建筑内部给水排水系统.ppt

第9章饮用水供应,9.3管道饮用净水供应,9.3管道饮用水净水供应9.3.1分质供水,生活给水包括一般日常生活用水和饮用水两部分，一般来说，与饮水和烹调有关的用水量只占日常生活用水量的25，每人每日需要3升左右，这部分水直接参与人体的新陈代谢，对人体健康影响极大，其水质应是优质的，需要进行深度处理。,而其他9598的生活用水，仅作为洗涤、清洁之用，对水质的要求并不一定很高，满足国家规定的生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)即可。,9.3管道饮用水净水供应9.3.1分质供水,直接饮用的水与生活用水的水质、水量相差比较大，如将生活给水全部按直接饮用水的水质标准进行处理，则太不经济，也没有必要。而分质供水就是根据人们用水的不同水质需要而提出的，是解决供水水质问题的经济、有效的途径。,分质供水是根据用水水质的不同，在建筑内或小区内，组成不同的给水系统，如直接利用市政自来水，供给清洁、洗涤、冲洗等用水，为生活给水系统；自来水经过深度净化处理，达到饮用净水标准，供人们直接饮用，为饮用净水（优质水）系统（管道直饮水系统）；在建筑中或建筑群中将洗涤等用水收集后加以处理，回用供冲厕、洗车、浇洒绿地等用水，为中水供水系统。,9.3管道饮用水净水供应9.3.1分质供水,管道饮用净水系统（管道直饮水系统）是指在建筑物内部保持原有的自来水管道系统不变，供应人们生活清洁、洗涤用水，同时对自来水中只占2%5用于直接饮用的水集中进行深度处理后，采用高质量无污染的管道材料和管道配件，设置独立于自来水管道系统的饮用净水管道系统至用户，用户打开水嘴即可直接饮用。如果配置专用的管道饮用净水机与饮用净水管道连接，可从饮用净水机中直接供应热饮水或冷饮水，非常方便。,9.3管道饮用水净水供应9.3.2管道饮用净水的水质要求,直接饮用水应在符合国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）的基础上进行深度处理，系统中水嘴出水的水质指标不应低于建设部颁发的中华人民共和国城镇建设行业标准饮用净水水质标准(CJ942005)。,1管道饮用净水的水质要求,9.3管道饮用水净水供应9.3.2管道饮用净水的水质要求,目前，饮用净水深度处理常用的方法有活性炭吸附过滤法和膜分离法。,（1）水处理技术,2饮用净水（优质直饮水）的处理,活性炭在水处理中具有如下功能：,1）活性炭吸附过滤法,除臭。去除酚类、油类、植物腐烂和氯杀菌所导致水的异臭。除色。去除铁、锰等重金属的氧化物和有机物所产生的色度。,9.3管道饮用水净水供应9.3.2管道饮用净水的水质要求,除有机物。去除腐质酸类、蛋白质、洗涤剂、杀虫剂等天然的或人工合成的有机物质，降低水中的耗氧量(BOD，COD)。除氯。去除水中游离氯、氯酚、氯胺等。除重金属。去除汞(Hg)、铬(Cr)、砷(As)、锡(Sn)、锑(Sb)等有毒有害的重金属。,活性炭有粉状活性炭(粉末炭)和粒状活性炭(粒状炭)两大类。粉状活性炭适用于有混凝、澄清、过滤设备的水处理系统。在饮用水深度处理中通常采用粒状活性炭。,9.3管道饮用水净水供应9.3.2管道饮用净水的水质要求,粒状活性炭适用于在吸附装置内充填成炭层，水流在连续通过炭层的过程中，接触并吸附，粒状活性炭在吸附饱和后可在9001100绝氧条件下再生，粒状活性炭吸附装置的构造与普通快滤池相同，故亦称为活性炭过滤。在饮用水深度处理系统中通常采用压力式活性炭过滤器。,2）膜分离法,用于饮用水处理中的膜分离处理工艺通常分为四类：,微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)。