傅文華
建筑及居住小區(qū)優(yōu)秀飲用水供水技術(shù)課題組

　　我國(guó)管道飲用水的出現(xiàn)，是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展一定水平的必然產(chǎn)物，也是我國(guó)水工業(yè)領(lǐng)域一種新興產(chǎn)業(yè)。隨著人民的物質(zhì)文化生活水平的提高，人們對(duì)飲用水的水質(zhì)也提出了更高的需求。由于我國(guó)各地日益嚴(yán)重的水環(huán)境污染，許多地區(qū)的自來(lái)水質(zhì)不能達(dá)到現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。雖自來(lái)水的水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)，許多地區(qū)的輸水管網(wǎng)及建筑物內(nèi)水箱和管道的陳舊，導(dǎo)致水質(zhì)被二次污染。為了保證飲用水的衛(wèi)生，滿足社會(huì)需要，在全國(guó)各地興起了分質(zhì)供水系統(tǒng)。所謂分質(zhì)供水，即對(duì)自來(lái)水進(jìn)行深度處理，使其水質(zhì)達(dá)到可以直接飲用的標(biāo)準(zhǔn)，用管網(wǎng)供給居民飲用。
　　課題研究的同時(shí)，對(duì)國(guó)外分質(zhì)供水，做了文獻(xiàn)檢索。國(guó)外也存在分質(zhì)供水，一般是以可飲用水系統(tǒng)作為城市主體供水，而將處理后的回水和海水作為非飲用水。這種分質(zhì)供水的含義與國(guó)內(nèi)的現(xiàn)有分質(zhì)供水系統(tǒng)，是兩種不同的概念。根據(jù)美國(guó)自來(lái)水工程協(xié)會(huì)（AWWA）下屬分質(zhì)供水在1983年提交的“分質(zhì)供水指南”的建議，在水源水質(zhì)惡化或處理費(fèi)用太高，有理由考慮分質(zhì)供水時(shí)，但對(duì)可飲用水的設(shè)計(jì)額定水量做出了最低限定。
　　80年代，在西方國(guó)家掀起了飲純凈水的熱潮。在美國(guó)、西歐、飲用純凈水已成為一種普遍的時(shí)尚。僅美國(guó)制造純凈水加工廠已達(dá)500余家，均以供應(yīng)瓶裝或桶裝為主。從事飲用水供應(yīng)的一家美國(guó)著名的Filtrin公司，認(rèn)為建筑物內(nèi)供應(yīng)的桶裝水有些不足：搬運(yùn)困難、水的儲(chǔ)存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、占用了面積、桶的置換勞動(dòng)強(qiáng)度大、清洗維修困難，所以提出了DDW(DEDICATED DRINKING WATER SYSTEMS)建筑物內(nèi)的直飲用水系統(tǒng)概念。并對(duì)桶裝水與DDW系統(tǒng)的造價(jià)做了分析對(duì)比，使用5年后的桶裝水的總費(fèi)用大于DDW系統(tǒng)7倍，所以推出DDW系統(tǒng)在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上都是可行的。
　　日本從1985年至90年代初已經(jīng)在針對(duì)性的開展了建筑物內(nèi)優(yōu)質(zhì)水（上質(zhì)水又稱高質(zhì)飲用水）供應(yīng)系統(tǒng)的研究和產(chǎn)品開發(fā)工作，并發(fā)表了許多文章，檢索到有：
　　1、“上質(zhì)水供給系統(tǒng)”山田賢次 1994年
　　2、“上質(zhì)水供應(yīng)設(shè)備的開發(fā)”
　　　1）連續(xù)通水實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上“處理性能”可靠性的評(píng)價(jià) 野村合弘美 1994年
　　　2）“上質(zhì)水供給設(shè)備的“運(yùn)行性能”調(diào)查結(jié)果” 佐佐木淳嗣等 1994年
