高層建筑直飲水工藝的優(yōu)化改造

沈伊辰

摘 要：高層建筑直飲水工藝一般采用預(yù)處理（砂濾+炭濾+軟化）+反滲透+后處理（消毒），本文通過對直飲水工藝的闡述，總結(jié)了傳統(tǒng)直飲水工藝的優(yōu)缺點，隨后提出了三套工藝改造措施，并進(jìn)行了簡單的成本核算，得出最適合實際改造的方案。以期待未來在工程設(shè)計中提供借鑒作用。

關(guān)鍵詞：高層建筑直飲水；直飲水工藝；直飲水；工藝改造；反滲透；

1.引言

高層建筑管道直飲水原水一般采用城市自來水，經(jīng)過預(yù)處理、膜處理和后處理。預(yù)處理主要是為了減輕后續(xù)膜的結(jié)垢、堵塞和污染，以避免膜在短期內(nèi)損壞，保證膜工藝系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行。膜處理，是利用膜分離原理來將水中微小顆粒的物質(zhì)，如細(xì)菌、病毒等膠體物質(zhì)通過一定大小的膜孔徑來去除。工程實際上主要采用反滲透處理工藝。后處理是指在膜處理后的保質(zhì)或水質(zhì)調(diào)整措施，主要是為了保證管道直飲水水質(zhì)的長期穩(wěn)定性，通常采用消毒，常用方法：臭氧、紫外線、二氧化氯或氯等。工程中常采用臭氧和紫外線殺菌消毒。

直飲水的應(yīng)用在歐美等發(fā)達(dá)國家已有較長的歷史，其最大的優(yōu)點就是飲用水水質(zhì)有保證，健康、經(jīng)濟(jì)、方便。在我國，上海于1996年率先在住宅小區(qū)試驗建設(shè)第一個管道直飲水系統(tǒng)，由于其相對傳統(tǒng)燒開水的飲用習(xí)慣和桶裝水換水、等水、長時間不飲用還易滋生細(xì)菌的無與倫比的優(yōu)勢，立即受到用戶的追捧，帶來了極高的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益[1]。

將管道直飲水引入住宅小區(qū)，是提高住宅品質(zhì)的表現(xiàn)，許多房地產(chǎn)開發(fā)商為增加商品房的賣點，已成為房地產(chǎn)開發(fā)商們重點用來吸引購買者的亮點之一，國內(nèi)多個城市，尤其是沿海大中型城市都已在住宅小區(qū)推廣建設(shè)管道直飲水。城市公共直飲水系統(tǒng)的發(fā)展也很快，深圳、珠海、?？凇⒐鹆值炔簧俪鞘卸及惭b了街頭飲水機(jī)。深圳等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市已計劃全面改造城市供水系統(tǒng)，提升自來水水質(zhì)，最終使自來水可以直接飲用[1]。

但是，我國管道直飲水的發(fā)展仍處于起步階段。其主要應(yīng)用集中在北京、上海、廣州等大城市。對于當(dāng)前主要制約直飲水發(fā)展的原因一下幾個方面：

（1）直飲水管路中易滋生細(xì)菌。

（2）直飲水管網(wǎng)中死水情況。

（3）工藝設(shè)備以及管材的選用，經(jīng)濟(jì)成本很高。主要是膜組件的成本。

（4）當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)主管部門缺乏對直飲水行業(yè)監(jiān)管，對個別相關(guān)工程項目只提出少量建設(shè)性意見。

高層建筑直飲水系統(tǒng)，屬于建筑給排水飲水供應(yīng)的部分。建筑給排水飲水供應(yīng)主要有開水供應(yīng)系統(tǒng)和冷飲水供應(yīng)系統(tǒng)。所謂直飲水，指的就是冷水供應(yīng)系統(tǒng)。對于直飲水系統(tǒng)，最為關(guān)鍵的一環(huán)應(yīng)該是直飲水工藝部分。因此，對于直飲水系統(tǒng)的設(shè)計，對其工藝的選擇與設(shè)計會變得非常重要。本文主要闡述了整個傳統(tǒng)直飲水工藝的主要流程，并分析其主要的缺陷與不足，以期待來指導(dǎo)未來在高層建筑直飲水方向上的設(shè)計。

