0引言

目前神東煤炭集團(tuán)中心區(qū)最高需水量約4萬(wàn)m3/d，而水源總量約為3萬(wàn)m3/d，缺口近1萬(wàn)m3/d。礦區(qū)生產(chǎn)、生活用水年平均增幅約為6．8%，但水源總量在減少，供需矛盾日趨嚴(yán)重。如礦區(qū)三大供水水源，考考賴(lài)水廠(chǎng)由于周邊煤礦的開(kāi)采造成了水源地塌陷，水量已由1995年供水能力3．1萬(wàn)m3/d，降至2010年的0．3萬(wàn)m3/d，目前已經(jīng)基本枯竭，供水水量極少。哈拉溝水廠(chǎng)目前水源已經(jīng)枯竭。現(xiàn)有的活雞兔凈水廠(chǎng)由于河道污染，水源水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，利用率很低。為了有效緩解神東礦區(qū)生產(chǎn)、生活用水，已經(jīng)實(shí)施了烏蘭木倫煤礦、石圪臺(tái)煤礦井下清水利用工程，即便如此，目前的供水能力還達(dá)不到要求。本文就神東煤炭集團(tuán)生活小區(qū)應(yīng)用管道直飲水系統(tǒng)解決用水困難問(wèn)題作簡(jiǎn)要分析。

1管道直飲水系統(tǒng)應(yīng)用背景

1．1有效緩解供水緊張局面

根據(jù)實(shí)際調(diào)查結(jié)果顯示，神東礦區(qū)屬于水質(zhì)性缺水，如能夠改善和優(yōu)化水資源結(jié)構(gòu)，就可以緩解用水緊張狀況。通過(guò)合理布局，采用先進(jìn)技術(shù)等手段，有效利用現(xiàn)有資源，充分實(shí)現(xiàn)中水回用等，即可保證生產(chǎn)、生活用水安全可靠。

1．2解決方案

神東煤炭集團(tuán)公司為解決水資源短缺問(wèn)題下了很大工夫，近5年投資計(jì)劃已突破1億元，包括污水處理廠(chǎng)、凈水廠(chǎng)和直飲水系統(tǒng)。為了合理利用水資源，公司通過(guò)反復(fù)研究，形成開(kāi)辟新的凈水水源、擴(kuò)大生產(chǎn)及綠化復(fù)用水用量、加快建設(shè)礦井深度水處理以及直飲水項(xiàng)目這三大解決方案。

開(kāi)辟新的凈水水源，增加供水量:目前已實(shí)施了烏蘭木倫煤礦、石圪臺(tái)煤礦井下清水利用工程，供水能力約為25000m3/d，石圪臺(tái)煤礦二期井下清水利用工程已完工，可新增供水能力約為3000m3/d。另外實(shí)施了考考賴(lài)溝除砂站新增取水井、公捏爾蓋取水設(shè)施改造、考考賴(lài)溝水源塌陷區(qū)增加導(dǎo)流管、烏蘭木倫強(qiáng)排場(chǎng)地沿線(xiàn)清水補(bǔ)給、哈拉溝水源地東溝增設(shè)導(dǎo)流管等5項(xiàng)緊急補(bǔ)水工程，保證近一兩年枯水期礦區(qū)生產(chǎn)、生活用水。

擴(kuò)大生產(chǎn)及綠化復(fù)用水用量:通過(guò)管路改造將上灣熱電廠(chǎng)、上灣洗煤廠(chǎng)、大柳塔及洗煤廠(chǎng)生產(chǎn)用水改為復(fù)用水，每日可節(jié)約凈水3570m3。礦區(qū)范圍內(nèi)所有綠化用水全部用復(fù)用水，節(jié)約自來(lái)水用量。

加快建設(shè)礦井深度水處理和直飲水工程:①礦井深度水處理工程。以礦井水為水源，經(jīng)過(guò)深度工藝處理后的礦井水水質(zhì)可基本達(dá)到國(guó)家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749－2006)要求，出水用于生產(chǎn)、綠化灌溉、非直飲用水及景觀(guān)用水。目前正在實(shí)施的項(xiàng)目包括大柳塔煤礦和布爾臺(tái)煤礦深度水處理工程，其中大柳塔煤礦深度水處理工程完工后可向大柳塔小區(qū)、李家畔生態(tài)園小區(qū)提供熱電廠(chǎng)生產(chǎn)用水和洗浴、洗衣、沖廁等生活用水約10000m3/d;布爾臺(tái)礦深度水處理工程完工后可供井下生產(chǎn)系統(tǒng)及地面洗浴、洗衣、沖廁等生活用水約15000m3/d;②管道直飲水系統(tǒng)。為解決神東礦區(qū)供水緊張狀況，神東煤炭集團(tuán)2010年啟動(dòng)在大柳塔小區(qū)和李家畔生態(tài)園小區(qū)實(shí)施管道直飲水工程項(xiàng)目，該項(xiàng)工程以現(xiàn)有生活飲用水為水源，對(duì)其進(jìn)行深度處理，加工為優(yōu)質(zhì)飲食用水，通過(guò)新建潔凈管道供至用戶(hù)。