　　3、關(guān)于“優(yōu)質(zhì)供水裝置的評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)”（草案） 1995年
　　4、“健康的飲用水水質(zhì)評(píng)價(jià)和相關(guān)應(yīng)用研究” 橋本獎(jiǎng) 1994年
　　5、“以自來(lái)水為原水的上質(zhì)水供水裝置的評(píng)定技術(shù)的動(dòng)向和發(fā)展” 田元康 1994年
　　6、“優(yōu)質(zhì)飲用水生產(chǎn)裝置的開發(fā)” 荏原 1985年
　　并在95年首次出版了山田賢次的“建筑物內(nèi)優(yōu)質(zhì)水――安全可口飲用水”的專門著作，全面介紹了優(yōu)質(zhì)水和可口水的水質(zhì)、水量定額、優(yōu)質(zhì)水配管系統(tǒng)，給水方式、水質(zhì)管理、處理方法和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)以及建筑物優(yōu)質(zhì)水中央集中供水系統(tǒng)，并附有關(guān)于優(yōu)質(zhì)水調(diào)查報(bào)告和優(yōu)質(zhì)水裝置評(píng)定條件等內(nèi)容?，F(xiàn)就上述日本文獻(xiàn)綜合報(bào)導(dǎo)研究和應(yīng)用狀況：
　　背景：由于日本的經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人民生活水平的提高，現(xiàn)行的已經(jīng)嚴(yán)格按飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)而供應(yīng)的給水，也已不能滿足人們的要求。安全衛(wèi)生之外，水的可口度已越來(lái)越被人重視。在此要求下，一些給水廠已把臭氧和活性炭處理方法實(shí)施于整個(gè)生活供水系統(tǒng)，但對(duì)于飲料水以外的生活用水而言，這無(wú)疑是一種浪費(fèi)，并不適于推廣，在此背景下，建筑物內(nèi)部中可口的優(yōu)質(zhì)水（又稱上質(zhì)水）集中處理供給系統(tǒng)開始受到重視。 優(yōu)質(zhì)水的必要性：所謂優(yōu)質(zhì)水是以自來(lái)水作為原水，通過(guò)臭氧消毒活性炭過(guò)濾，膜過(guò)濾等處理，以除去水中的異味和有毒物質(zhì)，并在其中添加物質(zhì)，以達(dá)到直飲可口的目的，這也將是未來(lái)自來(lái)水的發(fā)展趨勢(shì)。上述優(yōu)質(zhì)水的定義是：為了得到比現(xiàn)有的自來(lái)水更為優(yōu)質(zhì)水，將自來(lái)水等作為原水按要求水質(zhì)進(jìn)行處理，而供應(yīng)的衛(wèi)生飲用水。另外，如果現(xiàn)所供應(yīng)的自來(lái)水其水質(zhì)優(yōu)良，可達(dá)到要求也可稱為優(yōu)質(zhì)水。目前有優(yōu)質(zhì)水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（表1.2.3）。日本現(xiàn)在的給水廠，多數(shù)采用快速過(guò)濾處理方式，細(xì)菌的去除能力不十分完全，在衛(wèi)生方面仍需要用氯消毒，而氯和水中的殘留有機(jī)物能生成有機(jī)氯化物，這是一種強(qiáng)烈的制癌物質(zhì)，所以一直受到專家們的重視。因此，1992年12月，自1957年以來(lái)，第一次對(duì)現(xiàn)行的優(yōu)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)做了徹底修改。于此同時(shí)，制定了以達(dá)到優(yōu)質(zhì)水為目的高質(zhì)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（表3）
　　3、凈化流程：以某技術(shù)研究所所設(shè)置為例；供應(yīng)對(duì)象為200人，每人每天用水量2.5升，日平均給水量為500升，最大時(shí)給水量為100升，主要流程如圖3所示，其設(shè)備構(gòu)成詳見(jiàn)表4。

