金 偉，李 憶，李懷正，范瑾初
(同濟大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200092)

　　摘　要：詳細介紹了錦華苑住宅小區(qū)分質(zhì)供水系統(tǒng)的設(shè)計方案，包括集中處理設(shè)備、供水管網(wǎng)方式、管網(wǎng)水力計算等，為分質(zhì)供水提供了可參考的設(shè)計經(jīng)驗。
　　關(guān)鍵詞：分質(zhì)供水；管網(wǎng)；設(shè)計
　　中圖分類號：TU821
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2002)10-0052-03

　　上海浦東新區(qū)錦華苑小區(qū)的分質(zhì)供水系統(tǒng)于1999年通過驗收并投入試運行，于2000年6月通過上海市衛(wèi)生防疫部門的驗收，水質(zhì)指標達到建設(shè)部《飲用凈水水質(zhì)標準》(CJ94—1999)。該項目是上海最早投入使用的住宅分質(zhì)供水工程之一。
　　錦華苑小區(qū)占地為11.4hm²，住宅建筑面積為9.39×10⁴m²，小區(qū)住戶為668戶(原設(shè)計住宅建筑面積為13.46×10⁴m²，住戶為908戶)。
　　系統(tǒng)采用先集中處理再由分質(zhì)供水管網(wǎng)進行輸送、分配的供水方式。系統(tǒng)流程見圖1。

1 系統(tǒng)設(shè)計

1.1 凈水流程
　　針對市政自來水的水質(zhì)特征，處理系統(tǒng)采用除鐵除錳、兩級活性炭過濾、涂膜過濾及紫外線和微電解殺菌消毒組合凈水的工藝流程，其目的是降低水中的鐵、錳、有機物含量，消除自來水中的色度、余氯等，微電解殺菌技術(shù)與紫外線殺菌器的聯(lián)合使用可以產(chǎn)生具有很強殺菌能力的羥基自由基(·OH)，強化了殺菌效果并解決了傳統(tǒng)加氯消毒的副產(chǎn)物問題，同時具有一定的持續(xù)殺菌、抑菌作用。
1.2 處理水量
　　錦華苑居住區(qū)原設(shè)計生活用水量為950m³/d(調(diào)整后為700m³/d)，一般飲水量僅為生活用水量的2%～2.5%，因此將錦華苑最大飲水總量設(shè)計為24m³/d。
　　共設(shè)凈水設(shè)備2套，每套最大產(chǎn)水能力為1.5m³/h，而實際飲用水量只在5m³/d左右，開啟1臺凈水設(shè)備即可滿足要求，這其中有幾方面的原因：其一是錦華苑實際入住率為70%左右；其二是有部分飲水量是居民在工作單位消耗的；其三是分質(zhì)供水難以方便地提供飲用熱水，部分用戶仍使用家庭飲水機。
1.3 供水方式
　　小區(qū)內(nèi)設(shè)置多層供水和小高層供水兩套獨立運行的飲水管網(wǎng)，這樣可以盡早供應(yīng)一期入住戶，也有利于降低管網(wǎng)的運行壓力。供水水泵也分為兩組，多層管網(wǎng)采用2臺CHI2-50型(連續(xù)運轉(zhuǎn)，定時切換)和1臺JQ4變頻水泵聯(lián)合供水，供水能力為1.5～2.5m³/h，利用JQ4變頻泵進行小幅度流量和壓力校正以維持恒壓(343kPa)；小高層管網(wǎng)采用2臺CRN2-80型高壓泵(1用1備)供水，供水能力為0.8～1.5m³/h，壓力為637kPa。
　　供水方式為24h不間斷供水，采用全回流方式進行管網(wǎng)循環(huán)，通過變頻水泵或循環(huán)回水管網(wǎng)閥門來調(diào)節(jié)供水管網(wǎng)壓力以保證用水點的供水壓力。

2 供水管網(wǎng)設(shè)計

　　優(yōu)質(zhì)飲用水管網(wǎng)與一般市政給水管網(wǎng)的設(shè)計有所不同，其特點是流量小、使用時間集中，配水系統(tǒng)不宜產(chǎn)生滯水管段，管道系統(tǒng)須嚴密、無泄漏以保證供水安全、可靠，同時必須保證足夠的水量、水壓和新鮮、合格的優(yōu)質(zhì)飲水。因此供水方案采用全回流循環(huán)方式。
2.1 小高層供水管網(wǎng)
　　小高層管網(wǎng)設(shè)計采用枝狀管網(wǎng)供水形式，入戶立管采用上行下給制，在6～7層間加裝減壓閥以進行分區(qū)，下行管道出水通過回水總管回流至設(shè)備間。
2.2 多層供水管網(wǎng)
　　多層住宅區(qū)占地面積較大且單元數(shù)較多，為降低管網(wǎng)的運行壓力并避免管道內(nèi)飲水滯留時間過長而引起的水質(zhì)惡化，因此采用環(huán)狀管網(wǎng)供水形式，入戶支管采用上行上給制(單管，未設(shè)回水管)，部分入戶管由于水壓較高，采用底層減壓后再分配給各樓層點的形式，室外環(huán)狀管網(wǎng)在流量最小節(jié)點以及壓力最小節(jié)點進行回水并通過回水管網(wǎng)流到設(shè)備間。
2.3 環(huán)狀供水管網(wǎng)水力計算
　　環(huán)狀供水管網(wǎng)的水力計算采用管網(wǎng)平差計算得出各管段的管徑、流速以及水頭損失并以此確定回水點位置，確定原則是取壓力最不利點和流速最不利點。在本項目中多層供水管網(wǎng)共計81個管段，確定的回水點有3個(其中兩個回水點是壓力最不利點，1個為管網(wǎng)平差計算中得到的流速最小點)。同時根據(jù)多種流量組合進行試算，包括0.6 L/s(無回水)、0.75L/s(回水為0.15L/s)、1.15L/s(回水為0.40L/s)，管道流速控制在0.3m/s以上。