,9.3管道饮用水净水供应9.3.2管道饮用净水的水质要求,这些膜分离过程可使用的装置、流程设计都相对较为成熟。,微滤所用的过滤介质微滤膜是由天然或高分子合成材料制成的孔径均匀整齐的类似筛网状结构的物质。,微滤(MF),微滤是以静压力为推动力，利用筛网状过滤介质膜的“筛合”作用进行分离膜的过程，其原理与普通过滤相似，但过滤膜孔径为0.0210m左右，所以又称精密过滤。,9.3管道饮用水净水供应9.3.2管道饮用净水的水质要求,与常规过滤的过滤介质相比，微孔过滤具有过滤精度高、过滤速度快、水头损失小、对截留物的吸附量少及无介质脱落等优点。由于孔径均匀，膜的质地薄，易被粒径与孔径相仿的颗粒堵塞。因此进人微滤装置的水质应有一定的要求，尤其是浊度不应大于5NUT。微滤能有效截留分离超微悬浮物、乳液、溶胶、有机物和微生物等杂质，小孔径的微滤膜还能过滤部分细菌。,当原水中的胶体与有机污染少时可以采用，其特点是水通量大，渗透通量20时为120600L/hm2；工作压力为0.050.2MPa；水耗5%8%。出水浊度低。,9.3管道饮用水净水供应9.3.2管道饮用净水的水质要求,超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛合过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质。在一定的压力下，当水流过表面时，只允许水、无机盐及小分子物质透过膜，而阻止水中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质通过，以达到溶液的净化、分离与浓缩的目的。,超滤(UF),超滤的过滤范围一般介于纳滤与微滤之间，它的定义域为截留分子量500500000左右，相应孔径大小的近似值约为2010-10100010-10m之间。,9.3管道饮用水净水供应9.3.2管道饮用净水的水质要求,一般可截留大于500分子量的大分子和胶体，这种液体的渗透压很小，可以忽略不计。所以超滤的操作压力较小，一般在0.10.5Mpa，膜的水透过率为0.55.0m3/m2。d，水耗量8%20%。,采用超滤膜可以去除和分离超微悬浮物、乳液、溶胶、高分子有机物、动物胶、果胶、细菌和病毒等杂质，出水浊度低。,9.3管道饮用水净水供应9.3.2管道饮用净水的水质要求,纳滤膜的孔径在纳米范围，所以称纳滤膜及纳滤过程。在滤谱上它位于反渗透和超滤渗透之间，纳滤膜和反渗透膜几乎相同，只是其网络结构更疏松，对单价离子（Na+，Cl-等）的截留率较低（小于50%），但对Ca2+，Mg2+等二价离子截留率很高（大于90%），同时对除草剂、杀虫剂、农药等微污染物或微溶质及染料、糖等低分子，有较好的截留率。纳滤特别适合用于分离分子量为几百的有机化合物，它的操作压力一般不到1MPa。,纳滤,9.3管道饮用水净水供应9.3.2管道饮用净水的水质要求,反渗透过程是渗透过程的逆过程，即在浓溶液一边加上比自然渗透更高的压力，扭转自然渗透方向，把浓溶液中的溶剂（水）压到半透膜的另一边。当对盐水一侧施加压力超过水的渗透压时，可以利用半透膜装置从盐水中获得淡水。截留组分一般为0.11nm小分子溶质，对水中单价离子（Na+、K+、Cl-、NO3-等）、二价离子（Ca2+、Mg2+、SO42-、CO32-）、细菌、病毒的截留率大于99%采用反渗透法净化水，可以得到无色、无味、无毒、无金属离子的超纯水。但由于RO膜的良好的截留率性能，将绝大多数的无机离子（包括对人类有益的盐类等）从水中除去，长期饮用会影响人体健康。反渗透装置一般工作压力为110MPa。