表1 優(yōu)質(zhì)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與自來(lái)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的比較 項(xiàng)目 優(yōu)質(zhì)水 自來(lái)水 總固體 （mg/l） 30～200 500以下 （蒸發(fā)殘?jiān)? 10～100 300以下 硬度 （mg/l） 3～30 游離碳酸 （mg/l） 3以下 10以下 余氯 （mg/l） 0.4以下 0.1以上 臭閾值 （度） 3以下 無(wú)異常 水溫 （℃） 20以下 -

表2 橋本獎(jiǎng)推薦值 指標(biāo) 計(jì)算式 自來(lái)水 健康水 Ca-0.87Na ≥5.2 可口水 Ca+k+SiO₂/(Mg+SO₄) ≥2.0

表3 高質(zhì)水水質(zhì)項(xiàng)目（13項(xiàng)目） 項(xiàng)目 目標(biāo)值（水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)） 備考 錳 0.01(mg/l)以下[0.05(mg/l)以下] 色 鋁 0.2(mg/l)以下 余氯 1.0(mg/l)以下 嗅覺(jué) 甲基醇[ ] 粉末活性炭處理：0.00002(mg/l)以下
粉末活性炭處理：0.00001(mg/l)以下 藻類臭 粉末活性炭處理：0.00002(mg/l)以下
粉末活性炭處理：0.00001(mg/l)以下 臭閾值 3以下（T.O.N） 游離碳酸 20(mg/l)以下 味覺(jué) 高錳酸鉀消耗量 3(mg/l)以下 [10(mg/l)以下] 硬度 10～100(mg/l) [300(mg/l)以下] 總固體（蒸發(fā)殘?jiān)? 30～200(mg/l) [500(mg/l)以下] 濁度 給水栓1度以下（2度以下）
管網(wǎng)入口：0.1以下 濁度 蘭基利阿指數(shù) 近似－1以上，趨向0度 腐蝕 PH指數(shù) 7.5左右（5.8~8.6）

　　注：1) 2-methyliso-borneol
　　　　2) 蘭基利阿指數(shù)（langclier index,1936, 美國(guó)）

表4 設(shè)備裝置表 設(shè)備名稱 說(shuō) 明 臭氧發(fā)生器 電解水方式 發(fā)生量：0.2g/h
臭氧量：800cc/h 臭氧接觸塔 內(nèi)經(jīng)65mm ，高2300mm，透明聚氯乙烯制 一次儲(chǔ)存槽 寬570mm，深570mm，高830mm，有效容積200l，不銹鋼制品 活性炭吸附裝置 外形250mm，高1160mm，容量20l 膜處理裝置 外形160mm，高1000mm，中空內(nèi)壓過(guò)濾方式，膜面積20m2分離特性0.02μm 加氯裝置 投入泵30ml/min，蓄氯槽20l 加氯感應(yīng)器 測(cè)定對(duì)象：游離余氯，測(cè)定范圍0～2ppm 二次儲(chǔ)存槽 寬1100mm，深700mm，高750mm，有效容積300l，聚乙烯制品

表5 某技術(shù)研究所的高質(zhì)水水質(zhì)比較 項(xiàng)目 單位 高質(zhì)水 礦泉水 自來(lái)水 水溫 ℃ 19.7 20.5 18.9 總硬度 mg/l 62 77 60 游離碳酸 mg/l 4.2 4.4 3.9 高錳酸鉀消耗量 mg/l 1.6 1.9 2.4 硬度 mg/l 150 160 150 總固體（蒸發(fā)殘?jiān)? 無(wú)異常 無(wú)異常 無(wú)異常 味 無(wú)異常 無(wú)異常 無(wú)異常 PH指數(shù) - 7.1 7.1 7.1 余氯 mg/l 0.2 0.05 0.36

