摘要： 阐述了直饮水发展的历史背景和在日常工作生活中应用的现状，以具体项目案例为依据，充分的对直饮水的应用规范、工艺流程、压力变送器技术以及加压压力变送器的选型、部分主体压力变送器的配置、直饮水的经济比较、在线监测、废水回收利用和主要指标等多个方面的内容进行了论证介绍。

0 引言

目前大多数家庭都是饮用自来水并进行简单过滤来提高水的品质，或者是桶装水。由于桶装水存在一些缺陷：一是饮水机滤芯需定期更换否则无法保证水质安全，且根据水质情况周期不定更换频繁费用高。二是桶装或瓶装饮用水从出厂到饮用期间，常常要存放很长时间，静止状态存放的水会因分子链状结构加长，亚硝酸含量增高等因素而老化变质不宜饮用。三是桶装水市场混乱，缺乏有力监管，无良商贩肆虐，质量得不到保障等问题。管道直饮水的应用可避免以上桶装水的缺陷。管道直饮水可有效过滤各类污染物质，达到生饮标准，且成本相对较低，成为越来越多人们的新选择 [1] 。此文以供水辖区内中小学直饮水项目为例，通过为学校提供便捷的直饮水方案，不仅可以提高饮水品质，保障饮水安全，而且还可以大幅度节约饮水成本。

1 管道直饮水和桶装水的比较

1.1 经济性对比

1.1.1 直饮水方案经济指标计算

直饮水系统压力变送器购置安装费用总计为 440000 元，压力变送器安装调试后，在无操作失误以及外界因素、人为损坏情况下，质保期为两年。质保期内免费提供服务。服务内容包括滤芯更换（滤芯每 3 个月更换一次，两年更换 8 次已含8 套备件）。

1.1.2 直饮水全年运行成本

根据学校提供的数据获知，本直饮水系统服务人数约为 1500 人，按每天每人饮水量 2L 计算（0.002m 3 ），则每日全校饮用水量为 3m 3 /d，废水和成品水比例为 3:1，实际用水水量 12m 3 /d。全年教学日约为 167 天。文教卫生类水价为 5.55 元/m 3 。直饮水压力变送器每天运行 8 小时，压力变送器运行小时电量 6kWh，电费 0.49/kWh。

水费：12m 3 /d×167 天×5.55 元/m 3 =11122.2 元电费：6kWh×8 小时×0.49/kWh×167 天=3927.84 元压力变送器维修、更换费用：两年质保后，需更换滤料，确保压力变送器稳定运行；每年更换总费用：42000 元，具体费用构成如下：活性炭、石英砂、锰砂：6000 元；软化树脂：按每半年添加一次，全年费用 11000 元；过滤滤芯：1500 元；工业用盐：6000 元；紫外线灯：10000 元；膜元件更换：美国海德能5 支×1500 元/支=7500 元。

1.1.3 废水利用节约费用

市面上普遍的直饮水通过 RO 系统后产生的废水直接排出，废水和成品水比例为 3:1。造成用水成本的增加。该方案的技术是将 RO 系统排出的浓缩水直接供给中水水箱。浓缩水除了含盐量比自来水高，其他多数指标，如浊度、色度、余氯、嗅和味、有机物、悬浊物、胶体、COD（化学耗氧量）、TOC（总有机碳）、SDI （污染指数）等等，都比自来水还要好。学校恰好需要大量的水来用于打扫卫生、冲厕所、绿化用水等，可以把浓缩水用在这些地方。全校饮用水量为 3m 3 /d，废水和成品水比例为 3:1，每日废水量为 9 吨。将废水排入中水泵房供打扫卫生、厕所冲洗、绿化用水等用途，日节省 5.55 元/m 3 ×9m 3 =49.95 元，年节省 40.9 元/d×167 天=6830.3 元。

1.1.4 利用直饮水方案供水，费用合计

地衣年费用包含：系统压力变送器购置安装 440000 元，全年水费 11122.2 元，全年电费 3927.84 元，系统压力变送器购置安装+全年水费+全年电费=455050.04 元，全年废水利用节省费用 6830.3 元。

