管道直饮水变频恒压分质供水设计方案Word文档下载推荐.doc
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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，然后由食品卫生级的管道输送到户，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（RevvrseOsmosisElement/RO）净化处理后，称为纯水。
按照建设部CJ94《饮用净水水质标准》[3]，用同样符合生活用水卫生标准的水为原料，通过纳滤膜（NanofiltrationElement/NF）或法国卡提斯（ＣＡＲＴＩＳ）载银活性炭净化处理后，称为净水。
国家《生活饮用水管道分质直饮水卫生规范（讨论稿）》[2]要求管道直饮水用户龙头出水任何时间必须符合《饮用净水水质标准（CJ94-1999）》[3]规定要求。
管道分质直饮水系统的设计生产必须符合《管道直饮水系统技术规程（讨论稿）》[4]，在法规上给予了严格的行业规范和强有力的卫生行政执法依据，真正确保每一个小区管道分质直饮水用户的饮水卫生安全与饮用健康，这便是新一代的高效、绿色环保、节能型水质处理供水装置。
1.2直饮水
以上纯水或净水经臭氧气液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，经电子（场）水处理器（微电解杀菌器）流经的水在微弱的电场中产生大量具有极强和广谱杀生能力的活性水，由食品卫生级管道供每家每户直接饮用，可供直接饮用的水叫直饮水。
1.3直饮机
管道直饮机，是在饮水机的基础功能上增加进水自动控制器，使用时只需将管道直饮机与饮用水管道直接联接，实现自动进水，可直接饮用的饮水机。
是现代住宅小区、写字楼供水的终端饮水设备。
1.4管道分质供水系统
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（Ozone/Ｑ３）与颗粒活性炭（Grancule
ActivatedCarbon/GAC）结合成生物-活性炭法（BiologicalActivatedCarbon/BAC）消毒方式替代普通活性炭（ActivatedCarbon/AC）；
用钛金属滤芯（ＨＤＦ）替代聚丙烯（ＰＰＦ）；
用超滤膜（UltrafiltrationElement/UF）作为预处理；
用纳滤膜（NanofiltrationElement/NF）或卡提斯（ＣＡＲＴＩＳ）替代通常的逆渗透膜（RevvrseOsmosisElement/RO），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，增加电子（场）水处理器（微电解杀菌器），是管道分质供水系统管网循环杀菌的理想产品。
对管网进行定期循环，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（家用型）、30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）》[2]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合《饮用净水水质标准（ＣＪ９４－１９９９）》[3]。
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、紫外线杀菌、电子（场）水处理器消毒保鲜，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。
给水采用恒压变频水泵输送，满足高层建筑要求。
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。
1.5预处理装置
预处理装置是将自来水经臭氧氧化、活性炭吸附、5μm精度多级过滤，使原水达到初级净化的装置。
其由臭氧水处理仪、原水罐、增压泵、铜锌沉淀过滤、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。
1.6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《生活饮用水卫生规范》[1]的有关规定和建设部《饮用净水水质标准（CJ94-1999）》[3]。
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，矿泉水的微量元素。
