目前,直饮水在实际工程中,由于缺乏规范,存在问题不少,不但使广大设计人员在设计时感到无章可循,也造成了工程设计上的混乱。
自来水净化设备直饮水处理工艺的选择
住宅直饮水一般是以城市自来水为原水进行深度净化,以城市自来水中微污染的有毒有害物质和有机污染物以及自来水在输水系统中的二次污染物为主要去除对象,管道直饮水深度净化通常以膜技术为核心工艺,包括预处理、膜过滤和消毒处理,膜过滤是当前净水技术发展和应用的主要方向,是提高水质的有效措施。
预处理
为保证饮用水净化设备出水水质和膜的安全运行以及延长膜的寿命,对预处理部分的要求非常严格,预处理一般由机械过滤器、软化器、活性炭过滤器组成。机械过滤器也称介质过滤,它是采用砂滤或无烟煤或煤、砂双层滤料过滤,主要去除水中的颗粒杂质、悬浮物、降低浊度,减轻后续处理的负担。软化器采用阳离子交换树脂能降低水中的钙、镁离子硬度,通常这些二价离子对膜的运行破坏较大。活性炭过滤器能除臭、除色、除重金属、除有机物及吸附余氯,通过预处理,确保膜组件有效安全运行。
膜处理技术
在住宅直饮水系统膜处理工艺中,应用较多的有反渗透和超滤。这两种膜的出水都可以达到国家饮用水标准,但究竟用哪种膜,目前在给排水界和营养学界有很大的争议,尚无权威的论断。采用反渗透膜的优点在于对有害物质的去除率高,反渗透膜组件能去除水中的有机物、细菌、病毒等,但缺点是去除有害物质的同时,对人体有益的微量元素也被去除掉,长期饮用对人体健康有不利的影响。且反渗透是高压过滤,能耗高,运行费用较高,水的利用率低,还要求精密过滤器为预处理,预处理要求严格。
采用反渗透膜工艺的人认为,人体所需的微量元素和矿物质主要通过饮食获得,和饮用水关系不大。超滤膜出水保留了对人体有益的微量元素等成分,能耗低,水的利用率相对较高,设备投资也相对较低,缺点是对有机物去除率不高,特别小分子有害物难以去除。针对超滤膜和反渗透膜的差别,笔者认为膜处理工艺的选择,应根据各地自来水水质的具体情况而定,不能一概而论。如果当地城市饮用水水源未受到污染或轻度污染,自来水中的有机物含量较少,应考虑采用超滤膜工艺。自来水中的少量有机物可通过预处理中的活性炭去除,有必要也可设臭氧活性炭联用处理工艺,以去除水中的少量有机物。如果当地城市饮用水水源受到污染,其自来水中有机物含量较高,应采用反渗透膜处理工艺。但在反渗透膜处理工艺后应进行矿化处理,一般可采用含矿物质的粒状介质(麦饭石、木鱼石、珊瑚礁等)过滤器处理,使过滤出水增加一定量矿物盐,保障直饮水中含有适量的对人体有益的矿物质和微量元素。
消毒技术
在膜过滤后的出水一般也要进行消毒处理,并使出水中含有一定消毒剂浓度,以起到抑菌和杀菌作用。由于传统氯化消毒可能产生致癌物质的副产物,在直饮水的消毒工艺中,可考虑采用臭氧消毒和紫外线消毒,以克服氯化消毒的缺陷。紫外线消毒具有安全、可靠、运行管理简单、无有害副产物产生和经济等优点,但没有持续消毒能力。臭氧在直饮水处理中能起到预臭氧氧化作用与后臭氧的灭菌作用。在实际工程中,也可考虑臭氧和紫外线联用消毒。