生活饮用水管道分质供水实现了人们对随时饮用净水的渴望。卫生安全的饮用净水也象生活用电，电话，宽带，中央空调，管道煤气一样，人们在家就可直接饮用到符合国家《生活饮用水卫生监督管理办法》[1]的有关规定和建设部〈饮用净水水质标准（CJ94-1999）〉[2]的水。管道直饮水不仅比瓶（桶）装纯净水卫生安全、使用方便、即开即饮，其价格比瓶（桶）装纯净水便宜，国家康居工程推广小区生活饮用水管道直饮水的最大好处，就是防止饮用水的二次污染，保证饮用水的卫生安全，提高人民生活质量1系统原理1.1分质供水分质供水是指根据生活中人们对水的不同需要，由市政提供的自来水为生活饮用水，采用特殊工艺将自来水进行深度加工处理成可直接饮用的纯净水，然后由专门的管道输送到户，并单独计量。这种直接饮用的纯净水分纯水或净水，即按照中华人民共和国GB17323《瓶装饮用纯净水》，以符合生活饮用水卫生标准的水为原料，通过反渗透膜净化处理后，称为纯水。按照建设部CJ94《饮用净水水质标准》，用同样符合生活用水卫生标准的水为原料，通过纳滤膜或法国卡提斯（ＣＡＲＴＩＳ）载银活性炭净化处理后，称为净水。1.2直饮水以上纯水或净水经臭氧混合后密封于容器中且不含任何添加物，再通过紫外线照射由食品级专门管道供每家每户直接饮用，可供直接饮用的水叫直饮水。管道分质直饮水及直饮机是将水处理装置与供水管网、管道直饮机有机的结合，在处理工艺上都有严格要求和卫生规范，工艺中除沉淀、吸附、过滤常规方式外，采用新的水处理材料及工艺，用铜锌滤料（ＫＤＦ）替代石英砂；用臭氧与颗粒活性炭结合成生物-活性炭法消毒方式替代普通活性炭；用钛金属滤芯（ＨＤＦ）替代聚丙烯（ＰＰＦ）；用超滤膜作为预处理；用纳滤膜或卡提斯（ＣＡＲＴＩＳ）替代通常的逆渗透膜，将水的利用率提高；将电量的消耗减少，产品水主要采用臭氧加紫外线杀菌器的最佳组合对管网进行定期水与管网的循环，经卡提斯（ＣＡＲＴＩＳ）处理过的水溶氧量大，增加了水的活性，能抑制细菌生长，可持续保鲜，有效保证管网内水的新鲜与饮用卫生安全。系统的供水量严格遵守每天的按用水需求量设计，再加上管道直饮机内储存水容量不会大于３升（矣眯停升（单位型），保持随时饮用随时补充新鲜水。国家《生活饮用水管道分质直饮水卫生规范（２００２）》标准（讨论稿）要求管道直饮水用户龙头出水任何时间必须符和《饮用净水水质标准（ＣＪ９４－１９９９）》。由于直饮水水质纯净，口感甜润，每天的产水每天饮用完，管网系统每天定时用臭氧和紫外线杀菌消毒保鲜，水中含氧量的提高能预防直饮水的二次污染，使每天的直饮水新鲜可口。分质供水非常适应于现代城市住宅小区管道直接饮用水的需求，从而提高人民生活质量。1.3预处理装置预处理装置是将自来水经过多级过滤，使原水达到初级净化的装置。其由原水罐、增压泵、铜锌沉淀过滤、臭氧水处理仪、活性炭吸附过滤、金属钛棒微孔精密过滤，经预处理后的水满足超滤膜净化处理，提供给予后置反渗透膜或纳滤膜进水要求。1.4水质深度处理装置水质深度处理装置是将经预处理后的水，由高压泵加压作用于反渗透膜（简称RO）或反渗透膜纳滤膜(简称NF)的反渗透功能达到纯净水的目的[9]，电导率检测仪、臭氧装置、紫外线消毒杀菌器和微电脑控制电器组合而成。通过去除水中有机物（如三卤甲烷中间体、胶体、悬浮物、微生物、细菌、藻类、霉类等）、热源、病毒、异色异味等，经处理的水质符合卫生部《生活饮用水卫生监督管理办法》[1]的有关规定和建设部《饮用净水水质标准（CJ94-1999）》[2]。1.5净水的制造方法：纳滤膜渗透法（简称NF）纳滤渗透膜技术是介于反渗透膜与超滤膜性能之间的承前启后膜技术，作为一种新型分离技术，纳滤膜在其分离应用中表现出下列三个显著特征[7]：一是其截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间，为150～2000Å；二是纳滤膜对无机盐有一定的截留率，因为它的表面分离层是由聚电解质所构成，对离子有静电相互作用。