2. 高層建筑直飲水傳統(tǒng)處理工藝

2.1高層建筑直飲水傳統(tǒng)處理工藝基本介紹

高層建筑傳統(tǒng)直飲水工藝處理流程，根據(jù)原水水質(zhì)的特點和出水水質(zhì)要求，大致分為三個階段：預(yù)處理、膜處理和后處理。

預(yù)處理一般為：過濾（一般可以采用多介質(zhì)過濾、活性炭過濾、精密過濾、KDF處理等方法）、軟化[7]。

反滲透RO處理工藝是整個傳統(tǒng)處理工藝的核心。它包括反滲透膜元件，以及壓力容器、高壓泵、計量泵、保安過濾器、各種儀表、閥門等一系列附件組成。反滲透是與自然滲透過程相反的膜分離過程。它是借助于半透膜對溶液中溶質(zhì)的截留作用，在高于溶液滲透壓的壓差推動下，使溶劑滲透通過半透膜，達(dá)到溶液脫鹽的目的。滲透和反滲透是通過半透膜來完成的。在濃溶液一側(cè)施加比自然滲透壓更高的壓力。迫使?jié)馊芤褐械娜軇┓聪蛲高^膜，流向稀溶液一側(cè)，從而達(dá)到分離提純目的。滲透壓的大小與溶液性質(zhì)有關(guān)而與膜無關(guān)。反滲透的物質(zhì)遷移過程常用氫鍵理論、優(yōu)先吸附一毛細(xì)管流動理論、溶解擴(kuò)散理論來解釋。反滲透膜的材料一般為醋酸纖維素（CA）、芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑（PBI）、聚苯醚（PPO）、聚乙烯醇縮丁醛（PVB）。反滲透膜組件是由膜、支撐物、和容器按一定技術(shù)要求制成的組合構(gòu)件。膜組件一般分為板式、管式、卷式以及中空纖維式。其中主要用于飲用水、純水領(lǐng)域的是中空纖維式。板式主要用于污水處理MBR領(lǐng)域。目前膜工業(yè)上把反滲透膜分為三類：高壓反滲透膜（5.6-10.5MPa，用于海水淡化）、低壓反滲透膜（1.4-4.2MPa，用于苦咸水的脫鹽）、和超低壓反滲透膜（0.5-1.4MPa，用于自來水脫鹽）[6]。

在膜處理后的后處理，常用方法還有：臭氧、紫外線、二氧化氯或氯等。工程中常采用臭氧和紫外線殺菌消毒[4]。下圖為傳統(tǒng)直飲水工藝流程圖。

其中砂濾器采用多介質(zhì)過濾器（又稱壓力式機(jī)械過濾器）其主要作用是去除粒度大于20?m的機(jī)械雜質(zhì)，經(jīng)過混凝的小分子有機(jī)物和膠體，前加絮凝劑；炭濾器采用活性炭過濾器，其主要功能是除臭、除色、除有機(jī)物、除氯、除重金屬；軟化器一般采用鈉離子交換器，或采用一些化學(xué)處理方法，例如：pH調(diào)節(jié)、投加阻垢劑、氧化等，這樣做，筆者認(rèn)為，這樣做可以在一定程度上，節(jié)約設(shè)計構(gòu)筑物的成本（對于環(huán)保公司）和節(jié)約設(shè)備選型的成本（對于一般設(shè)計院）。對于軟化，主要是為了防止鈣、鎂鹽在后續(xù)的膜組件表面產(chǎn)生結(jié)垢。通常情況下，一般各大環(huán)保公司在設(shè)計時，主要針對實際的工程條件中所告知的水質(zhì)條件，來對工藝進(jìn)行優(yōu)化選擇。對于北方大部分地區(qū)，水質(zhì)偏硬，需要采取前面所述的有效措施，防止后續(xù)的反滲透膜表面結(jié)垢，進(jìn)而導(dǎo)致的最后出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的情況；而對于南方或其他特點地區(qū)水質(zhì)較好的情況下，可以取消這一步。從而達(dá)到節(jié)約工藝設(shè)計成本和設(shè)備選型的成本；精密過濾，又稱保安過濾器。是放置于整個反滲透裝置的進(jìn)口，其目的是為了進(jìn)一步去除預(yù)處理進(jìn)水中可能攜帶的顆粒性雜質(zhì)。通常采用5?m的濾芯，濾芯材質(zhì)一般為聚乙烯或丙綸。在反滲透系統(tǒng)中采用的濾芯一般有蜂房式線繞濾芯和熔噴濾芯，以及更高效的折疊式濾芯。還有，關(guān)于反滲透裝置的濃水的處理，工程上常對濃水進(jìn)行直接排放至城市污水管網(wǎng)，或作澆花、洗車和澆灑道路及綠地之用。