表6 優(yōu)質(zhì)水成套處理設(shè)備使用現(xiàn)狀 成套設(shè)備流程示意 最大流量～最小流量（L/n） 件數(shù) 臭氧＋活性碳＋薄膜處理 100～50 3 臭氧＋過(guò)濾泵＋活性碳＋紫外線消毒 1000～8000 6 砂過(guò)濾＋過(guò)濾塔＋膜脫氣 4000～15000 3 活性炭 2250～3380 3 活性炭＋UF膜＋離子交換＋礦化處理＋紫外線消毒 740～3700 2 中空纖維過(guò)濾＋膜 3000～5000 3 薄膜過(guò)濾＋礦化處理＋活性炭＋UF膜 400 1 臭氧＋活性炭＋紫外線消毒＋過(guò)濾塔 8020 1

　　為了避免管材的變質(zhì)又及異物產(chǎn)生，管材全部選用不銹鋼。1995年完成，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)試，已有相當(dāng)?shù)目煽啃?。特別是設(shè)備的過(guò)濾膜的與通水初期相比，幾乎沒(méi)有增大，顯示了一定的耐久性。對(duì)于余氯的控制，該設(shè)備以0.1～0.2mg/l為目標(biāo)，認(rèn)為只要控制在0.4mg/l以下，對(duì)味覺(jué)不會(huì)有太大的影響。設(shè)備的出水水質(zhì)的比較如表5所示，可見(jiàn)水中的微量污染物指標(biāo)高錳酸鉀的消耗量有關(guān)顯著減少，而且檢驗(yàn)不出曾在水中檢驗(yàn)出的有機(jī)氯化物的濃度，說(shuō)明致癌物質(zhì)大為減少。優(yōu)質(zhì)水成套處理設(shè)備使用情況見(jiàn)表6。
　　4、有關(guān)優(yōu)質(zhì)水的抽樣調(diào)查結(jié)果：為了掌握有關(guān)優(yōu)質(zhì)水的行政政策及技術(shù)指導(dǎo)，對(duì)全國(guó)有關(guān)的自來(lái)水主管部、衛(wèi)生主管部及建筑主管部進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查，其回收率只有50％，簡(jiǎn)述調(diào)查結(jié)果。
　　對(duì)優(yōu)質(zhì)水概念了解程度較高，約占70％。
　　調(diào)查結(jié)果顯示，飲用水的水質(zhì)指標(biāo)中大家最為關(guān)心的項(xiàng)目是THMs、臭氣物質(zhì)、微量有害金屬。
　　對(duì)今后自來(lái)水的發(fā)展方向，只有約半數(shù)支持統(tǒng)一的凈水方式，這是意料之外的結(jié)果。但是約有90％以上的自來(lái)水局選擇了統(tǒng)一的凈水方式。
　　優(yōu)質(zhì)供水方式中選擇區(qū)域方式的很多，其次是個(gè)別方式、地區(qū)方式。區(qū)域方式主要是從水質(zhì)的安全性、維護(hù)管理、經(jīng)濟(jì)性、水量的穩(wěn)定性方面能得到確保。從普及性和經(jīng)濟(jì)性方面考慮可選擇個(gè)別方式。
　　對(duì)自來(lái)水水質(zhì)規(guī)定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)以外更高的標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題有多種回答，但都是針對(duì)自來(lái)水廠。
　　大多數(shù)人認(rèn)為（占70％）優(yōu)質(zhì)供水優(yōu)點(diǎn)是可供安全而好喝的水，另外也有人認(rèn)為，得用普通自來(lái)水管道分質(zhì)供水，水源容易確保，可根據(jù)用戶需要標(biāo)高服務(wù)，也無(wú)需將自來(lái)水全部處理成優(yōu)質(zhì)水，從而節(jié)省能源。
