摘要: 闡述了直飲水發(fā)展的歷史背景和在日常工作生活中應用的現(xiàn)狀,以具體項目案例為依據(jù),充分的對直飲水的應用規(guī)范、工藝流程、壓力變送器技術(shù)以及加壓壓力變送器的選型、部分主體壓力變送器的配置、直飲水的經(jīng)濟比較、在線監(jiān)測、廢水回收利用和主要指標等多個方面的內(nèi)容進行了論證介紹。
0 引言
目前大多數(shù)家庭都是飲用自來水并進行簡單過濾來提高水的品質(zhì),或者是桶裝水。由于桶裝水存在一些缺陷:一是飲水機濾芯需定期更換否則無法保證水質(zhì)安全,且根據(jù)水質(zhì)情況周期不定更換頻繁費用高。二是桶裝或瓶裝飲用水從出廠到飲用期間,常常要存放很長時間,靜止狀態(tài)存放的水會因分子鏈狀結(jié)構(gòu)加長,亞硝酸含量增高等因素而老化變質(zhì)不宜飲用。三是桶裝水市場混亂,缺乏有力監(jiān)管,無良商販肆虐,質(zhì)量得不到保障等問題。管道直飲水的應用可避免以上桶裝水的缺陷。管道直飲水可有效過濾各類污染物質(zhì),達到生飲標準,且成本相對較低,成為越來越多人們的新選擇 [1] 。此文以供水轄區(qū)內(nèi)中小學直飲水項目為例,通過為學校提供便捷的直飲水方案,不僅可以提高飲水品質(zhì),保障飲水安全,而且還可以大幅度節(jié)約飲水成本。
1 管道直飲水和桶裝水的比較
1.1 經(jīng)濟性對比
1.1.1 直飲水方案經(jīng)濟指標計算
直飲水系統(tǒng)壓力變送器購置安裝費用總計為 440000 元,壓力變送器安裝調(diào)試后,在無操作失誤以及外界因素、人為損壞情況下,質(zhì)保期為兩年。質(zhì)保期內(nèi)免費提供服務。服務內(nèi)容包括濾芯更換(濾芯每 3 個月更換一次,兩年更換 8 次已含8 套備件)。
1.1.2 直飲水全年運行成本
根據(jù)學校提供的數(shù)據(jù)獲知,本直飲水系統(tǒng)服務人數(shù)約為 1500 人,按每天每人飲水量 2L 計算(0.002m 3 ),則每日全校飲用水量為 3m 3 /d,廢水和成品水比例為 3:1,實際用水水量 12m 3 /d。全年教學日約為 167 天。文教衛(wèi)生類水價為 5.55 元/m 3 。直飲水壓力變送器每天運行 8 小時,壓力變送器運行小時電量 6kWh,電費 0.49/kWh。
水費:12m 3 /d×167 天×5.55 元/m 3 =11122.2 元電費:6kWh×8 小時×0.49/kWh×167 天=3927.84 元壓力變送器維修、更換費用:兩年質(zhì)保后,需更換濾料,確保壓力變送器穩(wěn)定運行;每年更換總費用:42000 元,具體費用構(gòu)成如下:活性炭、石英砂、錳砂:6000 元;軟化樹脂:按每半年添加一次,全年費用 11000 元;過濾濾芯:1500 元;工業(yè)用鹽:6000 元;紫外線燈:10000 元;膜元件更換:美國海德能5 支×1500 元/支=7500 元。
1.1.3 廢水利用節(jié)約費用
市面上普遍的直飲水通過 RO 系統(tǒng)后產(chǎn)生的廢水直接排出,廢水和成品水比例為 3:1。造成用水成本的增加。該方案的技術(shù)是將 RO 系統(tǒng)排出的濃縮水直接供給中水水箱。濃縮水除了含鹽量比自來水高,其他多數(shù)指標,如濁度、色度、余氯、嗅和味、有機物、懸濁物、膠體、COD(化學耗氧量)、TOC(總有機碳)、SDI (污染指數(shù))等等,都比自來水還要好。學校恰好需要大量的水來用于打掃衛(wèi)生、沖廁所、綠化用水等,可以把濃縮水用在這些地方。全校飲用水量為 3m 3 /d,廢水和成品水比例為 3:1,每日廢水量為 9 噸。將廢水排入中水泵房供打掃衛(wèi)生、廁所沖洗、綠化用水等用途,日節(jié)省 5.55 元/m 3 ×9m 3 =49.95 元,年節(jié)省 40.9 元/d×167 天=6830.3 元。
1.1.4 利用直飲水方案供水,費用合計
地衣年費用包含:系統(tǒng)壓力變送器購置安裝 440000 元,全年水費 11122.2 元,全年電費 3927.84 元,系統(tǒng)壓力變送器購置安裝+全年水費+全年電費=455050.04 元,全年廢水利用節(jié)省費用 6830.3 元。
