金 偉，李 憶，李懷正，范瑾初
(同濟大學 環境科學與工程學院，上海 200092)

　　摘　要：詳細介紹了錦華苑住宅小區分質供水系統的設計方案，包括集中處理設備、供水管網方式、管網水力計算等，為分質供水提供了可參考的設計經驗。
　　關鍵詞：分質供水；管網；設計
　　中圖分類號：TU821
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2002)10-0052-03

　　上海浦東新區錦華苑小區的分質供水系統于1999年通過驗收并投入試運行，于2000年6月通過上海市衛生防疫部門的驗收，水質指標達到建設部《飲用凈水水質標準》(CJ94—1999)。該項目是上海最早投入使用的住宅分質供水工程之一。
　　錦華苑小區占地為11.4hm²，住宅建筑面積為9.39×10⁴m²，小區住戶為668戶(原設計住宅建筑面積為13.46×10⁴m²，住戶為908戶)。
　　系統采用先集中處理再由分質供水管網進行輸送、分配的供水方式。系統流程見圖1。

1 系統設計

1.1 凈水流程
　　針對市政自來水的水質特征，處理系統采用除鐵除錳、兩級活性炭過濾、涂膜過濾及紫外線和微電解殺菌消毒組合凈水的工藝流程，其目的是降低水中的鐵、錳、有機物含量，消除自來水中的色度、余氯等，微電解殺菌技術與紫外線殺菌器的聯合使用可以產生具有很強殺菌能力的羥基自由基(·OH)，強化了殺菌效果并解決了傳統加氯消毒的副產物問題，同時具有一定的持續殺菌、抑菌作用。
1.2 處理水量
　　錦華苑居住區原設計生活用水量為950m³/d(調整后為700m³/d)，一般飲水量僅為生活用水量的2%～2.5%，因此將錦華苑最大飲水總量設計為24m³/d。
　　共設凈水設備2套，每套最大產水能力為1.5m³/h，而實際飲用水量只在5m³/d左右，開啟1臺凈水設備即可滿足要求，這其中有幾方面的原因：其一是錦華苑實際入住率為70%左右；其二是有部分飲水量是居民在工作單位消耗的；其三是分質供水難以方便地提供飲用熱水，部分用戶仍使用家庭飲水機。
1.3 供水方式
　　小區內設置多層供水和小高層供水兩套獨立運行的飲水管網，這樣可以盡早供應一期入住戶，也有利于降低管網的運行壓力。供水水泵也分為兩組，多層管網采用2臺CHI2-50型(連續運轉，定時切換)和1臺JQ4變頻水泵聯合供水，供水能力為1.5～2.5m³/h，利用JQ4變頻泵進行小幅度流量和壓力校正以維持恒壓(343kPa)；小高層管網采用2臺CRN2-80型高壓泵(1用1備)供水，供水能力為0.8～1.5m³/h，壓力為637kPa。
　　供水方式為24h不間斷供水，采用全回流方式進行管網循環，通過變頻水泵或循環回水管網閥門來調節供水管網壓力以保證用水點的供水壓力。

2 供水管網設計

　　優質飲用水管網與一般市政給水管網的設計有所不同，其特點是流量小、使用時間集中，配水系統不宜產生滯水管段，管道系統須嚴密、無泄漏以保證供水安全、可靠，同時必須保證足夠的水量、水壓和新鮮、合格的優質飲水。因此供水方案采用全回流循環方式。
2.1 小高層供水管網
　　小高層管網設計采用枝狀管網供水形式，入戶立管采用上行下給制，在6～7層間加裝減壓閥以進行分區，下行管道出水通過回水總管回流至設備間。
2.2 多層供水管網
　　多層住宅區占地面積較大且單元數較多，為降低管網的運行壓力并避免管道內飲水滯留時間過長而引起的水質惡化，因此采用環狀管網供水形式，入戶支管采用上行上給制(單管，未設回水管)，部分入戶管由于水壓較高，采用底層減壓后再分配給各樓層點的形式，室外環狀管網在流量最小節點以及壓力最小節點進行回水并通過回水管網流到設備間。
2.3 環狀供水管網水力計算
　　環狀供水管網的水力計算采用管網平差計算得出各管段的管徑、流速以及水頭損失并以此確定回水點位置，確定原則是取壓力最不利點和流速最不利點。在本項目中多層供水管網共計81個管段，確定的回水點有3個(其中兩個回水點是壓力最不利點，1個為管網平差計算中得到的流速最小點)。同時根據多種流量組合進行試算，包括0.6 L/s(無回水)、0.75L/s(回水為0.15L/s)、1.15L/s(回水為0.40L/s)，管道流速控制在0.3m/s以上。