,反渗透（RO）,9.3管道饮用水净水供应9.3.2管道饮用净水的水质要求,消毒确定饮用净水消毒工艺应考虑以下几个因素：杀菌效果与持续能力；残余药剂的可变毒理；饮用净水的口感以及运行管理费用等。饮用净水消毒一般采用臭氧、二氧化氯、紫外线照射或微电解杀菌。目前常用紫外线照射与臭氧或与二氧化氯合用，以保证在居民饮用时水中仍能含有少量的臭氧或与二氧化氯，确保无生物污染；因经过深度处理的水中有机物含量减少，一般不会发生有机卤化物的危害。,3）饮用净水的后处理,9.3管道饮用水净水供应9.3.2管道饮用净水的水质要求,矿化由于经纳滤和反渗透处理后，水中的矿物盐大大降低，为使洁净水中含有适量的矿物盐，可以对水进行矿化，将膜处理后的水再进入装填有含矿物质的粒状介质（如木鱼石、麦饭石等）的过滤器处理，使过滤出水含有一定的矿物盐。,管道优质饮用净水深度处理的工艺、技术和设备都已十分成熟。因管道饮用净水的供水规模一般比较小，国内已经有一些厂家生产各种处理规模的综合净水装置，以适应建筑或小区规模有限、用地紧张的情况。,2）饮用水深度处理工艺流程,9.3管道饮用水净水供应9.3.2管道饮用净水的水质要求,设计时应根据城市自来水或其他水源的水质情况、净化水质要求、当地条件等，选择饮用净水处理工艺。一般地面水源，主要污染是胶体和有机污染，饮用净水深度处理工艺中活性炭是必须的，微滤或超滤也常被采用；地下水源的主要污染一般是无机盐、硬度、硝酸盐超标或总溶解固体超标，也有的水源受到有机污染，在处理工艺中离子交换与纳滤是必须有的，也常用活性炭去除有机物污染。深度处理工艺见图9-8。,9.3管道饮用水净水供应9.3.2管道饮用净水的水质要求,图9-8深度处理工艺,9.3管道饮用水净水供应9.3.3管道饮用净水供应方式和系统设置,为了保证水质不受二次污染，饮用净水配水管网的设计应特别注意水力循环问题，配水管网应设计成密闭式，将循环管路设计成同程式，用循环水泵使管网中的水得以循环。常见的供水方式有：,1管道饮用净水供应方式,9.3管道饮用水净水供应9.3.3管道饮用净水供应方式和系统设置,见图9-9高位水箱供水方式，净水车间及饮用净水泵设于管网的下部。管网为上供下回式，高位水箱出口处设置消毒器，并在回水管路中设置防回流器，以保证供水水质。,1）水泵和高位水罐（箱）供水方式,图9-9高位水箱供水方式,9.3管道饮用水净水供应9.3.3管道饮用净水供应方式和系统设置,见图9-10调速泵供水方式，净水车间设于管网的下部，管网为下供上回式，由变频调速泵供水，不设高位水箱。,2）变频调速泵供水方式,9-10调速泵供水方式,9.3管道饮用水净水供应9.3.3管道饮用净水供应方式和系统设置,屋顶水池重力流供水系统见图9-11所示，屋顶水池重力流供水方式，净水车间设于屋顶。饮用净水池中的水靠重力供给配水管网，不设置饮用净水泵，但设置循环水泵，以保证系统的正常循环。,3）屋顶水池重力流供水方式,图9-11屋顶水池重力供水方式,9.3管道饮用水净水供应9.3.3管道饮用净水供应方式和系统设置,高层建筑中的饮用净水供水系统应采用竖向分区供水方式，分区时可优先考虑使用减压阀分区供水，饮用净水系统的分区压力可比自来水系统的值取小些，住宅中分区压力0.32MPa，办公楼中分区压力0.40MPa。,为保证管道饮用净水系统的正常工作，并有效的避免水质二次污染，饮用净水必须设循环管道，并应保证干管和立管中饮水的有效循环。其目的是防止管网中长时间滞流的饮水在管道接头、阀门等局部不光滑处由于细菌繁殖或微粒集聚等因素而产生水质污染。