住宅小区分质供水的设计

庞胜华，邱凌峰
(福州大学　 环境与资源学院， 福建　 福州　 350002）

　　 摘要：以福州市某住宅小区管道分质供水工程为实例，总结了该系统的水处理工艺、特点、管网布置及成本核算。福州地区直饮水定额宜采用5L／(cap·d)，最大变化系数K=2.0。在运行过程中发现PPR管用于室外埋地时存在问题，可根据室内外管网的不同要求选用不同的管材。扩大供水规模能节省投资，但是容易造成管网循环回水不均匀，实践中供水规模较大时可采取分区循环回水来解决。
　　 关键词：住宅小区；分质供水；管网布置；超滤
　　 中图分类号：TU821．1　　 文献标识码：B　　 文章编号：1009—2455(2004)04—0073—02

　　分质供水是保证和提高现代化城市居民生活用水质量的可行办法。自1997年上海锦华小区在国内率先实现管道分质供水后，该供水方式在上海、深圳、无锡、宁波等地已推广应用，大大地改善了居民的饮水状况。虽然相关技术正日趋成熟，但是由于目前国家还未出台相关设计规范，因此管道分质供水在实际运作过程中仍存在着问题和争议，下面就工程实践中遇到的问题作一些探讨。

1 工程简介

　　福州市某住宅小区率先在市内采用了管道分质供水，该小区共有8栋多层住宅和3栋复式楼，总共424户，人住人口约1 400人。
1.1 供水量
　　目前国家对直饮水定额没有明确规定。根据经验和资料，将该工程直饮水指标定为q=5 L／(cap·d)，每户以3.5人计。直饮用水量Q₁=5×1400÷1000=7m³／d，最高时用水量为Q₂=KQ₁=2.0× 7=14m³／d。考虑到日常的清洗消毒等因素，主机的产水量定为1.5m³/h几，多余部分可作为小区物业管理部门对外出售以创经济效益。
1.2 净水工艺及特点
　　净水工艺取决于进出水水质。根据福州市自来水水质特点以及出水水质应符合《中华人民共和国瓶装饮用纯净水卫生标准》，确定本项目净水处理工艺如图1所示。

　　该工艺主要特点如下：在净化过程中不投加任何化学药剂；可有效去除水中残存的有机污染物，同时又保留了对人体健康有益的矿物质和微量元素；通过流量传感器控制变频泵的运转；不设循环泵，减少了净水站的投资和系统的运行成本，仅通过定时器控制管网内的水自动循环，每24h循环2-4h，管网内的水回流经杀菌器消毒后回到优质水箱，即可保证出水水质；考虑到优质水对管材的特殊要求，净水站内管材采用给水UPVC，室外管网及楼内立管均采用PPR管；采用以微电解为原理的消毒方法，水中基本没有余氯，出水的Ames试验为阴性；考虑到无氯消毒会导致管道内壁易繁殖细菌等微生物，因此需定期投加消毒剂进行管道清洗消毒。
1.3 管网布置
　　 管道分质供水必须做到打开龙头即能生饮，这不仅要求净水设备出水口水质达标，还要保证净水经管网长距离输送后的水质。而且水量小，水质要求高，使用时间集中，因此分质供水管网的管材选用及系统设计、施工对管网末梢出水达到饮用净水水质标准尤为重要，同时还应兼顾系统调试和维护的便利。这就使分质供水管网与一般市政给水管网不同，其核心是任何时间和任务地方都不能产生滞水管段，既为了保证供水安全可靠，管网应循环流畅，尽可能不存在死角。本工程将室外管线布置成环状网，并且小区内不设屋顶净水水箱，避免二次污染，采用全自动恒压变频泵经每幢楼的给水总管至屋顶，再根据需要设立若干立管接至用户，从各立管底端循环回水到净水站，这种形式可保证用户随时都饮用新鲜水。该布置另一特点就是循环回水不设循环泵，利用管网自身压力差达到循环的目的，不仅减少了投资和运行成本，而且有利于后期维护管理。管网布置示意如图2所示。

1.4　 成本核算
　　 制水成本是决定管道分质供水能否顺利进行的关键因素之一，由系统的工程造价、运行成本及供水规模等因素决定。本计算只包括净水站，每天工作时间10h，具体见表1。