2
工艺流程与处理单元
2.1生物活性碳（BiologicalActivatedCarbon）
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（Carbon）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[8]，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）。
2.2铜锌介质沉淀过滤器（KDF）
铜锌KDF滤料[5]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》。
2.4超滤（UF）膜净化处理器[6]
超滤膜是一种具有超级“筛分”分离功能的多孔膜。
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。
2.5纳滤（NF）膜深度处理器[5]
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。
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%。
，纳滤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，约3年内不用更换膜元件（使用寿命与水源水质有关）。
纳滤膜是超低压，大通量膜，较反渗透膜节电50%，节水10%。
2.6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。
经过大量的测试显示：
卡提斯设备处理后的水，溶解氧可提高30%左右。
卡提斯设备处理后的水，将对其水中的致病病菌（厌氧菌）非常有效地进行灭菌并抑制其繁殖。
因此在一定的时间内，卡提斯粉末处理后的水口感和卫生指标都是最好的，充分发挥了卡提斯技术的功效。
简单试验可以看出：
卡提斯处理后的水会产生氧化作用，广泛应用于家庭和社区团体的直饮水、管道分质供水，满足所有对高质量用水的需求。
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[12]
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CD活性炭、HD钛棒芯、UF膜、NF膜的使用寿命。
当臭氧水中的臭氧浓度达到灭菌浓度0.3mg/L时，消毒和灭菌作用瞬间发生，水中剩余臭氧浓度达0.3mg/L时，在0.5～1分钟内就可以100%的致死细菌，剩余臭氧浓度达到0.4mg/L时，1分钟内对病毒的灭活率达100%[10]。
臭氧氧化其它物质和有机质，最终生成无害的氧气、水和二氧化碳，剩余臭氧在常温下半衰期为20～50分钟，数小时后全部分解，还原为氧气。
因而臭氧发生器也成为所有矿泉水、纯净水生产企业必选的先进杀菌消毒设备。
纯氧气经电解生成臭氧气，经气液混合泵混合于水箱水中,臭氧气溶水效率达98%，增加了水中的活性氧。
臭氧装置由制氧机、臭氧发生器、气液混合泵、储水罐组成。
供水系统为了防止纯净水的二次污染，延长纯净水的存放时间，由微电脑通过气液混合泵自动完成臭氧气与净化水的混合，臭氧投加量为1-5mg/L,接触时间为4-10min，维持臭氧气在水中浓度0.5-1mg/L剩馀臭氧浓度。
仅30秒起到最佳杀菌功效，杀菌率可达100%。
臭氧杀菌不产生有害气体物质、无污染、无残留物，环保节能等优点；
臭氧溶于水中，臭氧在水中分解时，所产生氢氧基具有强大的氧化力，可将水中的杂质如铁、锰、臭味、细菌、病毒等迅速清除，并将水分子变小，使水的味道甘甜。
且自来水中的氯或卤代有机物也可完全消除。
（详情请参照《臭氧对水质处理之特性》专栏）。
并产生负离子。
臭氧在水中约20分钟至30分钟会分解一半，因此臭氧在水中静止1小时后很快就會還原成氧氣。
臭氧是无毒物质安全气体，在浓度高于1.5mg/L以上时，人员须离开现场，原因是臭氧刺激人的呼吸系统，严重会造成伤害，为此，臭氧工业协会制定卫生标准：
国际臭氧协会：
0.1mg/L，接触10小时
美国：
0.1mg/L，接触8小时
德、法、日等国：
中国：
0.15mg/L，接触8小时
以上是人在臭氧化气体环境下的安全卫生标准，其浓度与接触时间的乘积可视为基准点。
“应用臭氧一百多年来，世界没有发生一起臭氧中毒事件”。