,2管道饮用净水系统设置要求,9.3管道饮用水净水供应9.3.3管道饮用净水供应方式和系统设置,循环系统把系统中各种污染物及时去掉，控制水质的下降，同时又缩短了水在配水管网中的停留时间(规定循环管网内水的停留时间不宜超过6h)，借以抑制水中微生物的繁殖。饮用净水管道系统的设置一般应满足以下要求：,1）系统应设计成环状，循环管路应为同程式，进行循环消毒以保证足够的水量和水压和合格的水质；2）设计循环系统的运行时不得影响配水系统的正常工作压力和饮水水嘴的出流率；3）饮用净水在供配水系统中各个部分的停留时间不应超过46小时,供配水管路中不应产生滞水现象；,9.3管道饮用水净水供应9.3.3管道饮用净水供应方式和系统设置,4）各处的饮用净水水嘴的自由水头应尽量相近，且不宜小于0.03MPa；5）饮用净水管网系统应独立设置，不得与非饮用净水管网相连；6）一般应优先选用无高位水箱的供水系统，宜采用变频调速水泵供水系统；7）配水管网循环立管上、下端头部位设球阀；管网中应设置检修门；在管网最远端设排水阀门；管道最高处设置排气阀。排气阀处应有滤菌、防尘装置，排气阀处不得有死水存留现象，排水口应有防污染措施。,9.3管道饮用水净水供应9.3.4饮用净水供应系统的水力计算,1饮用净水的水量和水压,饮用净水系统应保证向用户提供足够的水量和水压，额定水量包括居民日用水量和水嘴流量，水压指水嘴处的出水水压。,9.3管道饮用水净水供应9.3.4饮用净水供应系统的水力计算,饮用净水主要用于居民饮用、煮饭、烹饪，也可用于淘米、洗涤蔬菜水果等，其用水量随经济水平、生活习惯、水嘴水流特性等因素而变化，特别是受水价的影响比较大。,1)水量要求,设有管道直饮水的建筑最高日管道直饮水定额可按建筑给水排水设计规范(2009版)(5.7.2款)采用。由于饮用净水的用水量小，而且价格比一般生活给水贵很多，为了避免饮水的浪费，饮用净水不能采用一般额定流量大的水嘴，应采用额定流量小的专用水嘴，饮用净水水嘴额定流量宜为0.040.06Ls，最低工作压力不小于0.03Mpa。,9.3管道饮用水净水供应9.3.4饮用净水供应系统的水力计算,根据调查，普通住宅约有40的日用水量集中在做晚饭的一小时内耗用（主要是做饭洗菜及烧开水），故推荐Qyh0.4Qyd,Qyd为系统日用水量。设计最大时饮用水量，与饮用开水设计流量相同，可按式(9.2.1)计算：（同饮开水设计流量）饮用水定额及小时变化系数，根据建筑物的性质和地区的条件，可按表9.2.1确定。办公楼内的饮水常常是开水炉将自来水烧开后供给，配置饮用净水管道后，可同时供应开水和冷开水，用水规律变化不大，时变化系数可参照传统值，取2.54.0，用水时间可取10小时；住宅、公寓可取4.06.0，用水时间可取24小时。,2)最大饮用水量Qyh,9.3管道饮用水净水供应9.3.4饮用净水供应系统的水力计算,饮用净水管网系统分为供水管网和循环管网，通过水力计算确定各管段管径及水头损失，以及选择加压贮水设备等。根据饮用净水的使用情况，系统的用水在一天中每时每刻都是变化的，为保证用水可靠，应以最不利时刻的最大用水量为各管段管道的设计流量。对供水管网而言，管道的设计流量应为饮用净水设计秒流量与循环水量之和。对循环水管网而言，如采用全天循环方式，每条支管回流量可以采用一个饮用净水水嘴的额定流量，系统的回流量为各支管循环流量的总和。,2.饮用净水管网系统水力计算,9.3管道饮用水净水供应9.3.4饮用净水供应系统的水力计算,饮用净水供应系统的中配水管中的设计秒流量应按下式计算：,1)设计秒流量,（9-4）,式中qg计算管段的设计秒流量（L/s）；q0饮水水嘴额定流量，取0.040.06（L/s）；m计算管段上同时使用饮水水嘴的个数，设计时可按表9-3或表9-4选用。当管道中的水嘴数量在12个以下时，m值可以采用表9-1中的经验值。