　　認(rèn)為優(yōu)質(zhì)供水系統(tǒng)主要是經(jīng)濟(jì)性（占65％）、在己建成的建筑物內(nèi)安裝配管有難度（59％），維護(hù)管理（占51％）。
　　優(yōu)質(zhì)水的用途一項(xiàng)調(diào)查結(jié)果為飲用水占86％、烹調(diào)用水占59％、洗浴用水占15％。
　　調(diào)查結(jié)果表明，對(duì)優(yōu)質(zhì)供水的關(guān)心程度要比予想的要高，說(shuō)明人們對(duì)飲用水的安全性與好喝與否相當(dāng)關(guān)注。
　　5、優(yōu)質(zhì)水供水系統(tǒng)是優(yōu)質(zhì)水生產(chǎn)裝置、供水配管及控制裝置的總稱。在日本作為優(yōu)質(zhì)供水裝置，目前較成熟有活性碳吸附處理、膜處理臭氧處理及礦物質(zhì)添加裝置。這些既可單獨(dú)作用，也可組合使用，還必須與消毒配合使用。但也不排除今后開發(fā)應(yīng)用更好、更新的處理方法。建筑物優(yōu)質(zhì)水供給系統(tǒng)的構(gòu)成見(jiàn)圖－4
　　為了供應(yīng)安全衛(wèi)生的優(yōu)質(zhì)水，還總結(jié)了幾點(diǎn)注意事項(xiàng)。
　　裝置、配管
　　為了防止從裝置和配管產(chǎn)生溶于水中的任何重金屬及有害物質(zhì)，應(yīng)注意使用材料，要選用耐腐蝕性材料，通常以不銹鋼為主。
　　2）給水方法
　　為防止水的停留造成水質(zhì)變化，應(yīng)采用加壓泵給水循環(huán)方式。 用定時(shí)器及電磁閥排水，以防止水在配管內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間滯留。
　　3）生產(chǎn)裝置
　　為了解決由活性碳吸附裝置及膜處理生成的微生物及其繁殖問(wèn)題，應(yīng)設(shè)置反沖裝置定期反洗，利用定時(shí)器自動(dòng)反洗。
　　添加礦化物質(zhì)及其他濾材應(yīng)分別有衛(wèi)生要求。
　　4）防止通常污染的對(duì)策
　　 防止交叉連接；
　　 防止逆流；
　　 防止死水；
　　 確保出水口空間；
　　 確保排水口空間；
　　5）日常管理
　　 作為目測(cè)檢查，有無(wú)漏水、噪音、振動(dòng)等情況檢查。
　　 流量、壓力的檢查。根據(jù)瞬時(shí)流量計(jì)、累積流量計(jì)、壓力計(jì)等測(cè)算處理水量和使用水量及壓力。
　　 監(jiān)測(cè)水質(zhì)處理數(shù)據(jù)和加藥狀況。
　　 檢查裝置的工作狀況及能力、程序及泵的能力。
　　更換消耗品：膜和濾料需定期更換。半年檢測(cè)一次目標(biāo)處理水質(zhì)，每二個(gè)月檢測(cè)一次10個(gè)簡(jiǎn)易水質(zhì)項(xiàng)目（一般細(xì)菌、大腸桿菌、硝酸性氮及亞硝酸性氮、高錳酸鉀消耗量、PH、味、臭氣、色度、濃度及余氯等。
　　目前通過(guò)現(xiàn)有優(yōu)質(zhì)水供給設(shè)備，以完全能提供不亞于礦泉水的飲料水。今后繼續(xù)總結(jié)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)和管理經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步加強(qiáng)系列化和數(shù)據(jù)化、設(shè)備一體化以及在降低能源的觀點(diǎn)上還有進(jìn)一步探討的必要性。
　　根據(jù)上述情況，證明國(guó)外已經(jīng)在應(yīng)用分質(zhì)供水技術(shù)和新產(chǎn)品的開發(fā)，所以根據(jù)它們的供水歷史和借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，可以說(shuō)分質(zhì)供水是保證和提高現(xiàn)代城市居民生活用水質(zhì)量的可行辦法。