2管道直飲水系統(tǒng)工藝

2．1管道直飲水處理站工藝

直飲水處理站位于神東煤炭集團(tuán)李家畔生態(tài)園小區(qū)內(nèi)換熱站的東側(cè)，處理能力為48m3/h。凈水設(shè)備每天工作時(shí)間按照16h考慮，變頻供水設(shè)備24h連續(xù)運(yùn)行。采用“臭氧消毒+機(jī)械過(guò)濾+活性炭過(guò)濾+納濾+消毒”的水處理工藝，進(jìn)水引自李家畔現(xiàn)有自來(lái)水管網(wǎng)供水，水源來(lái)自考考賴(lài)水廠(chǎng)。出水水質(zhì)達(dá)到建設(shè)部《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ94－2005)。管道直飲水處理站工藝流程如圖1。

原水水箱和成品水箱:原水水箱用于儲(chǔ)存李家畔生態(tài)園生活小區(qū)自來(lái)水，原水水箱及成品水箱均采用SUS304不銹鋼材質(zhì)，成品水箱不設(shè)溢流管。

氧化塔:不銹鋼罐體，內(nèi)置?100塑料空心球，負(fù)壓投加臭氧3～5mg/L，用于將難以生物處理的大分子有機(jī)化合物氧化成易被活性炭吸附的小分子有機(jī)化合物，提高水的可生化性。

機(jī)械過(guò)濾器:不銹鋼罐體，卵石承托層，石英砂(d0．5～5．0)，活性炭(?20)，采用人工固化技術(shù)將除鐵、除錳工程菌固定于填料表面，形成生物填料，用于去除水中的鐵、錳及去除濁度。

活性炭過(guò)濾器:不銹鋼罐體，內(nèi)置?20顆粒活性炭，然后將高效去除有機(jī)物的工程菌群人工固定于活性炭表面，形成生物活性炭，本單元是核心技術(shù)。可以高效地去除水中的有機(jī)物，充分利用活性炭的吸附作用和工程菌的生物氧化作用，使水的高錳酸鹽指數(shù)明顯降低，可達(dá)到1mg/L以下，為后續(xù)的膜處理提供了必要的條件。

雙重消毒:為了使管道直飲水衛(wèi)生指標(biāo)更安全，采用臭氧和二氧化氯雙重消毒技術(shù)，一方面分別利用了臭氧和二氧化氯的殺菌能力，另一方面利用臭氧在二氧化氯作用下，產(chǎn)生的強(qiáng)氧化羥基自由基，進(jìn)一步將水中殘余的有機(jī)化合物礦化成二氧化碳，提高了管道直飲水的含氧量和生物穩(wěn)定性。

2．2直飲水系統(tǒng)管道部分

直飲水處理站內(nèi)工藝管道采用316不銹鋼管，當(dāng)管道管徑大于等于DN100時(shí)，管道與設(shè)備連接處采用法蘭連接，管道之間采用焊接;當(dāng)管徑小于DN100時(shí)，管道連接方式采用卡箍連接。如需與其他材料的管材連接，則應(yīng)采用防止電化學(xué)腐蝕的措施。直飲水管道應(yīng)保持空氣清潔、流通，定期對(duì)不銹鋼管道進(jìn)行清理、檢修。直飲水管道支架的材質(zhì)選用316不銹鋼，一般采用給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集“GB03S402”相應(yīng)的支架、管卡。管道安裝完畢后應(yīng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)，試壓按照《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50268－2008)有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，本工程中成品水輸水管的最高壓力為1．0MPa，其余管道的最高工作壓為0．6MPa。試壓合格后，用0．03%KMnO消毒液灌滿(mǎn)管道進(jìn)行消毒。消毒液在管道中靜置消毒24h，排空后再用飲用水進(jìn)行沖洗。飲用水的水質(zhì)應(yīng)達(dá)到現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749)。室外管道架空安裝或埋深在冰凍線(xiàn)(－1．4m)以上時(shí)需在管外設(shè)50mm厚的聚氨脂保溫層，外做聚乙烯板保護(hù)層。

本管道直飲水系統(tǒng)分李家畔生態(tài)園生活小區(qū)、大柳塔南區(qū)、大柳塔中區(qū)和大柳塔北區(qū)的室內(nèi)外管道工程。本文僅以李家畔生態(tài)園生活小區(qū)為例，該生態(tài)園總?cè)藬?shù)約11066人，主要為住宅居民飲用水，飲用水水量為156．29t/d。直飲水室外管道工作壓力0．94MPa，試驗(yàn)壓力1．44MPa。小區(qū)室內(nèi)外直飲水管道需安裝DN10～DN200的316不銹鋼管約12000m。住戶(hù)或需要分戶(hù)計(jì)量的小區(qū)內(nèi)宿舍樓、辦公樓等公共建筑支管設(shè)直飲水LXSDY型智能飲用水射頻卡式水表，方便計(jì)量及收取直飲水費(fèi)用。李家畔供水干管自直飲水處理站接出后，設(shè)LD不銹鋼電磁流量計(jì)一臺(tái)，電源接自直飲水處理站，流量數(shù)據(jù)信號(hào)線(xiàn)接至直飲水處理站，機(jī)房統(tǒng)一讀取管理。直飲水室外管道均采用316不銹鋼管，連接方式為管道管徑DN≥50時(shí)，采用焊接、與閥門(mén)或設(shè)備采用法蘭連接。管道管徑DN＜50時(shí)，采用絲扣連接。管道根據(jù)小區(qū)情況大部分采用直埋方式，部分采用架空方式。直飲水室外管道外露及局部埋深不足1．65m的需作保溫，保溫層采用80mm的聚氨酯發(fā)泡材料，外殼做玻璃鋼保護(hù)層。