3 設(shè)計要點

3.1 處理工藝及水量
　　先集中處理再通過管網(wǎng)分配的方式已被小區(qū)分質(zhì)供水系統(tǒng)普遍采用，處理出水水質(zhì)達標已不成問題，但應(yīng)重點考慮管網(wǎng)輸送過程中水質(zhì)是否穩(wěn)定以及各用水點的水質(zhì)(特別是微生物指標)是否合格。
　　住宅小區(qū)分質(zhì)供水的總用水量可以依據(jù)住宅人口生活用水量或人均生活用水量計算。依據(jù)錦華苑中檔小區(qū)的特點，最大飲水量選擇為10m³/d較為合適(約占設(shè)計生活用水量的1.5%)，因此建議中、低檔小區(qū)選擇較小的飲水量比例(1.2%～1.5%)，而高檔社區(qū)或外籍人口比例較大的社區(qū)應(yīng)采用較高的比例(2.2%～2.5%)。
3.2 供水管網(wǎng)
　　錦華苑的實踐經(jīng)驗表明，環(huán)狀供水管網(wǎng)能提高水循環(huán)效率且有利于保證管網(wǎng)水質(zhì)，若有條件還可在入戶立管上也采用回水循環(huán)方式，這樣更有利于整個管網(wǎng)末端的水流動。
　　采用全回流環(huán)狀管網(wǎng)時，管網(wǎng)供水水泵的輸送能力應(yīng)為設(shè)計流量與循環(huán)回水量之和。其中設(shè)計流量有兩種計算方式，一是采用時變化系數(shù)(取值為3～4)進行計算，二是按照給水管道設(shè)計秒流量進行計算。錦華苑設(shè)計的K時取值為4，得到qy=0.42 L/s=1.5m³/h(未包括循環(huán)回水流量)。而循環(huán)回水量一般依據(jù)環(huán)狀管網(wǎng)的平差計算，邊界條件約束為循環(huán)回水量是設(shè)計計算流量的15%～50%，同時需滿足各計算管段的流速＞0.3m/s。

4 處理效果

　　錦華苑分質(zhì)供水工程自1999年6月試運行以來共檢測300余個水樣，結(jié)果表明除微生物指標外，其余各項水質(zhì)指標在輸送過程中均無明顯變化，可滿足飲用凈水水質(zhì)標準。
　　對微生物的檢測表明，處理設(shè)備出水中的細菌總數(shù)＜5個/mL，在正常的使用條件下管網(wǎng)中各用水點的微生物指標(細菌總數(shù))均有所增加，但可以控制在標準規(guī)定的20個/mL以內(nèi)，表明供水管網(wǎng)的水質(zhì)變化主要體現(xiàn)在微生物指標方面，因此對分質(zhì)供水系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)重點考慮如何減少水在管網(wǎng)內(nèi)的滯留時間并有效地抑制管網(wǎng)中微生物的生長。

5 經(jīng)濟效益分析

　　錦華苑項目的投資為220萬元，實際用水量為5m³/d，依此計算的系統(tǒng)成本見表1。

表1 錦華苑分質(zhì)供水系統(tǒng)成本分析 項 目 費用 總成本(萬元/a) 基本折舊費 14.08 修理費 4.40 工資及福利費 3.00 電費 5.26 耗材費 3.00 管理費 1.57 合計 31.30 單位成本(元/m³) 171.52 經(jīng)營成本(萬元/a) 17.22 單位經(jīng)營成本(元/m³) 94.36

　　表1表明，在總成本中折舊費所占比例最大(約占總成本的50%)，而投資商一般已將投資消化在房價內(nèi)(錦華苑分質(zhì)供水系統(tǒng)單位建筑面積的投資為23.4元/m²，約占房產(chǎn)銷售單價的0.5%～0.6%)，并不要求投資回報；同時由于表1中的計算是以實際用水量為依據(jù)的，因此房產(chǎn)公司或物業(yè)公司在制定水價時應(yīng)充分認識到鼓勵居民用水對削減成本的作用，以錦華苑小區(qū)為例，若實際用水量達到10m³/d則運行成本＜50元/m³，同時單位成本也將在100元/m³以內(nèi)。錦華苑小區(qū)采用的供應(yīng)水價為級差方式，即用水量越大則單位水價越便宜，以此鼓勵居民用水，平均水價為0.12元/L。

6 結(jié)語

　　住宅小區(qū)的分質(zhì)供水已經(jīng)受到房地產(chǎn)開發(fā)商的推崇而越來越普及，它既能提高房產(chǎn)品位、促進房產(chǎn)銷售，又可為住戶提供安全、衛(wèi)生、健康、新鮮的飲水，是一個雙贏的投資項目。
　　隨著技術(shù)的進步，集中供水設(shè)備已經(jīng)不是分質(zhì)供水在技術(shù)上的制約因素，而如何經(jīng)濟、合理地設(shè)計管網(wǎng)以保證住戶飲水點的水質(zhì)指標(特別是微生物指標)則應(yīng)成為重點關(guān)注的問題。

參考文獻：

　?。?］李憶，范瑾初.上海浦東新區(qū)錦華苑小區(qū)管網(wǎng)分質(zhì)供水系統(tǒng)設(shè)計特點［J］.給水排水，1997，23(4)：15-17.

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　　收稿日期：2002-02-25