管道直饮水系统：设计·控制·运行·管理

1.实用性强，管道直饮水是我国当下快速提高居民饮水质量的一种手段之一，本书对管道直饮水的关键工艺进行了较详细的剖析，可使相关工程设计和运营管理人员加深对管道直饮水系统的认识，掌握相关规范要求和质控要求，为大众提供保质保量的直饮水。 2.内容全面，管道直饮水系统是一个多学科的交叉产物，既有水处理的知识应用，又有膜分离技术的支撑，还有市政工程、电控技术等理论应用。本书概括了我国管道直饮水的诞生、发展以及存在的问题，细致地阐述管道直饮水的制备、设计、控制技术等，以及详实的工程案例，完整地展现了管道直饮水的生产链、运营链。 3.理论与实际相结合，本书尽可能地总结了当下管道直饮水研究发展的动态，用于指导管道直饮水制备。对从事相关工作的研究人员、工程技术人员、管理人员来说，既能汲取扎实的理论知识，又能参考详实的工程案例。

饮用水安全事关人体健康和人民幸福生活，确保饮用水安全是经济可持续发展和社会持久稳定的头等大事。我国绝大多数城镇以河流或水库水作为饮用水源，但近年来地表水污染问题日益显著，地表水污染引起饮用水源水质达标率下降的问题时有发生，并且现有城镇饮用水常规制水工艺不能有效去除有机微污染及重金属微污染，不能确保制备的饮用水长期稳定达标；另外，部分自来水厂处理工艺相对落后及设备老化问题较突出，供水管网老化以及二次供水产生的二次污染问题不容忽视，影响了用户端饮用水水质；再则，随着生活水平的提高，人们不仅期望水质长期稳定达标，还对饮用水的口感等品质有了新的要求，期望提供洁净、健康的直饮水的呼声越来越大。自从1996 年上海率先在锦华小区建成第一个管道直饮水系统后，管道直饮水系统犹如雨后春笋，迅速在北京、深圳、广州、包头等城市相继发展起来，成了未来居民饮用水发展的必然趋势。管道直饮水，不仅可以满足人们对健康饮水日益增长的需求，还可以节约有限的资源与能源，较好地解决了当下自来水高质低用和低质高用的矛盾。但目前对直饮水系统的设计规范、控制措施和运营管理等要求缺乏统一认识，不利于直饮水系统的大范围推广。为此，编者根据20 多年来在广东益民环保科技股份有限公司从事管道直饮水系统的设计、建设和运营管理方面的实践经验，就管道直饮水系统的设计、控制、运行与管理方法进行了归纳和总结，编写了此书。
本书系统阐述管道直饮水的概念、标准、制备工艺、设计、控制和运行管理技术以及工程实践。全书共分6 章：第1 章“绪论”，主要介绍了饮水的重要性、城镇常规供水方式及其弊端、管道直饮水概述、饮用水标准、国内外管道直饮水的发展状况与趋势；第2 章“管道直饮水的制备技术”，着重介绍管道直饮水的预处理技术、膜分离技术以及强化消毒技术；第3 章“管道直饮水系统的设计”，着重介绍管道直饮水的设计要求、工艺设计、管网设计及管材选型、设计计算及设备选型；第4 章“管道直饮水系统的控制技术”，主要介绍管道直饮水控制系统的功能与组成、设计与编程、直饮水智慧水务、配置要求、操作程序及维护等；第5 章“管道直饮水系统的运行维护和管理”，主要介绍管道直饮水系统运行维护和管理的一般规定、管网及设施维护、水质监测与管理等；第6 章“管道直饮水系统的工程实践”，着重总结直饮水在住宅小区、商业街、学校、宾馆及办公楼等功能区的工程实践经验。
本书以饮用水深度净化与消毒理论和方法为基础，注重应用实践，同时注重内容的先进性和实用性，书后附有生活饮用水卫生标准、饮用净水水质标准和建筑与小区管道直饮水系统技术规程，便于读者参考。
本书由黄水木主编，具体编写分工如下：第1 章由黄水木编写；第2 章、第3 章由蒋娜莎编写；第4 章由赵英桃编写；第5 章由蒋娜莎、周建雄、姚祖明编写；第6 章由黄水木、赵英桃、俞军令、卜冬玖编写。全书由暨南大学金腊华教授审稿，并由黄水木统稿并定稿。
限于编者水平和编写时间，书中难免有疏漏及不足之处，敬请读者批评指正。