2.2 高層建筑直飲水傳統(tǒng)處理工藝的優(yōu)缺點

如上文所述，高層建筑直飲水傳統(tǒng)工藝是以反滲透工藝為核心的處理工藝。對于反滲透處理工藝，筆者認(rèn)為之所以現(xiàn)在大部分環(huán)保公司采用這套工藝，有以下幾點原因：

（ 1） 反滲透膜是膜孔徑小于1 nm的膜，它基本上將水中的細(xì)菌、病毒等有害物質(zhì)去除。處理效果好。保證了供水的安全可靠性。

（ 2 ） 制取反滲透膜工藝技術(shù)的成熟。反滲透膜廠家很多，例如：美國海德能、美國陶氏以及日本東麗。

但是，該工藝存在以下幾點問題：

（ 1 ）關(guān)于反滲透膜的清洗以及更換周期的問題；

對于反滲透膜的清洗，主要是由于反滲透膜在長時間的運行過程中，隨時有可能被無機(jī)物垢、膠體、微生物、金屬氧化物等污染。從而導(dǎo)致裝置出水水質(zhì)降低，脫鹽率降低，產(chǎn)水量降低以及多種反應(yīng)反滲透膜性能的指標(biāo)下降。

（ 2 ） 反滲透工藝濃水處理問題；

在反滲透工藝處理的過程中，會產(chǎn)生濃水。對于濃水的處置問題，長久以來，都是一個很讓大多數(shù)設(shè)計者頭痛的問題。反滲透工藝濃水中的污染物主要有：溶解性有機(jī)物（DOM）和總?cè)芙庑怨腆w（TDS）。

（ 3 ）反滲透出水水質(zhì)問題；

反滲透膜有將將水中有益于健康的無機(jī)離子去除的可能。如何保持水中的礦物質(zhì)將會變得異常關(guān)鍵。其次，怎樣使水保持一個弱堿性的pH值，也會變得異常關(guān)鍵。

3. 高層建筑直飲水工藝的優(yōu)化

對于砂濾+炭濾+軟化+RO（膜技術(shù)）+消毒這套常規(guī)制取直飲水的工藝，其中軟化工藝，向上文所述，已經(jīng)可以針對特定水質(zhì)來考慮其工藝的取舍。這里無需考慮其優(yōu)化改造問題。重點是應(yīng)基于對其核心處理工藝——膜工藝的改造。由于近年來，陸續(xù)爆發(fā)飲用水水源地受到有機(jī)污染物污染的事件。為了防止因由于突發(fā)的水污染事件，而導(dǎo)致的供水安全的問題。工程上采用RO為其工藝流程的核心處理工藝。其主要目的是保證整個處理工藝的供水安全性。RO足以保證其處理流程的供水安全。因為反滲透用膜的孔徑是最小的，一般小于1nm，可將水中大部分雜質(zhì)、及一些有機(jī)污染物去除。可見下表所示：

所以，對于此。估計改造的可能性也較小。因此需從如何保證水能保證人體健康飲用，以及最大限度地去除有機(jī)污染物才是關(guān)鍵。

關(guān)于反滲透工藝清洗系統(tǒng)，工程上發(fā)現(xiàn)，對于膜的清洗，一般設(shè)計的有自動清洗系統(tǒng)。并且每隔半年或一年清洗系統(tǒng)一次，該系統(tǒng)為自動化控制。對于這一部分，設(shè)計人員需強(qiáng)調(diào)這一部分設(shè)計，以及在運行過程中的重要性。

