管道直饮水系统设计

《管道直饮水系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《管道直饮水系统设计（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、管道直饮水系统设计随着人民生活水平的不断提高，人们对饮用水的水质提出了更高的要求。越来越多的用户把目光投向管道直饮水。管道干脆饮水是“管道优质干脆饮用水”的简称。即采纳分质供水方式，在居住小区内设净水站或小型水厂利用深度水处理技术和设施，将自来水进一步处理，达到干脆饮用的水质要求，由独立的供水管道输送到各家各户。自1997年上海浦东锦华小区建成全国第一例管道式分质供水示范工程以后，全国已有300多个住宅新区的150多万户居民喝上了管道直供水。由于管道直饮水的设计尚没有国家规范，本文以一工程实例谈谈管道直饮水的设计。1 系统设计1.1 定额及水量我国的管道直饮水是20世纪90年头末才起先试点的，

2、再加上对不同地区、不同性质的建筑物而言，饮水定额是不同的，目前国家对干脆饮水定额还没有制定规定，工程所采纳的数据一般依据工程阅历得来1。一般居民用水定额为q=35 L（人d）。南方部分城市可适当提高用水定额。1.2 管段设计秒流量管段设计秒流量一般采纳传统的生活给水设计秒流量公式和阅历公式来计算。陈和苗提出了用概率法计算直饮水管段设计秒流量的方法2。计算水龙头运用概率p可由以下三种方法确定。方法一：亨特概率法（最高峰运用概率） pt/t0 (1)式中：t0最忙用水时段器具连续两次的间隔，S； tt0期间的放水时间，s。方法二：最大时平均运用效率。 P=（qt/q0）/t1 (2) 式中：t1某

3、一时间段，s。 qtt1时段上的龙头累计用水量，L； q0龙头流量，Ls。当在最大用水小时的整个时段上（t1=3600s）概率公式可转化为. P=（qhq0）/t1qh3600q0 (3)式中：qh器具最高时用水量，L。假设系统中各同器具用水量及用水间隔都相等，则（3）可转化为， Pqh（3600）q0Qh（3600nq0） （4）式中：qh系统全部龙头的最大时用量。n龙头（器具）数量。方法三：最大时内高峰时段的平均运用效率。最大用水小时一般出现在下午5:306:30，而该高峰用水时段一般出现在6点左右的半个小时内，因此龙头的运用概率又可变为：pt/tlt=aQh/（nq0）(5)式中：t13

4、600s，为用水高峰时段的持续时间，需现场观测；a为小于1的系数。aQh是t1时段的耗水量，需现场测试。上述三种方法中，方法二最简洁。一般首先考虑此方法。以住宅为例，基础数据如下：每户人口为 3.5人，龙头额定流量为0.05 L人。取用水量标准5L（人d），龙头的运用概率为：按（5）式设改变系数Kh=4，最大时用水量的80集中在半小时之内用完。取a=0.8Qh=qhn=（3.55424）n2.92nLh，q0= 0.05Ls，t1=1800St= 0.8 2.92n（0.05n）46.72Sp46.7218000.026按（4）式设改变系数Kh=4，最高用水小时内的流量分布完全受概率规律的支配

5、。Qh= qhn=2.92nLh，qo= 0.05 L/sP=2.92n（3600n0.05）=0.016有了p值后，即可得到设计同时用水器具数m，再通过公式qs= qom求得管段设计秒流量qs。在计算p值时，需涉及到一些基本参数。各参数的取值工程建议如下：时改变系数Kh尚未有权威的统计值，为平安起见，建议取46。最大用水小时之内的流量分布与改变在目前尚未做系统的视察状况下，建议a取0.8。每户人数取3.55人。用水量标准一般取5L（人d）。利用上述参数及龙头数量，就可依据概率法计算出瞬时高峰流量。1.3 工艺流程及管网设计管道直饮水系统由两个系统组成：净水系统和供水管路系统。目前管道直饮水项

6、目所采纳的净水工艺流程见图1。为保证管网水质，在设计中各栋建筑的入户管在与室外管网连接处应设回流阀；管网输送系统应设计成全封闭循环式，尽量削减用户支管长度（建议不超过12 m3）。在住宅小区中每栋楼和整个供水管网都要循环，保证用户用水是在12h之内生产的（除水表之后的支管内的水）；从平安考虑，循环回水须经过净化与消毒处理方可再进入直饮水管道；直饮水管道应有较高的流速，以防止管内细菌繁殖和微粒沉积。依据设计阅历，干管设计流速宜采纳1.01.2m/s，支管设计流速宜采纳0.60.8 ms。1.4 管材在目前的管道直饮水给水管网中较常用的有PPR管、不锈钢复合管、铜管、铝塑复合管等。在保证水质的前提