,m值经验值表9-4,9.3管道饮用水净水供应9.3.4饮用净水供应系统的水力计算,当管道中的水嘴数量多于12个时，值按下式计算：,（9-5）,式中k表示1个饮水水嘴数；n饮水水嘴总数（个）；p饮水水嘴使用概率。,（9-6）,式中经验系数，0.60.9；qh设计小时流量（L/h）；n饮水水嘴总数（个）；q0饮水水嘴额定流量（L/s）。,为简化计算，将公式9-4计算结果列于表9-5中，设计时可以直接从表9-5中查出计算管段上同时使用饮水水嘴的个数值。,9.3管道饮用水净水供应9.3.4饮用净水供应系统的水力计算,管道的设计流量确定后，选择合理的流速，即可根据水力学公式计算管径：,2)管径计算,(9-7),式中d管径，m；qg管段设计流量，m3/s；u流速，m/s。饮用净水管道的控制流速不宜过大，可按表9-6中的数值选用。,9.3管道饮用水净水供应9.3.4饮用净水供应系统的水力计算,系统的循环流量一般可按下式计算：,3)循环流量,（9-9）,变频调速水泵供水系统中，水泵流量计算公式：,4）供水泵,（9-8）,9.3管道饮用水净水供应9.3.4饮用净水供应系统的水力计算,（9-10）,式中Qb水泵流量（L/h）；qs瞬间高峰用水量（L/s）；qx循环流量（L/s）；Hb供水泵扬程（kPa）；h0最不利点水嘴自由水头（kPa）；z最不利水嘴与净水箱的几何高度（m）；h最不利水嘴到净水箱的管路总水头损失（kPa）。h水头损失计算：水头损失的计算与生活给水的水力计算方法相同。,水泵扬程计算公式：,9.3管道饮用水净水供应9.3.4饮用净水供应系统的水力计算,设置循环水泵的系统中，循环水泵的扬程由两部分：供水管网部分（包括水泵输水管）发生的水头损失hp和循环管网部分发生的水头损失，即：,上式中hp值的大小与循环泵的设计运行方式密切相关。若循环泵仅在无用水时运行，则hp比hx小得多，可以忽略不计；若循环泵连续运行，包括高峰用水时也运行，则hp又比hx大。,（9-11）,9.3管道饮用水净水供应9.3.5饮用净水管道系统中的水质防护,饮用净水系统需要向用户明确承诺，从水水嘴流出的水是安全的，是可以直接饮用的。,但是从已建成的部分饮用净水系统工程实例的运行情况看，有些饮用净水系统存在着不可忽视的水质下降，如：饮用净水管道中经一、两周时间就有较明显的附壁物；有的饮用净水水箱中的水在夏天细菌超标；有的饮用净水系统因管网存在各种问题建成后不能运行等等。,9.3管道饮用水净水供应9.3.5饮用净水管道系统中的水质防护,优质饮用净水的二次污染可能出现在管网系统中的各个环节，因此，饮用净水管网系统若只在传统生活给水管网的概念上增加一套循环系统，仍不能完全解决问题，优质饮用净水管网系统除必须设置循环管网以外，还需采取积极主动的措施，抑制、减少污染物的产生，对可能产生的二次污染物及时去除。,饮用净水系统的管材应优于生活给水系统。净水机房以及与饮用净水直接接触的阀门、水表、管道连接件、密封材料、配水水嘴等均应符合食品级卫生标准，并应取得国家级资质认证。,1.管道、设备材料,饮用净水系统的设计中一般应注意以下几点：,9.3管道饮用水净水供应9.3.5饮用净水管道系统中的水质防护,饮水管道应选用薄壁不锈钢管、薄壁铜管、优质塑料管，一般应优先选用薄壁不锈钢管，因其强度高、受高温变化的影响小、热传导系数低、内壁光滑、耐腐蚀、对水质的不利影响极小。,水池水箱中出现的水质下降现象，常常是由于水的停留时间过长，使得生物繁殖、有机物及浊度增加造成的。,2.水池、水箱的设置,9.3管道饮用水净水供应9.3.5饮用净水管道系统中的水质防护,饮用净水系统中水池水箱没有与其它系统合用的问题，但是