關(guān)于反滲透濃水排放問題，反滲透產(chǎn)水較低，為了提高產(chǎn)水率，工程上都采用二級反滲透，來提高反滲透裝置的產(chǎn)水率。當(dāng)然，也可以將濃水回用到整個工藝流程前段，重走一遍工藝流程。當(dāng)然，在一開始對整個直飲水傳統(tǒng)工藝設(shè)計時，就必須考慮到這一部分的水量。從而提高濃水的利用率。減少設(shè)備的排水。

3.1 直飲水處理優(yōu)化方案

下面列舉了三種工藝改造方法，并與傳統(tǒng)處理工藝進(jìn)行了比較；

傳統(tǒng)工藝：預(yù)處理+RO裝置+紫外線殺菌；

方案1：預(yù)處理+NF裝置+紫外線殺菌；

方案2：預(yù)處理+UF裝置+紫外線殺菌；

方案3：預(yù)處理+RO裝置+紫外線殺菌+電解裝置；

方案1，是利用膜技術(shù)中的納濾手段進(jìn)行處理。納濾膜是目前優(yōu)質(zhì)直飲水的最佳技術(shù)之一，其可以有效去除三鹵甲烷的前驅(qū)物、細(xì)菌、病毒、溶解性有機(jī)物等污染物質(zhì)，并且適度脫鹽，保證水中對人體有益的無機(jī)離子。

方案2，是對于直飲水原水水質(zhì)較好的情況下采用的技術(shù)。該技術(shù)的成功推廣在2010年上海世博會中使用。

方案3，在傳統(tǒng)反滲透處理工藝的基礎(chǔ)上，加上一個對水質(zhì)改良的措施，維持水體pH的弱堿性。

注：三種方案均增加濃水回用系統(tǒng)。

3.2 優(yōu)化方案與傳統(tǒng)工藝的比較

假設(shè)某建筑直飲水設(shè)備產(chǎn)水量為1m3/h，采用海德能4寸ESPAI-4040型反滲透膜組件，一支為1380元，共采用8支。一支納濾膜1750元，壓力容器采用無縫連接不銹鋼材質(zhì)，一支350元。一支浙江求是膜FUF8040型PVDF材質(zhì)超濾膜組件（包括壓力容器）為4500元，高壓泵，兩臺，一用一備，一臺為1150元。保安過濾器為2800元。紫外線殺菌器為350元一臺，預(yù)計采用一用一備，共兩臺。電解設(shè)備預(yù)計為500元一臺，采用一用一備，共計兩臺。

膜組件的費用=膜元件的價錢+壓力容器+高壓泵+保安過濾器+閥門儀表（按前四項的總和的20% 計算）

不銹鋼容器的費用及除反滲透裝置以外的管路管材費用 =膜組件費用的20%+紫外線殺菌器的價錢；

各容器中填料、以及藥劑的費用=膜組件的費用的20%。

具體計算結(jié)果見下表：

4.結(jié)論

（1）傳統(tǒng)直飲水處理工藝主要缺陷反映在： a.反滲透出水水質(zhì)問題上，反滲透不僅去除了細(xì)菌、病毒等有毒有害物質(zhì)，而且還去除了對人體有益的無機(jī)離子。b.反滲透膜的濃水排放問題；反滲透水利用率不高。會產(chǎn)生大量的濃水。濃水的排放需要設(shè)計者引起重視。c.反滲透膜膜污染問題；一般環(huán)保公司會對工程運行后，要求建設(shè)方在設(shè)備運行了差不多每半年或一年后開啟系統(tǒng)自帶的清洗系統(tǒng)，對反滲透膜進(jìn)行清洗。所以，對于清洗系統(tǒng)的設(shè)計以及膜材料的選用需要在設(shè)計時引起足夠多的重視。

（2）從上文的成本損耗對比中可以得出結(jié)論：

方案2的預(yù)算成本最少，大約比傳統(tǒng)方案便宜了將近18000元的成本損耗。方案3僅僅比傳統(tǒng)工藝貴了1000元左右。而方案1比傳統(tǒng)工藝貴了近4000元左右。對于濃水回用部分僅在工藝基礎(chǔ)上增加管材費用。