7、下，依据工艺及运用条件的须要，可以选用不同的管材和管件。以下是不锈钢复合管与PPR管在工程应用上的技术经济比较。1.4.l 技术性PPR管目前国内市场PPR管材的种类比较多。PPR管中添加了各种各样的添加剂，使管材的硬度及稳定性得不到100的保证。施工中PPR接口等物理性能较为直观，便于识别，但在对水质的影响上，其化学性能目前还不能定量评价，要用较长的时间来验证。小范围的、单栋楼房管网因水力停留时间短其水质尚可保证，而对建设规模大，管网管线长的工程，由于化学物质的渗透交换等因素，使水质不能得到100的保证。同时依据PPR管道技术规程规定，PPR管作为立管方城墙敷设，在施工中就必需在墙上开槽，大

8、量增加厂工程量和施工难度，从而造价亦相应增加，而且维护管理极为不便。PPR管对温度敏感，其膨胀系数比金属大10倍，假如设计、施工过程中对补偿处理不当，就会增大附加应力而产生破坏，缩短运用寿命。且PPR管抗紫外线实力差，在阳光的干脆照耀下简洁老化，影响水质和运用寿命。同时塑料可作为微生物养料，简洁滋生细菌、藻类，从而影响水质。其刚性和抗冲击性能较刚性管道差，在施工和运输过程中简洁遭遇损坏。不锈钢复合管不锈钢复合管外表美观，强度大，耐用，而且价格适中；抗酸碱腐蚀性能好，能在风吹日晒雨淋的环境下工作。其外层为真空的塑料爱护膜，施工中不易破坏，接口密封性好，可拆卸，检修便利。不锈钢复合管综合了不锈钢管

9、和塑料管的优点，即临不锈钢管的刚性条件和塑料管内壁光滑的水力性能相结合，内置的PE管与刚性管力学结合性能好。其保温性好，不受室外温度影响，不变形。 经济性通过工程预算得出，在标准户型标准工程量的条件下，每户立管（按3m计算）采纳不锈钢复合管的造价为180元左右，而采纳PPR管（明装，不含开槽费用及沟槽复原费）每户立管造价在100元左右，即价差为80元左右。对于1000户左右规模的小区而言，总的工程造价仅相差8万元左右，而且依据PPR管设计规范，PPR管作为立管，只能在室外嵌墙敷设或设于室内。嵌墙敷设将增加开槽和沟槽复原工程量，相应大幅增加工作造价，若算上开槽费用和复原费用，采纳PPR管既不经济

10、，维护管理也很不便利。而不锈钢复合管的经济合理性和技术牢靠性却远远高于PPR管。若将立管设于室内，将影响美观，同时增加施工难度。1.5 计量管道直饮水由于用量小，流淌慢，水价高等特点，因此要求管道直饮水水表具有特别的性能，其计量范围、计量单位、最大允许温度、公称口径与材质要求与一般水表有很大的区分。管道直饮水系统的用户，平均每户用水不超过0.1m3d，而目前一般水表的国家标准规定的适用流量为0.640000m3h；依据一般水表国家标准的规定，水表累计读数的指标范围应为 0.0019999.999m3，而事实上管道直饮水水表的计量范围一般在0.19999.9 L之间；在南方的一些常年处于高温的城

11、市，还要求水表机芯材料要有较好的耐温性，而一般水表则没有这方面的要求。因此从以上分析看管道直饮水计量水表是一种有别于一般水表的专用水表，还处于开发探讨阶段。2 效益分析以北京某小区管道工程的投资效益进行分析4。该小区总建筑面积为10.8104m3，由3栋高层住宅楼组成，有居民656户，管道直饮水系统按3.5人户、5L（人d），用水量为11.8 m3d设计，供水实力为24m3d，采纳反渗透工艺，出水中浓水与纯水的比例为1：1，总投资为200万元，包括管道费110万元，设备费25万元及安装施工费和其他费用，系统投资折合为1012元m2，综合投资小于20元m2。设备的运用寿命按30 a考虑（一般是1

12、5a），用水量按12 m3d计，则整个系统的效益分析如下：总投资为200万元。自来水费为2元m3。30a水费合计为51.84万元。电费为0.4元（kwh）。设备每天工作12 h，耗电量为72kwh；30a总费用为31.104万元。管理费用、修理费用及其他用料费用合计为58.096万元。30 a总费用为341.04万元。制水成本为26元m3。纯净水售价为200元m3，赢利为173.68元m3。年赢利为173.68129 60030= 75万元。30 a赢利为173.68 129 6002 251万元。由此看出，管道直饮水的成本不到0.03元L，而售价却是0.20元L，是成本的6倍多。东莞管道直饮水的成本每升为0.08元，定价为0.21元L，一个3000户居民的小区直饮水系统工程总投资不到300400万，估计运行两三年即可收回建设成本。同目前市场上流行的桶装水和瓶装水比较，桶装水售价一般为0.51.0元/L，瓶装水为3.6元L，而管道直饮水仅为0.20.4元L，因此可以看出管道直饮水前景非常广袤。