第二年費用包含:壓力變送器維修、更換費用合計 42000 元,全年水費 11122.2 元,全年電費 3927.84 元,
壓力變送器維修、更換費用+全年水費+全年電費=57050.04 元,全年廢水利用節(jié)省費用 6830.3 元。
1.1.5 桶裝水方案經(jīng)濟指標計算
根據(jù)學校提供的數(shù)據(jù)獲知,飲水需求人數(shù)約為 1500人,按照 40 人為一個班,共計 38 個班,每班設置飲水機臺,加上教師辦公室及公共區(qū)域,共計設置飲水機約 60 臺。飲水機購置成本按照市場中等品牌價格¥500/臺,¥500/臺×60 臺=30000 元。
1.1.6 桶裝水每年購買費用
19L 桶裝水每桶 10 元,按每天每人飲水量 2L 計算(0.002m 3 ),則每日全校飲用水量為 3m 3 /d。桶裝水成本 10 元/桶÷19L/桶=0.6 元/L,600 元/m 3 ×3m 3 /d×167 天=¥300600/年。
1.1.7 飲水機濾芯更換費用
飲水機濾芯更換成本 50 元/個平均 6 個月更換一次一年更換 2 次。50 元/個×60 臺×2 次=6000 元/年。
1.1.8 桶裝水方案費用合計
地衣年全部費用:飲水機購置費用 30000 元,購買桶裝水費用 300600 元,用更換濾芯費用 6000 元。飲水機購置費用+購買桶裝水費用+更換濾芯費用=336600 元。
第二年全部費用:購買桶裝水費用 300600 元,用更換濾芯費用 6000 元。購買桶裝水費用+更換濾芯費用=
306600 元。
1.2 技術(shù)安全性對比
1.2.1 管道直飲水:直飲水是供人們直接飲用,因此,采用深度膜處理技術(shù),可去除水中的重金屬、鹽類物質(zhì)、污染物、農(nóng)藥、細菌等有害物質(zhì)。并配備自動操作系統(tǒng),在系統(tǒng)工作異常時能及時報警或關(guān)機,以保證出水水質(zhì)符合guojia飲用水標準。管網(wǎng)采用了食品級環(huán)保健康水管和閉式循環(huán)的管網(wǎng)系統(tǒng),即飲即用,水質(zhì)新鮮,不受二次污染。
1.2.2 桶裝水:無法保證水源的一致性,需用儀器檢測。拆封后會暴露在空氣,與空氣接觸滋生細菌。
2 直飲水壓力變送器選型
2.1 直飲水工藝流程簡述
2.2 工藝流程闡述
針對水質(zhì)特點,水質(zhì)凈化工藝流程主要采用了水質(zhì)監(jiān)測、機械過濾器、活性炭過濾器、精密過濾器,并配以其他輔助設施 [2] 。
2.3 水質(zhì)監(jiān)測
為了監(jiān)測市政進水符合飲用水標準,特設水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測進水水質(zhì),如不能滿足處理水質(zhì)要求系統(tǒng)將自動啟動電磁閥阻斷進水。
2.4 機械過濾器
機械過濾器用于制取軟化水、純水的預過濾。過濾器的濾料一般為石英砂、無煙煤、顆粒多空陶瓷等,是反滲透水處理系統(tǒng)的前處理不可或缺的壓力變送器。
2.5 活性炭過濾器
其作用是去除水中游離氯、色、異味和部分有機物,游離氯會氧化反滲透膜,對納濾系統(tǒng)造成不可恢復的破壞,而有機物不僅是微生物的餌料,而且當其濃縮到一定程度后,可能溶解有機膜材料,使膜性能劣化�;钚蕴磕軌蛭接袡C物、游離氯等對膜產(chǎn)生危害物質(zhì),尤其是防止余氯對反滲透膜的破壞。
2.6 精密過濾器
為防止細小懸浮物進入納濾系統(tǒng),造成反滲透膜的污堵和表面劃傷,納濾壓力變送器前安裝 5 微米精密過濾器。精密過濾器前后分別安裝壓力表測量過濾器前后的壓力。過濾器前后的壓力表差可以表明過濾器的工作狀況。當前后壓差超過滴定范圍時,將更換過濾芯以恢復精密過濾器的工作性能。
2.7 反滲透裝置
RO 系統(tǒng)是純水的生產(chǎn)核心,其原理是含各種離子的水通過 RO 膜,使水與離子分離,本機采用的 RO 膜使美國海德能公司生產(chǎn)的復合膜,它的孔徑只有 1-10 埃,在 10kg 壓力下,使水中所含重金屬離子細菌病毒等有害物質(zhì)被清除,使用只需打開電控開關(guān)調(diào)濃、淡水開關(guān)即可。同時觀察出水導電率,一般系統(tǒng)脫鹽率為 97%。同時在每次開、停機前自動進行沖洗,反滲透一旦開機必須保持每天開機,以防止系統(tǒng)滋生細菌,若長期停機,系統(tǒng)內(nèi)部要充滿保護液。