编 者
2021 年6 月

黄水木，毕业于武汉城市建设学院给水排水专业，在中南建筑设计院从事给水管网设计工作多年；2000年，创办广东益民环保科技股份有限公司，从事管道直饮水深度处理的技术开发和应用，是我国较早一批从事管道直饮水行业的开拓者之一。目前，益民公司已建成几十个管道直饮水系统工程，并承担部分管道直饮水系统的运营维护，累积了丰富的技术和管理经验；曾参与《优质饮用水成套设备的研究与开发》、《管道直饮水水站运行远程监控技术的研究应用》等多个科研攻关项目；参与起草了建设部行业标准《管道直饮水系统技术规程》（CJJ 110-2006）。

本书以管道直饮水为主线，主要介绍了管道直饮水的概念、标准、制备工艺、设计、控制和运行管理技术以及工程实践。全书共分6 章，其中第1 章主要介绍饮水的重要性、城镇常规供水方式及其弊端、管道直饮水概述、饮用水标准、国内外相关技术发展状况与趋势；第2 章着重介绍管道直饮水的预处理、膜分离以及强化消毒技术；第3～第5 章着重介绍管道直饮水系统的设计、控制技术、运行维护和管理；第6 章总结管道直饮水在住宅小区、商业街、学校、宾馆及办公楼等场所的工程实践经验。
本书具有较强的技术应用性和针对性，可供从事管道直饮水系统设计、控制、运行、管理等工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校市政工程、环境科学与工程等相关专业师生参阅。

第1章 绪 论
1.1 背景介绍     002
1.1.1 饮水的重要性      002
1.1.2 城镇常规供水方式      002
1.1.3 城镇常规供水方式的弊端     004
1.2 管道直饮水概述     005
1.2.1 管道直饮水的产生      005
1.2.2 管道直饮水的定位      008
1.2.3 管道直饮水系统      008
1.3 饮用水标准     009
1.3.1 饮用水水质标准      009
1.3.2 水源水质标准      020
1.4 国内外管道直饮水的发展状况与趋势     020
1.4.1 国外管道直饮水发展状况     021
1.4.2 国内管道直饮水发展状况     021
1.4.3 管道直饮水的发展趋势      023
参考文献      024

第2章 管道直饮水的制备技术
2.1 管道直饮水的预处理技术     026
2.1.1 预处理的目的      026
2.1.2 预处理装置的构成      026
2.2 管道直饮水的膜分离技术     036
2.2.1 基本概念       036
2.2.2 分离膜的分类及特点      038
2.2.3 管道直饮水的膜分离技术应用     040
2.3 管道直饮水的强化消毒技术     054
2.3.1 强化消毒的目的      054
2.3.2 消毒原理       054
2.3.3 氯化消毒       058
2.3.4 二氧化氯消毒      064
2.3.5 臭氧消毒       065
2.3.6 紫外线消毒      070
2.3.7 几种消毒技术比较      073
参考文献      074

第3章 管道直饮水系统的设计
3.1 管道直饮水系统的设计要求     078
3.1.1 专业术语       078
3.1.2 系统整体设计要求      078
3.1.3 深度净水工艺要求      081
3.2 管道直饮水系统的工艺设计     084
3.2.1 预处理工艺设计      084
3.2.2 膜处理工艺设计      089
3.2.3 后处理工艺设计      090
3.3 管道直饮水系统的管网设计及管材选型    091
3.3.1 管网设计       091
3.3.2 直饮水管材选型      095
3.4 管道直饮水系统的设计计算及设备选型    097
3.4.1 设计计算       097
3.4.2 设备选型       101
参考文献      111