臭氧浓度以重量百分比表示，分别取0～2.0之间八个数值，通过接触装置反应五分钟后的数据。
表1 臭氧水浓度与臭氧浓度对照表为：
臭氧浓度
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.5
2.0
臭氧水浓度
0.35
0.55
0.75
0.85
1.15
1.65
2.15
以上结果表明，臭氧水的浓度与臭氧浓度成线性正比关系，制备高浓度的臭氧水必须先产生出高浓度的臭氧。
因此，在现场使用过程中，很多单位采用了氧气作为气源来产生臭氧。
在实验中当臭氧浓度（重量百分比）达到3.0时，臭氧水的浓度可达到15mg/L以上。
表2 国内外公认的臭氧灭菌消毒的实验数据
臭氧消毒
投放浓度
投放时间
病毒、病原体种类
杀灭效率
10mg/m³
20分钟
乙型肝炎表面抗原
（HbsAg）
99.99%
0.5mg/L
5分钟
甲型流感病毒
99%
0.13mg/L
30秒
脊髓灰质炎病毒I型
（PVI）
100%
40µ
g/L
20秒
大肠杆菌噬菌体
ms2
98%
0.25mg/L
1分钟
猿轮状病毒SA-H
和人轮状病毒2型
99.60%
4mg/L
3分钟
艾滋病毒
（HIV）
8mg/m³
10分钟
支原体（Mycoplasma）、
衣原体（Chlamydia）等
病原体
99.85%
5
恒压变频装置（单泵，也可一备一用或二备一用）
由微处理器、压力传感器、运算放大器、变频器、断路器、液位传感器、可编程序控制器、触摸显示屏人机操作界面组成。
水泵按设定的压力变频运行，保证管网压力恒定不变，不用水时自动停机，用水时自动补水，维持管网流量恒定。
变频器电子保护功能：
过载保护、高低电压保护、瞬间跳电保护、逆转保护、过热保护、漏电保护、欠相保护、无水停机保护等，
均可达到运动功能的显示，
查找故障原因，并能达到自动复位的功能。
恒压变频装置控制器应用的最大优势是，恒压、节电。
6
紫外线杀菌器[10]
利用紫外线C波段《T253.7nm（240－260nm）》对细菌、病毒等致病微生物具有高效、广谱杀灭的能力，就是以紫外线破坏及改变微生物的组织结构（DNA-核酸）,使其丧失复製、繁殖的能力。
抑制微生物活动力以达到杀菌作用的杀菌力取决于紫外线输出量的大小，紫外线输出量不低于300000μW／cm2时（在此强度下消毒时间不超过0．8秒），在额定水流量内瞬间杀菌灭各种细菌、病毒。
杀菌率可达99%～99.99%。
具有保鲜效果的富氧水再经紫外线杀菌器输出，不改变水的性状、原色、原味，不产生任何消毒副产物，能确保饮用水原汁原味，卫生安全，灯管寿命约10000小时，实际装置的设计照射量相当于D10×
4，即50mw.s/cm2以上。
紫外消毒的杀菌原理是利用紫外线光子的能量破坏水体中各种病毒、细菌以及其它致病体的DNA结构，使各种病毒、细菌以及其它致病体丧失复制繁殖能力，达到灭菌的效果。
通常，水消毒用的紫外线灯的中心辐射波长是253.7nm。
显然，紫外线的杀菌效果取决于紫外线的辐射强度和照射时间的乘积，即辐照剂量。
表1列出了微生物不同杀灭率需要的紫外线辐照剂量值，试验水样染菌1×
105cfj/L，水深2cm。
表3 微生物不同杀灭率需要的253.7nm紫外线副照剂量/µ
W/cm2
微生物
90%
99%
99.99%
100%
大肠杆菌
伤寒杆菌
枯草杆菌芽胞
金黄色葡萄球菌
白喉杆菌
结核杆菌
黑曲霉孢子
流感病毒
破伤风病毒
溶血性链球菌
大肠杆菌噬菌体
3000
4000
10000
5000
5100
150000
1000
6000
20000
300000
2000
12000
16000
40000
600000
<
6600
22000
5500
在饮用水紫外线消毒的实际应用中，考虑到消毒器的构造结构、水流分布、灯管使用过程中辐射强度的变化、进水水质、电源特性、环境条件，以及必要的安全系数，消毒器内最初的紫外线辐射强度和所能提供的辐射剂量应留有余量。
7
电子（场）水处理仪
电子（场）水处理器（微电解杀菌器）利用特殊金属电极，产生高频振荡，使流经水处理器的水在微弱的电场中产生大量具有极强和广谱杀菌能力的活性中间物质（如羟基自由基、初生态O和H2O2等活性氧），并在电场、催化和氧化等协同作用下杀灭水中的病毒、细菌，其单程杀菌效果＞99.99%，属于纯物理方式的杀菌方法，杀菌过程不添加任何化学物质，占地小、使用方便、安全且没有任何副作
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