三是超低压大通量，即在超低压下（0.1MPa）仍能工作，并有较大的通量。也是最先进、最节能、效率最高的膜分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的压力下，借助于只允许水分子透过纳滤渗透膜的选择截留作用，将溶液中的溶质与溶济分离，从而达到净化水的目的。纳滤渗透膜是由具有高度有序矩阵结构的聚洗胺合成纳米纤维素组成的。它的孔径为0.001微米（相当于大肠肝菌大小的百分之一，病毒的十分之一）。利用纳滤渗透膜的分离特性，可以有效的去除水中的溶解盐、胶体、有机物、细菌和病毒等，纳滤膜比反渗透膜优异之处，在于除去有害物质相同之下，纳滤膜保留了水分子中人体所需生命元素。有纯净水的口感，矿泉水的元素。2工艺流程自来水增压水泵铜锌滤料高频臭氧活性炭钛金属超滤膜自来水恒压水泵紫外线高频臭氧卡迪斯纳氯膜高压泵管网钛金属循环水泵电脑控制2.1自来水进入增压泵（单泵，也可一备一用）升压后到预滤净化水机装置进行净化处理；2.2铜锌介质沉淀过滤器（KDF）铜锌KDF滤料[3]是一种颗粒状高纯度合金，表面有着极强的抗氧化能力，近几年来流行的新型水处理过滤材料[3]。KDF滤料通过离子的氧化还原反应来工作。这种离子交换使许多有害物质成为无害物质，如使氯成为氯化物，重金属等附着在凯得菲KDF滤料上，从而降低了有害物质的含量，用KDF滤料进行水处理是一种简单、低消耗的方法，对于微滤、超滤、纳滤、反渗透膜、离子交换树指、颗粒活性碳等，KDF滤料介质能够保护这些昂贵的水处理组件不受氯、微生物、矿物质结垢的影响，提高系统的使用寿命。此外，KDF滤料能去除水中高达98%的可溶性重金属，如铅、汞、铜、镍、镉、砷，锑、铝等，因此可用于饮用水或其他水处理中重金属的超出的治理。另外，借助沉淀在KDF滤料上发生的氧化还原反应还可以降低水中的碳酸盐，硝酸盐、硫酸盐等。约10年内不用更换滤料（使用寿命与水源水质有关）；2.3活性炭过滤器（UDF）生物活性碳臭氧活性碳技术是目前国际上最先进的水处理工艺，在日、美、欧等发达国家已广泛采用，目前我国采用臭氧消毒处理是水处理消毒的发展趋势。臭氧与颗粒活性炭相结合的臭氧生物活性炭净水处理工艺（BAC法），包括三个过程：臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解。BAC法能高效去除水中的有机物，延长活性炭使用寿命。活性炭是一种经特殊处理的炭，每克活性炭的表面积为500~1500平方米。活性炭有很强的“物理吸附”和“化学吸附”功能，解毒作用就是利用了其巨大的面积，将毒物吸附在活性炭的微孔中，从而阻止毒物的吸收。同时，活性炭能与多种化学物质结合，从而阻止这些物质的吸收。活性炭能够滤除水中化学有机物、重金属、色度、异味、氯离子等，主要功能改善口感。生物活性炭[6]，臭氧和活性炭处理的结合，一种电解自由基氧化、生物活性炭水处理技术，将需要处理的原水进入处理单元的电解部分，首先经过阳极产生的羟基自由基的氧化和阴极产生的氢自由基在阴极表面的催化加成，使有机物降解脱毒；同时阳极产生的分子态氧供给下一步生物活性炭利用，经降解脱毒后的处理水再经过生物活性炭处理后，有机污染物进一步去除，达到深度处理的目的。使用该技术处理水源水，可以使原水中的挥发性有机物由原来的11种降解至7种，TOC减少85%以上。可以使生活污水的COD减少75%以上。是一种新型的给水或有机废水深度处理的技术，在饮用水深度处理与难降解有机废水处理领域有着广阔的应用前景。生物活性炭的运行周期一般都达3至4年（使用寿命与水源水质有关）；2.5钛金属微过滤器（HD）钛棒过滤芯是以粉沫钛烧结而成，具有抗化学腐蚀，耐高温、耐氧化、寿命长，易清洗，可再生的特点，最近两年广泛地应用在水处理领域，是一种水的过滤中比较理想的滤芯，钛棒过滤器操作简单，拆卸方便，可在线完成清洗。