第4章 管道直饮水系统的控制技术
4.1 管道直饮水控制系统的功能与组成     113
4.1.1 管道直饮水控制系统的功能     113
4.1.2 管道直饮水控制系统的组成     113
4.2 管道直饮水控制系统的设计与编程     117
4.2.1 管道直饮水控制系统的电源设计     117
4.2.2 管道直饮水控制系统的核心器件选型    118
4.2.3 管道直饮水控制系统的其他电气设计    118
4.2.4 管道直饮水控制系统的编程与调试     122
4.2.5 管道直饮水控制系统的故障自诊断     122
4.3 直饮水智慧水务     123
4.3.1 直饮水系统远程控制系统的发展历程    123
4.3.2 直饮水智慧水务的应用前景     126
4.3.3 直饮水智慧水务的实现目标     127
4.3.4 应用实例       129
4.4 管道直饮水控制系统的配置要求     132
4.4.1 净水处理控制系统配置      132
4.4.2 机械过滤器控制配置      133
4.4.3 膜系统及消毒装置控制配置     133
4.4.4 精密过滤器控制配置      133
4.5 管道直饮水控制系统的操作程序     134
4.5.1 管道直饮水控制系统急停操作     134
4.5.2 管道直饮水控制系统运行操作     134
4.6 管道直饮水控制系统的维护     138
4.6.1 管道直饮水控制系统的故障与诊断     138
4.6.2 管道直饮水控制系统的维护与保养     139
参考文献      139

第5章 管道直饮水系统的运行维护和管理
5.1 管道直饮水系统运行维护和管理的一般规定    141
5.1.1 净水站运行维护及管理规定      141
5.1.2 运行维护及管理人员规定     141
5.1.3 生产运行记录及报表规定     141
5.1.4 水质检测及其记录规定     142
5.2 管道直饮水系统管网及设施维护     142
5.2.1 室外管网和设施维护      142
5.2.2 室内管网维护      143
5.3 管道直饮水系统水质监测与管理     144
5.3.1 管道直饮水水质检验项目及频率     144
5.3.2 水样采集点设置及数量     144
5.3.3 水质在线监测的维护管理     145
参考文献      146

第6章 管道直饮水系统的工程实践
6.1 住宅小区管道直饮水工程实践    148
6.1.1 广州ZH 住宅小区管道直饮水工程     148
6.1.2 广州HJ 住宅小区管道直饮水工程     156
6.2 商业街管道直饮水工程实践     163
6.2.1 工程概况       163
6.2.2 原水情况       163
6.2.3 工艺流程       163
6.2.4 净水站平面布局      166
6.2.5 监测、控制系统      168
6.2.6 运营维护情况      168
6.3 学校管道直饮水系统工程实践    169
6.3.1 直饮水站规模设计      170
6.3.2 直饮水站工艺设计      170
6.3.3 主要设备选型      172
6.3.4 净水站平面布置      173
6.3.5 净水站电气设计      175
6.3.6 供水管网设计      176
6.4 宾馆管道直饮水系统工程实践    176
6.4.1 净水工艺设计      177
6.4.2 主要设备选型      178
6.4.3 供水站的设计      178
6.4.4 管网设计       180
6.4.5 直饮水系统冲洗、消毒与验收     180
6.5 办公楼管道直饮水系统工程实践     181
6.5.1 直饮水站规模      181
6.5.2 净水工艺设计      181
6.5.3 净水站平面布置      181
6.5.4 供水管网设计      184
6.5.5 直饮水系统冲洗、消毒与验收     184

附 录
附录1 生活饮用水卫生标准     186
附录2 饮用净水水质标准      193
附录3 建筑与小区管道直饮水系统技术规程    195