1）雖然納濾膜的處理效果是最好的。但納濾膜組件的成本明顯比傳統(tǒng)工藝的反滲透膜組件要貴許多。且到目前為止，納濾膜仍處于研發(fā)與中試階段。

2） 對于原水水質(zhì)較好的情況下，可以采用超濾膜組件進(jìn)

2.2 高層建筑直飲水傳統(tǒng)處理工藝的優(yōu)缺點

如上文所述，高層建筑直飲水傳統(tǒng)工藝是以反滲透工藝為核心的處理工藝。對于反滲透處理工藝，筆者認(rèn)為之所以現(xiàn)在大部分環(huán)保公司采用這套工藝，有以下幾點原因：

（ 1） 反滲透膜是膜孔徑小于1 nm的膜，它基本上將水中的細(xì)菌、病毒等有害物質(zhì)去除。處理效果好。保證了供水的安全可靠性。

（ 2 ） 制取反滲透膜工藝技術(shù)的成熟。反滲透膜廠家很多，例如：美國海德能、美國陶氏以及日本東麗。

但是，該工藝存在以下幾點問題：

（ 1 ）關(guān)于反滲透膜的清洗以及更換周期的問題；

對于反滲透膜的清洗，主要是由于反滲透膜在長時間的運行過程中，隨時有可能被無機(jī)物垢、膠體、微生物、金屬氧化物等污染。從而導(dǎo)致裝置出水水質(zhì)降低，脫鹽率降低，產(chǎn)水量降低以及多種反應(yīng)反滲透膜性能的指標(biāo)下降。

（ 2 ） 反滲透工藝濃水處理問題；

在反滲透工藝處理的過程中，會產(chǎn)生濃水。對于濃水的處置問題，長久以來，都是一個很讓大多數(shù)設(shè)計者頭痛的問題。反滲透工藝濃水中的污染物主要有：溶解性有機(jī)物（DOM）和總?cè)芙庑怨腆w（TDS）。

（ 3 ）反滲透出水水質(zhì)問題；

反滲透膜有將將水中有益于健康的無機(jī)離子去除的可能。如何保持水中的礦物質(zhì)將會變得異常關(guān)鍵。其次，怎樣使水保持一個弱堿性的pH值，也會變得異常關(guān)鍵。

3. 高層建筑直飲水工藝的優(yōu)化

對于砂濾+炭濾+軟化+RO（膜技術(shù)）+消毒這套常規(guī)制取直飲水的工藝，其中軟化工藝，向上文所述，已經(jīng)可以針對特定水質(zhì)來考慮其工藝的取舍。這里無需考慮其優(yōu)化改造問題。重點是應(yīng)基于對其核心處理工藝——膜工藝的改造。由于近年來，陸續(xù)爆發(fā)飲用水水源地受到有機(jī)污染物污染的事件。為了防止因由于突發(fā)的水污染事件，而導(dǎo)致的供水安全的問題。工程上采用RO為其工藝流程的核心處理工藝。其主要目的是保證整個處理工藝的供水安全性。RO足以保證其處理流程的供水安全。因為反滲透用膜的孔徑是最小的，一般小于1nm，可將水中大部分雜質(zhì)、及一些有機(jī)污染物去除?？梢娤卤硭荆?/p>

所以，對于此。估計改造的可能性也較小。因此需從如何保證水能保證人體健康飲用，以及最大限度地去除有機(jī)污染物才是關(guān)鍵。

關(guān)于反滲透工藝清洗系統(tǒng)，工程上發(fā)現(xiàn)，對于膜的清洗，一般設(shè)計的有自動清洗系統(tǒng)。并且每隔半年或一年清洗系統(tǒng)一次，該系統(tǒng)為自動化控制。對于這一部分，設(shè)計人員需強(qiáng)調(diào)這一部分設(shè)計，以及在運行過程中的重要性。

