摘要：本文结合广西贵港某住宅小区管道直饮水系统设计，简要介绍工艺设备特点及成本估算，并对住宅小区直饮水系统的应用提出建议。
关键词：直饮水；反渗透；经济分析
0 引 言
随着经济的发展，居民收入的提高，安全、卫生的饮用水已经成为人们日常生活最为关切的问题之一。管道直饮水是分质供水的方式之一，即原水经深度净化处理达到标准后，通过独立的优质供水管道供给人们直接饮用的供水系统。管道直饮水的设计及施工应严格遵守《管道直饮水系统技术规程》(CJJ/T 110—2017)(以下简称《直饮水规程》)的要求。
本项目位于广西贵港市，共有住宅七栋。在地下二层B区机动车坡道下方设置一个直饮水净水机房，向小区所有住户供应直饮水。所有住户在厨房设置1个0.05L/s直饮水专用水嘴，采用插卡式预付费直饮水专用水表。
1 设计规模与参数
总共1094户，每户按3.5人计，根据《直饮水规程》，结合当地用水习惯，按每人每天3L计算，最高日直饮水量：
Qd＝Nqd＝3829×3＝11487(L) (1)
式中：
Qd——最高日直饮水量，L；
N——使用人数，人；
qd——直饮水定额，取3L/(人·d)。
水嘴使用概率：
p=(α×Qd)/(1800×n×q0)
=(0.22×3829×3)/(1800×1094×0.05)
=2.57% (2)
式中：
p——水嘴使用概率；
α——经验系数，取0.22；
n ——水嘴总数量；
q0——水嘴额定流量，取q0＝0.05L/s。
根据《直饮水规程》第 6.0.3条款中的规定，当nP=1094×0.0257=28.11≥5且n(1-P)=1065.88≥5时，
m=nP+2.33√np(1-p)=40.3≈41个 (3)
式中：
m— 瞬时高峰用水时水嘴使用数量；
则瞬时高峰流量qs=m q0
=41×0.05 L/s=2.05 L/s=7.38 m3/h。 (4)
水泵扬程Hb≥1.1（Hy+Hc +∑h）-Ho (5)
式中：
Hb—水泵满足最不利点所需水压；
Hy—最不利配水点与引入管的标高差（从泵房地坪算起），取106m；
Hc—最不利配水点所需流出水头，取10m；
Ho—上端出水最小水压 ，取0m；
∑h—泵房与最远建筑物间管线的水力损失，含沿程水头损失hf和局部水头损失hd，取5m。
水泵扬程Hb 为133m。
2 系统设计
本项目直饮水净水机房设置在地下二层B区机动车坡道下方，建筑面积约110m2，整个直饮水机房运营后需定时公布出水水质检测报告并接受卫生部门的抽检要求，满足饮用水水质标准。
(1) 设计水量
本项目日直饮水使用量为11487L/d，净水设备日运行时间约12h，设计小时处理水量为1m3/h。
(2) 原水水质
原水水质：原水为当地市政自来水，按原水水质符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）作为设计依据。
(3) 产水水质
出水指标完全优于《饮用净水水质标准》(CJ94-2005)中的规定。
2.1 工艺流程
主要包含预处理系统、反渗透处理系统、消毒杀菌系统、管网系统这四部分。工艺流程见下图。
2.2 预处理系统
预处理系统包含原水泵、多介质过滤器、活性碳过滤器、钠离子交换器，精密过滤器。
原水罐容积：2m3；
原水泵：Q＝2 m3/h，H＝34m，N＝0.55KW；
多介质过滤器：尺寸：?400×1600mm，内装石英砂和锰砂；
活性碳过滤器：尺寸：?400×1600mm，去除水中游离氯、色、异味和部分有机物；
钠离子交换器：尺寸：?400×1600mm，利用离子交换树脂上的阳离子将水中的钙镁及其他可交换离子交换，降低水的硬度；
精密过滤器：规格为20"×3芯，5微米精密过滤器前后分别安装压力表。
2.3 反渗透系统
反渗透系统包含立式多级高压泵、反渗透膜组件、清洗系统。
立式多级高压泵：Q＝2m3/h，H=98m，N=1.5KW；
反渗透膜组件：可以有效去除水中的95%～98%无机盐和99%以上有机物、病毒、细菌等；