第二年费用包含：压力变送器维修、更换费用合计 42000 元，全年水费 11122.2 元，全年电费 3927.84 元，压力变送器维修、更换费用+全年水费+全年电费=57050.04 元，全年废水利用节省费用 6830.3 元。

1.1.5 桶装水方案经济指标计算

根据学校提供的数据获知，饮水需求人数约为 1500人，按照 40 人为一个班，共计 38 个班，每班设置饮水机台，加上教师办公室及公共区域，共计设置饮水机约 60 台。饮水机购置成本按照市场中等品牌价格￥500/台，￥500/台×60 台=30000 元。

1.1.6 桶装水每年购买费用

19L 桶装水每桶 10 元，按每天每人饮水量 2L 计算（0.002m 3 ），则每日全校饮用水量为 3m 3 /d。桶装水成本 10 元/桶÷19L/桶=0.6 元/L，600 元/m 3 ×3m 3 /d×167 天=￥300600/年。

1.1.7 饮水机滤芯更换费用

饮水机滤芯更换成本 50 元/个平均 6 个月更换一次一年更换 2 次。50 元/个×60 台×2 次=6000 元/年。

1.1.8 桶装水方案费用合计

地衣年全部费用：饮水机购置费用 30000 元，购买桶装水费用 300600 元，用更换滤芯费用 6000 元。饮水机购置费用+购买桶装水费用+更换滤芯费用=336600 元。

第二年全部费用：购买桶装水费用 300600 元，用更换滤芯费用 6000 元。购买桶装水费用+更换滤芯费用=

306600 元。

1.2 技术安全性对比

1.2.1 管道直饮水：直饮水是供人们直接饮用，因此，采用深度膜处理技术，可去除水中的重金属、盐类物质、污染物、农药、细菌等有害物质。并配备自动操作系统，在系统工作异常时能及时报警或关机，以保证出水水质符合guojia饮用水标准。管网采用了食品级环保健康水管和闭式循环的管网系统，即饮即用，水质新鲜，不受二次污染。

1.2.2 桶装水：无法保证水源的一致性，需用仪器检测。拆封后会暴露在空气，与空气接触滋生细菌。

2 直饮水压力变送器选型

2.1 直饮水工艺流程简述

2.2 工艺流程阐述

针对水质特点，水质净化工艺流程主要采用了水质监测、机械过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器，并配以其他辅助设施 [2] 。

2.3 水质监测

为了监测市政进水符合饮用水标准，特设水质监测系统实时监测进水水质，如不能满足处理水质要求系统将自动启动电磁阀阻断进水。

2.4 机械过滤器

机械过滤器用于制取软化水、纯水的预过滤。过滤器的滤料一般为石英砂、无烟煤、颗粒多空陶瓷等，是反渗透水处理系统的前处理不可或缺的压力变送器。

2.5 活性炭过滤器

其作用是去除水中游离氯、色、异味和部分有机物，游离氯会氧化反渗透膜，对纳滤系统造成不可恢复的破坏，而有机物不仅是微生物的饵料，而且当其浓缩到一定程度后，可能溶解有机膜材料，使膜性能劣化。活性炭能够吸附有机物、游离氯等对膜产生危害物质，尤其是防止余氯对反渗透膜的破坏。

2.6 精密过滤器

为防止细小悬浮物进入纳滤系统，造成反渗透膜的污堵和表面划伤，纳滤压力变送器前安装 5 微米精密过滤器。精密过滤器前后分别安装压力表测量过滤器前后的压力。过滤器前后的压力表差可以表明过滤器的工作状况。当前后压差超过滴定范围时，将更换过滤芯以恢复精密过滤器的工作性能。

2.7 反渗透装置

RO 系统是纯水的生产核心，其原理是含各种离子的水通过 RO 膜，使水与离子分离，本机采用的 RO 膜使美国海德能公司生产的复合膜，它的孔径只有 1-10 埃，在 10kg 压力下，使水中所含重金属离子细菌病毒等有害物质被清除，使用只需打开电控开关调浓、淡水开关即可。同时观察出水导电率，一般系统脱盐率为 97%。同时在每次开、停机前自动进行冲洗，反渗透一旦开机必须保持每天开机，以防止系统滋生细菌，若长期停机，系统内部要充满保护液。