關(guān)于反滲透濃水排放問題，反滲透產(chǎn)水較低，為了提高產(chǎn)水率，工程上都采用二級反滲透，來提高反滲透裝置的產(chǎn)水率。當(dāng)然，也可以將濃水回用到整個工藝流程前段，重走一遍工藝流程。當(dāng)然，在一開始對整個直飲水傳統(tǒng)工藝設(shè)計時，就必須考慮到這一部分的水量。從而提高濃水的利用率。減少設(shè)備的排水。

3.1 直飲水處理優(yōu)化方案

下面列舉了三種工藝改造方法，并與傳統(tǒng)處理工藝進(jìn)行了比較；

傳統(tǒng)工藝：預(yù)處理+RO裝置+紫外線殺菌；

方案1：預(yù)處理+NF裝置+紫外線殺菌；

方案2：預(yù)處理+UF裝置+紫外線殺菌；

方案3：預(yù)處理+RO裝置+紫外線殺菌+電解裝置；

方案1，是利用膜技術(shù)中的納濾手段進(jìn)行處理。納濾膜是目前優(yōu)質(zhì)直飲水的最佳技術(shù)之一，其可以有效去除三鹵甲烷的前驅(qū)物、細(xì)菌、病毒、溶解性有機(jī)物等污染物質(zhì)，并且適度脫鹽，保證水中對人體有益的無機(jī)離子。

方案2，是對于直飲水原水水質(zhì)較好的情況下采用的技術(shù)。該技術(shù)的成功推廣在2010年上海世博會中使用。

方案3，在傳統(tǒng)反滲透處理工藝的基礎(chǔ)上，加上一個對水質(zhì)改良的措施，維持水體pH的弱堿性。

注：三種方案均增加濃水回用系統(tǒng)。

3.2 優(yōu)化方案與傳統(tǒng)工藝的比較

假設(shè)某建筑直飲水設(shè)備產(chǎn)水量為1m3/h，采用海德能4寸ESPAI-4040型反滲透膜組件，一支為1380元，共采用8支。一支納濾膜1750元，壓力容器采用無縫連接不銹鋼材質(zhì)，一支350元。一支浙江求是膜FUF8040型PVDF材質(zhì)超濾膜組件（包括壓力容器）為4500元，高壓泵，兩臺，一用一備，一臺為1150元。保安過濾器為2800元。紫外線殺菌器為350元一臺，預(yù)計采用一用一備，共兩臺。電解設(shè)備預(yù)計為500元一臺，采用一用一備，共計兩臺。

膜組件的費用=膜元件的價錢+壓力容器+高壓泵+保安過濾器+閥門儀表（按前四項的總和的20% 計算）

不銹鋼容器的費用及除反滲透裝置以外的管路管材費用 =膜組件費用的20%+紫外線殺菌器的價錢；

各容器中填料、以及藥劑的費用=膜組件的費用的20%。

具體計算結(jié)果見下表：

4.結(jié)論

（1）傳統(tǒng)直飲水處理工藝主要缺陷反映在： a.反滲透出水水質(zhì)問題上，反滲透不僅去除了細(xì)菌、病毒等有毒有害物質(zhì)，而且還去除了對人體有益的無機(jī)離子。b.反滲透膜的濃水排放問題；反滲透水利用率不高。會產(chǎn)生大量的濃水。濃水的排放需要設(shè)計者引起重視。c.反滲透膜膜污染問題；一般環(huán)保公司會對工程運行后，要求建設(shè)方在設(shè)備運行了差不多每半年或一年后開啟系統(tǒng)自帶的清洗系統(tǒng)，對反滲透膜進(jìn)行清洗。所以，對于清洗系統(tǒng)的設(shè)計以及膜材料的選用需要在設(shè)計時引起足夠多的重視。

（2）從上文的成本損耗對比中可以得出結(jié)論：

方案2的預(yù)算成本最少，大約比傳統(tǒng)方案便宜了將近18000元的成本損耗。方案3僅僅比傳統(tǒng)工藝貴了1000元左右。而方案1比傳統(tǒng)工藝貴了近4000元左右。對于濃水回用部分僅在工藝基礎(chǔ)上增加管材費用。