采用5微米HD钛棒芯过滤，拦截大于5微米的物体，耐臭氧，主要功能延长膜的寿命，约2年内不用更换滤料（使用寿命与水源水质有关）。《循环管网回水用钛金属微过滤器，采用0.45微米HD钛棒芯过孔径大小滤，拦截大于0.45微米的物体，耐臭氧，约3年内不用更换滤料》。2.6超滤膜净化处理器（UF）超滤膜是一种具有超级“筛分”分离功能的多孔膜[4]。它的孔径只有几纳米到几十纳米，也就是说只有一根头发丝的1‰！就能筛出大于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2～20纳米的颗粒。超滤以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及与孔径大小的小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的的净化、分离和浓缩的目的，可有效去除水中的微粒、胶体、细菌垫层及高分子有机物质，达到保护纳滤膜的功效。2.7高压水泵（单泵，也可备一用），提供纳滤膜透过水的工作压力。促进水的渗透，保持产水率。2.8冲洗电磁阀，超滤膜、纳滤NF膜在产水过程中会截留大量的小于5微米的微粒，如不及时冲洗，在压力的作用下附着在膜表面形成污垢，严重影响膜的渗透。通过电脑定时对电磁阀的控制能及时冲洗膜表面附着的微粒，阻止膜表面污垢的形成，延缓膜的衰减，延长膜的寿命，2.9纳滤NF膜深度处理器[5]，膜的分离孔径在10-6cm-10-7cm，能除去水中有机物（如三卤甲烷中间体、胶体、悬浮物、微生物、细菌、藻类、霉类等）、热源、病毒等物质，流体经前五级预处理后的水经反渗透RO膜或纳滤NF膜主机深层分离处理后，使有益于人体健康的水通过，不利于人体健康的水排除，脱盐率60-98%。，生产出纯净水或净水进入无菌水箱；（根据具体情况，膜过滤分一级或二级渗透处理，水利用率为75～80%）。约3年内不用更换膜元件（使用寿命与水源水质有关）。2.10卡提斯（CARTISTM）载银活性炭技术卡提斯粉末中共价键的银对活性碳起到保护和防止污染物腐蚀作用及抑制溶解化合物的毒性析出；粉末吸附余氯和溶解的化合物、重金属,细菌;每克卡提斯粉末面积相当于1500一2000㎡的足球场，卡提斯粉末使吸附的细菌不再变化，卡提斯粉末中共价键的银对于活性碳中细菌起到抑制其滋生作用，就是使其不在繁殖或增加细菌。卡提斯处理后的水在封闭管道里含有相似天然的催化能力；此时的灭菌功效靠卡提斯水中数以千计的微电磁场与水中矿物质相互作用和卡提斯粉末产生的其它方面等等的相关作用对水进行灭菌；同时强大的微电磁场可对输水管道进行清洗和减少结垢现象。因此卡提斯水在封闭管道和容器中的持续灭菌时间会更长。3电导率显示仪在线随时动态显示净水生产的水质状态。4高频臭氧水处理仪4.1臭氧的杀菌特点臭氧处理生活饮用水，其主要的目的为消毒并降低生物耗氧量（BOD）和化学耗氧量（COD），去除亚硝酸盐、悬浮固体及脱色，已达到全面生产应用的水平。饮用水的处理在使用臭氧设备时，臭氧的投加量一般在1-3mg/L，接触时间10-15分钟即可，可作为选型时根据用水量计算参考。化学耗氧量（锰法）（COD－Mn），溶解性有机物（DOC），紫外消光值（SAC-254nm）。臭氧的投加量的单位为PPm=mg/L。臭氧主要功能是能氧化微生物细胞的有机物或破坏有机体链状结构而导致细胞死亡。因此，臭氧对顽强的微生物如病毒、芽孢等有强大的杀伤力。此外，臭氧在杀伤微生物的同时，还能氧化水中的各种有机物，去除水中的色、嗅、味和酚等能抑制微生物的繁殖起到净化水的作用；延长UDF活性炭、HD钛棒芯、UF膜、NF膜的使用寿命。