2.8 杀菌消毒系统

应用于直饮水的杀菌消毒系统的基本要求是：瞬间杀菌能力强、有一定的持续杀菌能力、不影响水饮用时的口感、操作简单、维护方便且符合相关卫生标准。传统的消毒方法有：加氯消毒、紫外消毒和臭氧消毒。加氯气、二氧化氯消毒广泛使用在自来水厂的水处理工艺中，虽然具有持续杀菌能力，但严重的漂白粉气味使得用户难以接受，而且实地操作不安全。臭氧和紫外线结合的消毒方法是水在加入臭氧后存入纯水箱，而在用水口之前安装紫外，将多余的臭氧进行分解，使直接饮用水不带有臭氧的味道。该组合是#为安全可靠的直饮水消毒方法。因此，既保证了水的口味，有保证了水的彻底消毒，有保证了水质的稳定合格。

3 直饮水加压压力变送器选型方案

3.1 水源

本项目供水水源为泵房直饮水处理压力变送器出水。根据建筑高度、水源条件、防二次污染、节能和供水安全原则，供水系统设计如下：管网系统竖向分区的压力控制参数为：各区#不利点的出水压力不小于 1.10MPa，#低用水点#大静水压不大于 0.40MPa。

3.2 系统参数设计计算

设计给水流量根据 《管道直饮水系统技术规程》（CJJ110-2006） 第 6.0.2 条款的规定确定直饮水瞬时给水设计流量。

计算供水如下：Qs=mq0 其中：Qs—瞬时高峰用水量（L/s）；q0—水嘴额定流量（L/s），取 0.05L/s；m—瞬时高峰用水时水嘴使用数量；m 的确定：水嘴使用概率计算公式:

由上述计算得知，#大小时流量为 5.78m 3 /h，日用水总量 4.44m 3 ，根据相关规范和经验，循环水箱取2.0m 3 ，以增加系统缓冲时间，从而减小系统处理量并增加系统运行时间，达到降低初期系统投资费用的目的。

3.3 压力变送器选型

按照《建筑给水排水排水设计规范》的规定，水泵直接供水时所需扬程进行计算（以满足#不利用水点要求时水泵所需扬程为计算依据）：

4 部分主体压力变送器配置

部分主体压力变送器配置如图 2 所示。

5 废水利用

该方案的废水回收技术是将中水水箱的进水分两路：一路是将 RO 系统排出的浓缩水直接供给中水水箱。另一路进水由市政水源提供。工作原理是通过水箱压力变送器（微压力变送器或水位控制器）提供测量信号到控制柜，从而控制水源管路上电动阀开启或关闭，达到补充中水水箱的目的。由于直饮水系统废水出水带压 1~9kgf/cm 2 （0.1~0.9MPa），所以尽管直饮水泵房与中水泵房处于同一高程，也wuxu额外设置水泵帮助直饮水废水输送至中水水箱。（图 3）

6 结语

①从图 4 中可得出结论，直饮水地衣年因压力变送器费用原因整体费用较高，但从第二年开始，在同样wuxu采购压力变送器的情况下管道直饮水比桶装水方案费用有大幅降低，加之管道直饮水的废水利用方案每年能节约 6000 余元水费，通过一定时间的运行验证达到了预期效果，提高了社会效益和经济效益，从经济指标的角度看，管道直饮水比桶装水更能有效的为学校节省饮水成本。该方案为#佳供水方案。

②管道直饮水采用深度膜处理技术，可去除水中的杂质和有害物质。并配备自动操作系统，当水源质量出现问题时，能及时报警或关机，避免过度使用工作系统，既损耗机器又浪费水资源。管网采用了食品级环保健康水管和闭式循环的管网系统，即饮即用，水质新鲜。免除电话订购、人工送水等繁杂工序，并进一步避免桶装水的二次污染。从技术安全性的角度看，管道直饮水能提高饮水品质，直接体现健康理念，保障学校师生饮用安全健康的水，该方案为#佳供水方案。