1）雖然納濾膜的處理效果是最好的。但納濾膜組件的成本明顯比傳統(tǒng)工藝的反滲透膜組件要貴許多。且到目前為止，納濾膜仍處于研發(fā)與中試階段。

2） 對于原水水質(zhì)較好的情況下，可以采用超濾膜組件進(jìn)

2.2 高層建筑直飲水傳統(tǒng)處理工藝的優(yōu)缺點

如上文所述，高層建筑直飲水傳統(tǒng)工藝是以反滲透工藝為核心的處理工藝。對于反滲透處理工藝，筆者認(rèn)為之所以現(xiàn)在大部分環(huán)保公司采用這套工藝，有以下幾點原因：

（ 1） 反滲透膜是膜孔徑小于1 nm的膜，它基本上將水中的細(xì)菌、病毒等有害物質(zhì)去除。處理效果好。保證了供水的安全可靠性。

（ 2 ） 制取反滲透膜工藝技術(shù)的成熟。反滲透膜廠家很多，例如：美國海德能、美國陶氏以及日本東麗。

但是，該工藝存在以下幾點問題：

（ 1 ）關(guān)于反滲透膜的清洗以及更換周期的問題；

對于反滲透膜的清洗，主要是由于反滲透膜在長時間的運行過程中，隨時有可能被無機(jī)物垢、膠體、微生物、金屬氧化物等污染。從而導(dǎo)致裝置出水水質(zhì)降低，脫鹽率降低，產(chǎn)水量降低以及多種反應(yīng)反滲透膜性能的指標(biāo)下降。

（ 2 ） 反滲透工藝濃水處理問題；

在反滲透工藝處理的過程中，會產(chǎn)生濃水。對于濃水的處置問題，長久以來，都是一個很讓大多數(shù)設(shè)計者頭痛的問題。反滲透工藝濃水中的污染物主要有：溶解性有機(jī)物（DOM）和總?cè)芙庑怨腆w（TDS）。

（ 3 ）反滲透出水水質(zhì)問題；

反滲透膜有將將水中有益于健康的無機(jī)離子去除的可能。如何保持水中的礦物質(zhì)將會變得異常關(guān)鍵。其次，怎樣使水保持一個弱堿性的pH值，也會變得異常關(guān)鍵。

3. 高層建筑直飲水工藝的優(yōu)化

對于砂濾+炭濾+軟化+RO（膜技術(shù)）+消毒這套常規(guī)制取直飲水的工藝，其中軟化工藝，向上文所述，已經(jīng)可以針對特定水質(zhì)來考慮其工藝的取舍。這里無需考慮其優(yōu)化改造問題。重點是應(yīng)基于對其核心處理工藝——膜工藝的改造。由于近年來，陸續(xù)爆發(fā)飲用水水源地受到有機(jī)污染物污染的事件。為了防止因由于突發(fā)的水污染事件，而導(dǎo)致的供水安全的問題。工程上采用RO為其工藝流程的核心處理工藝。其主要目的是保證整個處理工藝的供水安全性。RO足以保證其處理流程的供水安全。因為反滲透用膜的孔徑是最小的，一般小于1nm，可將水中大部分雜質(zhì)、及一些有機(jī)污染物去除。可見下表所示：

所以，對于此。估計改造的可能性也較小。因此需從如何保證水能保證人體健康飲用，以及最大限度地去除有機(jī)污染物才是關(guān)鍵。

關(guān)于反滲透工藝清洗系統(tǒng)，工程上發(fā)現(xiàn)，對于膜的清洗，一般設(shè)計的有自動清洗系統(tǒng)。并且每隔半年或一年清洗系統(tǒng)一次，該系統(tǒng)為自動化控制。對于這一部分，設(shè)計人員需強(qiáng)調(diào)這一部分設(shè)計，以及在運行過程中的重要性。

關(guān)于反滲透濃水排放問題，反滲透產(chǎn)水較低，為了提高產(chǎn)水率，工程上都采用二級反滲透，來提高反滲透裝置的產(chǎn)水率。當(dāng)然，也可以將濃水回用到整個工藝流程前段，重走一遍工藝流程。當(dāng)然，在一開始對整個直飲水傳統(tǒng)工藝設(shè)計時，就必須考慮到這一部分的水量。從而提高濃水的利用率。減少設(shè)備的排水。