2.8 殺菌消毒系統(tǒng)
應用于直飲水的殺菌消毒系統(tǒng)的基本要求是:瞬間殺菌能力強、有一定的持續(xù)殺菌能力、不影響水飲用時的口感、操作簡單、維護方便且符合相關(guān)衛(wèi)生標準。傳統(tǒng)的消毒方法有:加氯消毒、紫外消毒和臭氧消毒。加氯氣、二氧化氯消毒廣泛使用在自來水廠的水處理工藝中,雖然具有持續(xù)殺菌能力,但嚴重的漂白粉氣味使得用戶難以接受,而且實地操作不安全。臭氧和紫外線結(jié)合的消毒方法是水在加入臭氧后存入純水箱,而在用水口之前安裝紫外,將多余的臭氧進行分解,使直接飲用水不帶有臭氧的味道。該組合是#為安全可靠的直飲水消毒方法。因此,既保證了水的口味,有保證了水的徹底消毒,有保證了水質(zhì)的穩(wěn)定合格。
3 直飲水加壓壓力變送器選型方案
3.1 水源
本項目供水水源為泵房直飲水處理壓力變送器出水。根據(jù)建筑高度、水源條件、防二次污染、節(jié)能和供水安全原則,供水系統(tǒng)設計如下:管網(wǎng)系統(tǒng)豎向分區(qū)的壓力控制參數(shù)為:各區(qū)#不利點的出水壓力不小于 1.10MPa,#低用水點#大靜水壓不大于 0.40MPa。
3.2 系統(tǒng)參數(shù)設計計算
設計給水流量根據(jù) 《管道直飲水系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》(CJJ110-2006) 第 6.0.2 條款的規(guī)定確定直飲水瞬時給水設計流量。
計算供水如下:Qs=mq0 其中:Qs—瞬時高峰用水量(L/s);q0—水嘴額定流量(L/s),取 0.05L/s;m—瞬時高峰用水時水嘴使用數(shù)量;m 的確定:水嘴使用概率計算公式:
由上述計算得知,#大小時流量為 5.78m 3 /h,日用水總量 4.44m 3 ,根據(jù)相關(guān)規(guī)范和經(jīng)驗,循環(huán)水箱取2.0m 3 ,以增加系統(tǒng)緩沖時間,從而減小系統(tǒng)處理量并增加系統(tǒng)運行時間,達到降低初期系統(tǒng)投資費用的目的。
3.3 壓力變送器選型
按照《建筑給水排水排水設計規(guī)范》的規(guī)定,水泵直接供水時所需揚程進行計算(以滿足#不利用水點要求時水泵所需揚程為計算依據(jù)):
4 部分主體壓力變送器配置
部分主體壓力變送器配置如圖 2 所示。
5 廢水利用
該方案的廢水回收技術(shù)是將中水水箱的進水分兩路:一路是將 RO 系統(tǒng)排出的濃縮水直接供給中水水箱。另一路進水由市政水源提供。工作原理是通過水箱壓力變送器(微壓力變送器或水位控制器)提供測量信號到控制柜,從而控制水源管路上電動閥開啟或關(guān)閉,達到補充中水水箱的目的。由于直飲水系統(tǒng)廢水出水帶壓 1~9kgf/cm 2 (0.1~0.9MPa),所以盡管直飲水泵房與中水泵房處于同一高程,也wuxu額外設置水泵幫助直飲水廢水輸送至中水水箱。(圖 3)
6 結(jié)語
①從圖 4 中可得出結(jié)論,直飲水地衣年因壓力變送器費用原因整體費用較高,但從第二年開始,在同樣wuxu采購壓力變送器的情況下管道直飲水比桶裝水方案費用有大幅降低,加之管道直飲水的廢水利用方案每年能節(jié)約 6000 余元水費,通過一定時間的運行驗證達到了預期效果,提高了社會效益和經(jīng)濟效益,從經(jīng)濟指標的角度看,管道直飲水比桶裝水更能有效的為學校節(jié)省飲水成本。該方案為#佳供水方案。
②管道直飲水采用深度膜處理技術(shù),可去除水中的雜
質(zhì)和有害物質(zhì)。并配備自動操作系統(tǒng),當水源質(zhì)量出現(xiàn)問題時,能及時報警或關(guān)機,避免過度使用工作系統(tǒng),既損耗機器又浪費水資源。管網(wǎng)采用了食品級環(huán)保健康水管和閉式循環(huán)的管網(wǎng)系統(tǒng),即飲即用,水質(zhì)新鮮。免除電話訂購、人工送水等繁雜工序,并進一步避免桶裝水的二次污染。從技術(shù)安全性的角度看,管道直飲水能提高飲水品質(zhì),直接體現(xiàn)健康理念,保障學校師生飲用安全健康的水,該方案為#佳供水方案。
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