纯水箱容积：3m3；
清洗水箱：容积250L；
清洗水泵：Q=4.2m3/h，H=40m，N=1.1KW。
2.4 杀菌消毒系统
采用紫外线和臭氧结合的消毒工艺：紫外线消毒运行管理简单，瞬间杀菌能力强；臭氧能起到预臭氧氧化和后臭氧灭菌作用， N=80w。
2.5 管网系统
本项目管材采用符合食品级要求的优质钢塑复合管，卡箍焊接，管网采用上行下给式，采用“闭合全循环同程管道”设计，一供一回双管布置，供、回水管通过阀门连通，能实现单管检修、消毒、清洗放空，便于维护和管理。循环的回水应经再净化或消毒处理方可进入供水系统，直饮水在供配水系统中停留时间不超过12h，各户从循环立管上接出的支管不宜大于 3m。
主供水泵按瞬时高峰流量选择，采用变频泵组：Q＝7.5m3/h，H＝135m，N=7.5KW，立管每隔8层设置弹簧膜片式减压阀确保用水点供水压力不大于0.20MPa。管网容积计算见下表
回水按全日制循环设计，不再设置专用回水泵，通过流量控制阀控制回水流量在0.6 L/s左右，可确保约4h所有管道及净水箱内水回流循环1次，回水时间开启主要在非高峰时段。
3 技术经济分析
主要由3部分组成：直饮水净水机房、直饮水管网(包括主材和施工)、水表计量。
3.1 固定资产总投资
根据设计预算编制，净水设备投资71万元，管网147万元，净水机房占地110㎡，占2个车位，折合人民币约14万元，则项目固定资产总投资232万元。
3.2 运行成本分析
日用水量11.487m3，产水率按75％计。暂时按100％的入住率计算年度运行成本，测算如下：
(1)自来水费。按商业用水4.5元／m3，计算得4.5×365×11.487÷75％＝2.52万元。
(2)电费。直饮水机组一天运行电量：0.55×12+1.5×12+1.1×12+0.08×24+7.5×24＝220(KW·h)，电价按0.98元／(KW·h)，电费计算得 0.98×365×220＝7.87万元。
(3)管理费、检测费。管理人员工资按3000元/月计，检测费按1000元/月计，计算得0.3×12+0.1×12＝4.8万元。
(4)设备维修、更换费用。反渗透膜组件3年更换1次，1次更换费用3万元；精滤膜每2个月更换1次，1次更换费用0.1万元；活性炭2年更换1次，1次更换费用0.3万元；检修维护费0.25万元。该项年度总费用合计为 3÷3+0.1×6+0.3÷2+0.25＝2万元。
(5)药剂费：0.3万元。
(6)年度总费用17.49万元。
(7)年度总产水量为11.487×365＝4193(m3)。
(8)制水成本为174900÷4193＝41.71(元／m3)。
3.3 效益分析
目前直饮水定价240元／m3，则1年总利润为：240×4193－174900＝83.14(万元)，投资回报年限：232÷78.54＝2.79(a)。管道直饮水投资回报可观。
4 结语
随着人们生活水平的日益改善，住宅小区的直饮水供应逐渐成为一个重要的民生问题。
(1)直饮水管网设计宜在方案阶段结合建筑户型优化设计，尽量使公共管道井靠近厨房布置，管网简单，可节省投资。
(2)净水处理技术的选用决定了净水站的建设成本，建筑内管道系统优化设计决定了管网的投资，这两部分仅占整个建筑工程金额极小的一部分。相比桶装水，直饮水更为经济，每日饮用水水质得到明显改善，居民是最大受益者。
(3)住宅小区内庞大的直饮水管道系统中，后期设备运行和维护管理颇为重要，物业如能将直饮水水质情况实时展示给业主，让使用者亲身体验直饮水的纯净度，业主消除对管道直饮水系统水质的担忧，便可极大提高直饮水的使用量，这样系统就能较良性运转。
论文作者:朱甜甜
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年8期
论文发表时间:2019/8/8
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