表1　 净水站成本核算

项目 金额/万元 备注 设备投资费 46.9 　 全年运行费 5.5 水费1.0元/t、电费1.0元/度 设备折旧费 5.8 按8a折旧计算

注：*包括制水设备、变频泵、变频控制系统、管网杀菌器、机房设计费、管道安装及设备调试费、材料费、不包括管网部分。
　　 若只考虑回收成本，则每升水收取0.042元即可保本；若每升水按0.2元计，则每年收入为54万元，扣除运行费用，一年不到就回收投资成本。

2　 问题探讨

2.1 直引水定额
　　从本项目的运行情况来看，设计中采用的直饮水定额5L/（cap·d）和最大变化系数K=2.0能够满足福州地区的要求。
2.2 循环回水系统的设置
　　设计时楼内立管均布置在管道井里，由于管道井至用户的距离较短，因此只考虑立管循环回水。但在实际运行中发现不少用户在装修时将直饮水管道的位置进行更改甚至延伸到主卧、客厅，导致支管死水现象比较严重，易造成二次污染。在这处情 况下，为保证水质，用户在使用前都需放水2min 左右，不仅浪费水，还给用户带来诸多不便。而且 本系统在投入使用之前和之后都需对管网进行清洗消毒，支管未设循环回水管，清洗消毒时均需派人人户放水，增大了工作量和难度。为了保证管网清洗消毒能正常进行，更重要的是保证水的新鲜度，笔者建议小区设分质供水系统时应采用全额循环回水管网形式即立管和支管均设置循环回水。国内很多工程包括本工程在内循环回水均接至优质饮用水箱，仅消毒处理后投入二次使用。根据该系统后期运行的情况来看，如果仅进行管网回水杀菌，由于管道断裂或者阀门接口开裂等原因，出现过末端出水水质不能达标的情况。为了安全起见，建议应在设计时对水质进行在线监测或运行时采用人工监测，根据水质决定将循环回水接至调节水箱进行二次处理还是将其接至优质饮用水箱。　
2.3 管材的选用　
　　管材的选择在整个管道直饮水工程中占有非常 重要的地位。管材除应具有一般管材的性能要求外，还要符合卫生要求，要求有一定的化学稳定性，物理稳定性和耐热性等，不产生二次污泥。为节约投资，方便施工，本工程均采用PPR管。根据实际运行情况来看，室外PPR立管受热后易膨胀，严重影响美观。室外埋地PPR管在施工过程 中较易受到影响，造成整个管网的密闭性和循环性 遭到破坏，而地下管道损坏后查找比较困难。就以本工程为例，曾因查找损坏段花了很长时间，在此期间只能停止供水，造成一定经济损失的同时给用户带来了不便，因此笔者建议在管网设计时要根据 室外立管和室外埋地管的不同要求分别采用耐热性 能更好的强度更高的管道。
2.4 供水规模
　　 根据本工程成本核算，建筑面积平均每平方米增加13-18元投资即可实现分质供水。如果扩大小区规模，就可以较大幅度地降低成本。据报导，用户为500户时每户分摊费用为0.38万元，而用户达1000户时下降至0.29万元，7000户时则不超过1000元^[1]。因此有“大于1000户才适合用分质供水”之说^[2]。虽然小区规模扩大可以节省投资，但是在本工程维护管理过程中发现小区太大，容易造成管网循环回水不均匀，远距离的楼层水质出现过水质不达标的情况。为了保证每栋楼的水质，建议管网设计时宜将大的小区分成单独的几个回水循环管网，互不干扰，整个系统才能达到比较理想的水质。

3 结束语

　 通过对住宅小区管道分质供水系统的分析，表明管道分质供水系统在技术、经济上是可行的。目前城市整体分质供水很难实现，因此小区管道分质供水对保障和提高人民健康水平具有积极的意义。

参考文献：
[1] 粱庆堂．开展管道直饮水项目的可行性分析[J]．工业水处理，1999，19(4)：3—4.
[2] 刘起香，陈华.深圳市梅林一村管道直饮水设计体会[J].中国给水排水，2000，16（3）：31-33.

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作者简介：庞胜华(1977—)，女，湖南岳阳人，福州大学02级硕士研究生，研究污染控制与资源化利用，[email protected].