管道直饮水系统现状及安全巡检系统发展趋势

作者: 来源: 发布时间:2019/05/07 浏览:12

        水与人类生活息息相关,饮用水的质量安全直接关系到人们的生命健康。世界卫生组织资料显示,发展中国家50%的癌症及80%的疾病都与饮用水水质不达标相关,仅在中国就有50多种疾病的传播是由饮用水引起的。

        同时,随着工业化进程的不断推进,人工合成物质的不断出现,导致有机污染物对饮用水的恶化日益严重;然而,人类需求方面却随着生活水平的提高日渐对饮用水水质提出更高的要求。 

管道巡检

        传统的“混凝—过滤—沉淀—消毒”水处理工艺存在弊端,难以去除水中痕量污染物,而消毒剂的使用还产生对人体有害的副产物。生活自来水水质都存在严重质量问题,更无法达到直接饮用的标准。

        此时,诸如桶装水、瓶装水等多样化的饮用水供水方式的出现,打破了传统的自来水这一唯一饮用水的格局。但桶装水在处理过程中一方面将有毒有害物质去除,另一方面也将水中对人体有益的矿物离子去除,长期饮用导致人体对某些有机物缺乏。

        同时,桶装水的的保质期有限,长时间存放产生二次污染,滋生大量细菌。

        国内外管道直饮水系统研究现状 
        国外管道直饮水系统

        国外管道直饮水系统应用发展历史悠久,城市主体供水系统分别设置两套不同的系统,优质水作为可饮用水系统,低品质水作为非饮用水系统,用于工业冷却用水、浇洒绿地用水、洗车、冲厕等。

        局限性的非饮用水系统目的在于节约水资源及减少处理费用,当做整个供水系统的补充。如美国佛罗里达州珊瑚角城管道直饮水系统,一套管网把深度处理后的水直接供给用户饮用、烹饪等,另一套管网将处理后用来浇洒园林绿地、清洁厕所等。

        国内管道直饮水系统

        “有需求、有效益,有问题”是对我国当前管道直饮水系统的概括。二次污染造成一些地区自来水出现明显异味,在感官上就使用户无法接受。萌生了对管道直饮水安全巡检巡查的市场需求,进而使从无到有的管道直饮水系统逐渐发展起来,同时该系统的出现也可以解决桶装水、瓶装水存在的弊端。 

        管道直饮水系统也称之为“管道分质供水”,在原有城市供水系统基础上增设一套独立的具有深度处理作用的供水管线,通过居民小区输送管道直接供给用户,并可以达到居民直接饮用水水质标准。 

        就目前我国管道巡检直饮水系统的发展来看,依然还处在起步阶段,还存在许多制约管道饮用水系统发展并亟待解决的问题:  

        巡检不规范不统一。由于不同学者对处理工艺研究的结论存在分歧,我国各地的管道直饮水工艺流程各不相同,没有明确的规范对某一种或某几种组合工艺给出科学合理实用的定论。 

        直饮水水质标准不明确。在我国现行标准中没有制定出专门针对直饮水的检测指标,各地处理后的直饮水缺乏统一的参考规范。 

        供水管网设计形式的合理化问题。区别于普通供水系统,直饮水管道中不含任何的防腐剂,在长距离的输送过程中更易滋生细菌,因此,在设计直饮水系统时需要设立回流系统。但由于直饮水系统设计尚处于起步阶段,可供参考的资料极少,回流量与用水量之间的关系仍不明确。 

        管道直饮水系统处理工艺 

        水处理工艺是保证水质的重要手段,但受供水小区管路系统、原水水质等因素的控制。目前,管道直饮水系统一般采用臭氧氧化技术、活性炭技术、膜技术等几种典型处理工艺或其组合工艺。 

        01臭氧氧化技术

        臭氧氧化技术是通过与氧气反应来改变水质,分解水中长链大分子为短链小分子,还包括去除色度和嗅味,并达到灭活细菌、病毒、微生物的目的。

        因为臭氧极强的氧化性,整个过程反应速度迅速。可以根据臭氧过程发生的位置不同,将臭氧阶段命名为预臭氧氧化过程、中间臭氧氧化过程和最终臭氧氧化过程

        预臭氧氧化是将天然有机物中的分子量较大的成分裂解为分子量较小的物质,能够为后续的处理工艺提供便利;中间臭氧氧化是降解消毒副产物,分解含氯消毒剂使用时产生的三聚物质;最终臭氧氧化是进一步去除残留在水中的微生物。通常极少单独使用臭氧氧化技术,与其他技术联合使用会达到更好的效果。 

        02活性炭技术

        利用活性炭的吸附和过滤原理,能够有效的去除水中的悬浮物、色度和嗅味,生物活性炭技术更是被广泛使用。在活性炭纵横多孔的结构表面容易生成聚集着丰富微生物的生物膜,在管道直饮水处理过程中,微生物聚集的生物膜大大提高了对有机物的去除率。

        部分有机物在被活性炭吸附的同时能够被微生物分解,由于微生物的存在,能够减轻活性炭吸附的压力,使活性炭的使用寿命增加,还能降低相应的运行费用。

        但也正是因为微生物的聚集,导致活性炭的多孔极易堵塞,在一定程度上会影响出水水质的安全性。通常,活性炭技术会与臭氧氧化技术构成组合工艺,经过臭氧氧化有效去除从炭孔中进入出水的微生物。 

        03膜技术

        膜技术在饮用水深度处理中的应用是当前发达国家的主要研究方向,主要是利用不同膜的膜孔径筛分过滤水中的无机和有机污染物,不必投加任何化学试剂,不存在对饮用水的二次污染问题。

        微滤膜、纳滤膜、超滤膜、反渗透膜是四种最主要的膜应用技术,对于这四种膜可以根据不同类型的水质、需要达到不同处理标准进行选择,一般膜技术会与其他处理技术组合使用,以期达到更有有效的运行效果。 
        根据罗冬浦等学者针对纳滤膜、反渗透膜及其组合工艺对比研究的结果表明,单独使用纳滤膜和超滤膜都存在一定缺陷,而纳滤膜与反渗透膜组合工艺能够充分发挥两种膜的优良性能,在对有机物和无机物很好去除的同时,还能够保留有用的生命离子,得到优质的管道直饮水。 

        管道直饮水经济效益分析 

        用户对管道直饮水的潜在需求将吸引大量的投资商,尤其是房地产开发商。相对于桶装水和瓶装水长期使用昂贵的造价,管道直饮水在价格上存在一定的优势,就长远发展而言,如果在技术和规范上合理规划,将有巨大的赢利空间。

        尽管当前开通管道直饮水的居民小区数量不多,但随着人们对水质标准的不断提高,对自身健康关注的不断重视,会形成一股巨大的推动力,带动影响规模更大、数量更多的管道直饮水系统的开通。 

        我国现有的管道供水系统的基础上,推进管道直饮水系统具有积极的意义,尽管发展管道直饮水的道路是崎岖的,但其具有不可逆转的发展趋势。水是生命之源,以长远的角度来看,饮用水水质的提高改善,是城市整个供水系统的提高改善的基础。


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