3.1 直飲水處理優(yōu)化方案

下面列舉了三種工藝改造方法，并與傳統(tǒng)處理工藝進(jìn)行了比較；

傳統(tǒng)工藝：預(yù)處理+RO裝置+紫外線殺菌；

方案1：預(yù)處理+NF裝置+紫外線殺菌；

方案2：預(yù)處理+UF裝置+紫外線殺菌；

方案3：預(yù)處理+RO裝置+紫外線殺菌+電解裝置；

方案1，是利用膜技術(shù)中的納濾手段進(jìn)行處理。納濾膜是目前優(yōu)質(zhì)直飲水的最佳技術(shù)之一，其可以有效去除三鹵甲烷的前驅(qū)物、細(xì)菌、病毒、溶解性有機(jī)物等污染物質(zhì)，并且適度脫鹽，保證水中對人體有益的無機(jī)離子。

方案2，是對于直飲水原水水質(zhì)較好的情況下采用的技術(shù)。該技術(shù)的成功推廣在2010年上海世博會中使用。

方案3，在傳統(tǒng)反滲透處理工藝的基礎(chǔ)上，加上一個對水質(zhì)改良的措施，維持水體pH的弱堿性。

注：三種方案均增加濃水回用系統(tǒng)。

3.2 優(yōu)化方案與傳統(tǒng)工藝的比較

假設(shè)某建筑直飲水設(shè)備產(chǎn)水量為1m3/h，采用海德能4寸ESPAI-4040型反滲透膜組件，一支為1380元，共采用8支。一支納濾膜1750元，壓力容器采用無縫連接不銹鋼材質(zhì)，一支350元。一支浙江求是膜FUF8040型PVDF材質(zhì)超濾膜組件（包括壓力容器）為4500元，高壓泵，兩臺，一用一備，一臺為1150元。保安過濾器為2800元。紫外線殺菌器為350元一臺，預(yù)計采用一用一備，共兩臺。電解設(shè)備預(yù)計為500元一臺，采用一用一備，共計兩臺。

膜組件的費用=膜元件的價錢+壓力容器+高壓泵+保安過濾器+閥門儀表（按前四項的總和的20% 計算）

不銹鋼容器的費用及除反滲透裝置以外的管路管材費用 =膜組件費用的20%+紫外線殺菌器的價錢；

各容器中填料、以及藥劑的費用=膜組件的費用的20%。

具體計算結(jié)果見下表：

4.結(jié)論

（1）傳統(tǒng)直飲水處理工藝主要缺陷反映在： a.反滲透出水水質(zhì)問題上，反滲透不僅去除了細(xì)菌、病毒等有毒有害物質(zhì)，而且還去除了對人體有益的無機(jī)離子。b.反滲透膜的濃水排放問題；反滲透水利用率不高。會產(chǎn)生大量的濃水。濃水的排放需要設(shè)計者引起重視。c.反滲透膜膜污染問題；一般環(huán)保公司會對工程運行后，要求建設(shè)方在設(shè)備運行了差不多每半年或一年后開啟系統(tǒng)自帶的清洗系統(tǒng)，對反滲透膜進(jìn)行清洗。所以，對于清洗系統(tǒng)的設(shè)計以及膜材料的選用需要在設(shè)計時引起足夠多的重視。

（2）從上文的成本損耗對比中可以得出結(jié)論：

方案2的預(yù)算成本最少，大約比傳統(tǒng)方案便宜了將近18000元的成本損耗。方案3僅僅比傳統(tǒng)工藝貴了1000元左右。而方案1比傳統(tǒng)工藝貴了近4000元左右。對于濃水回用部分僅在工藝基礎(chǔ)上增加管材費用。

1）雖然納濾膜的處理效果是最好的。但納濾膜組件的成本明顯比傳統(tǒng)工藝的反滲透膜組件要貴許多。且到目前為止，納濾膜仍處于研發(fā)與中試階段。

2） 對于原水水質(zhì)較好的情況下，可以采用超濾膜組件進(jìn)