3 設計要點

3.1 處理工藝及水量
　　先集中處理再通過管網分配的方式已被小區分質供水系統普遍采用，處理出水水質達標已不成問題，但應重點考慮管網輸送過程中水質是否穩定以及各用水點的水質(特別是微生物指標)是否合格。
　　住宅小區分質供水的總用水量可以依據住宅人口生活用水量或人均生活用水量計算。依據錦華苑中檔小區的特點，最大飲水量選擇為10m³/d較為合適(約占設計生活用水量的1.5%)，因此建議中、低檔小區選擇較小的飲水量比例(1.2%～1.5%)，而高檔社區或外籍人口比例較大的社區應采用較高的比例(2.2%～2.5%)。
3.2 供水管網
　　錦華苑的實踐經驗表明，環狀供水管網能提高水循環效率且有利于保證管網水質，若有條件還可在入戶立管上也采用回水循環方式，這樣更有利于整個管網末端的水流動。
　　采用全回流環狀管網時，管網供水水泵的輸送能力應為設計流量與循環回水量之和。其中設計流量有兩種計算方式，一是采用時變化系數(取值為3～4)進行計算，二是按照給水管道設計秒流量進行計算。錦華苑設計的K時取值為4，得到qy=0.42 L/s=1.5m³/h(未包括循環回水流量)。而循環回水量一般依據環狀管網的平差計算，邊界條件約束為循環回水量是設計計算流量的15%～50%，同時需滿足各計算管段的流速＞0.3m/s。

4 處理效果

　　錦華苑分質供水工程自1999年6月試運行以來共檢測300余個水樣，結果表明除微生物指標外，其余各項水質指標在輸送過程中均無明顯變化，可滿足飲用凈水水質標準。
　　對微生物的檢測表明，處理設備出水中的細菌總數＜5個/mL，在正常的使用條件下管網中各用水點的微生物指標(細菌總數)均有所增加，但可以控制在標準規定的20個/mL以內，表明供水管網的水質變化主要體現在微生物指標方面，因此對分質供水系統的設計應重點考慮如何減少水在管網內的滯留時間并有效地抑制管網中微生物的生長。

5 經濟效益分析

　　錦華苑項目的投資為220萬元，實際用水量為5m³/d，依此計算的系統成本見表1。

表1 錦華苑分質供水系統成本分析 項 目 費用 總成本(萬元/a) 基本折舊費 14.08 修理費 4.40 工資及福利費 3.00 電費 5.26 耗材費 3.00 管理費 1.57 合計 31.30 單位成本(元/m³) 171.52 經營成本(萬元/a) 17.22 單位經營成本(元/m³) 94.36

　　表1表明，在總成本中折舊費所占比例最大(約占總成本的50%)，而投資商一般已將投資消化在房價內(錦華苑分質供水系統單位建筑面積的投資為23.4元/m²，約占房產銷售單價的0.5%～0.6%)，并不要求投資回報；同時由于表1中的計算是以實際用水量為依據的，因此房產公司或物業公司在制定水價時應充分認識到鼓勵居民用水對削減成本的作用，以錦華苑小區為例，若實際用水量達到10m³/d則運行成本＜50元/m³，同時單位成本也將在100元/m³以內。錦華苑小區采用的供應水價為級差方式，即用水量越大則單位水價越便宜，以此鼓勵居民用水，平均水價為0.12元/L。

6 結語

　　住宅小區的分質供水已經受到房地產開發商的推崇而越來越普及，它既能提高房產品位、促進房產銷售，又可為住戶提供安全、衛生、健康、新鮮的飲水，是一個雙贏的投資項目。
　　隨著技術的進步，集中供水設備已經不是分質供水在技術上的制約因素，而如何經濟、合理地設計管網以保證住戶飲水點的水質指標(特別是微生物指標)則應成為重點關注的問題。

參考文獻：

　　［1］李憶，范瑾初.上海浦東新區錦華苑小區管網分質供水系統設計特點［J］.給水排水，1997，23(4)：15-17.

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　　收稿日期：2002-02-25