0引言

目前神東煤炭集團中心區最高需水量約4萬m3/d，而水源總量約為3萬m3/d，缺口近1萬m3/d。礦區生產、生活用水年平均增幅約為6．8%，但水源總量在減少，供需矛盾日趨嚴重。如礦區三大供水水源，考考賴水廠由于周邊煤礦的開采造成了水源地塌陷，水量已由1995年供水能力3．1萬m3/d，降至2010年的0．3萬m3/d，目前已經基本枯竭，供水水量極少。哈拉溝水廠目前水源已經枯竭。現有的活雞兔凈水廠由于河道污染，水源水質不達標，利用率很低。為了有效緩解神東礦區生產、生活用水，已經實施了烏蘭木倫煤礦、石圪臺煤礦井下清水利用工程，即便如此，目前的供水能力還達不到要求。本文就神東煤炭集團生活小區應用管道直飲水系統解決用水困難問題作簡要分析。

1管道直飲水系統應用背景

1．1有效緩解供水緊張局面

根據實際調查結果顯示，神東礦區屬于水質性缺水，如能夠改善和優化水資源結構，就可以緩解用水緊張狀況。通過合理布局，采用先進技術等手段，有效利用現有資源，充分實現中水回用等，即可保證生產、生活用水安全可靠。

1．2解決方案

神東煤炭集團公司為解決水資源短缺問題下了很大工夫，近5年投資計劃已突破1億元，包括污水處理廠、凈水廠和直飲水系統。為了合理利用水資源，公司通過反復研究，形成開辟新的凈水水源、擴大生產及綠化復用水用量、加快建設礦井深度水處理以及直飲水項目這三大解決方案。

開辟新的凈水水源，增加供水量:目前已實施了烏蘭木倫煤礦、石圪臺煤礦井下清水利用工程，供水能力約為25000m3/d，石圪臺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。另外實施了考考賴溝除砂站新增取水井、公捏爾蓋取水設施改造、考考賴溝水源塌陷區增加導流管、烏蘭木倫強排場地沿線清水補給、哈拉溝水源地東溝增設導流管等5項緊急補水工程，保證近一兩年枯水期礦區生產、生活用水。

擴大生產及綠化復用水用量:通過管路改造將上灣熱電廠、上灣洗煤廠、大柳塔及洗煤廠生產用水改為復用水，每日可節約凈水3570m3。礦區范圍內所有綠化用水全部用復用水，節約自來水用量。

加快建設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，經過深度工藝處理后的礦井水水質可基本達到國家《生活飲用水衛生標準》(GB5749－2006)要求，出水用于生產、綠化灌溉、非直飲用水及景觀用水。目前正在實施的項目包括大柳塔煤礦和布爾臺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、李家畔生態園小區提供熱電廠生產用水和洗浴、洗衣、沖廁等生活用水約10000m3/d;布爾臺礦深度水處理工程完工后可供井下生產系統及地面洗浴、洗衣、沖廁等生活用水約15000m3/d;②管道直飲水系統。為解決神東礦區供水緊張狀況，神東煤炭集團2010年啟動在大柳塔小區和李家畔生態園小區實施管道直飲水工程項目，該項工程以現有生活飲用水為水源，對其進行深度處理，加工為優質飲食用水，通過新建潔凈管道供至用戶。

2管道直飲水系統工藝

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李家畔生態園小區內換熱站的東側，處理能力為48m3/h。凈水設備每天工作時間按照16h考慮，變頻供水設備24h連續運行。采用“臭氧消毒+機械過濾+活性炭過濾+納濾+消毒”的水處理工藝，進水引自李家畔現有自來水管網供水，水源來自考考賴水廠。出水水質達到建設部《飲用凈水水質標準》(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:原水水箱用于儲存李家畔生態園生活小區自來水，原水水箱及成品水箱均采用SUS304不銹鋼材質，成品水箱不設溢流管。

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

機械過濾器: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。

活性炭過濾器:不銹鋼罐體，內置?20顆粒活性炭，然后將高效去除有機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。可以高效地去除水中的有機物，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明顯降低，可達到1mg/L以下，為后續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生指標更安全，采用臭氧和二氧化氯雙重消毒技術，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，產生的強氧化羥基自由基，進一步將水中殘余的有機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定性。

2．2直飲水系統管道部分

直飲水處理站內工藝管道采用316不銹鋼管，當管道管徑大于等于DN100時，管道與設備連接處采用法蘭連接，管道之間采用焊接;當管徑小于DN100時，管道連接方式采用卡箍連接。如需與其他材料的管材連接，則應采用防止電化學腐蝕的措施。直飲水管道應保持空氣清潔、流通，定期對不銹鋼管道進行清理、檢修。直飲水管道支架的材質選用316不銹鋼，一般采用給水排水標準圖集“GB03S402”相應的支架、管卡。管道安裝完畢后應進行水壓試驗，試壓按照《給水排水管道工程施工及驗收規范》(GB50268－2008)有關規定進行，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消毒液灌滿管道進行消毒。消毒液在管道中靜置消毒24h，排空后再用飲用水進行沖洗。飲用水的水質應達到現行國家標準《生活飲用水衛生標準》(GB5749)。室外管道架空安裝或埋深在冰凍線(－1．4m)以上時需在管外設50mm厚的聚氨脂保溫層，外做聚乙烯板保護層。

本管道直飲水系統分李家畔生態園生活小區、大柳塔南區、大柳塔中區和大柳塔北區的室內外管道工程。本文僅以李家畔生態園生活小區為例，該生態園總人數約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，試驗壓力1．44MPa。小區室內外直飲水管道需安裝DN10～DN200的316不銹鋼管約12000m。住戶或需要分戶計量的小區內宿舍樓、辦公樓等公共建筑支管設直飲水LXSDY型智能飲用水射頻卡式水表，方便計量及收取直飲水費用。李家畔供水干管自直飲水處理站接出后，設LD不銹鋼電磁流量計一臺，電源接自直飲水處理站，流量數據信號線接至直飲水處理站，機房統一讀取管理。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，采用焊接、與閥門或設備采用法蘭連接。管道管徑DN＜50時，采用絲扣連接。管道根據小區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的聚氨酯發泡材料，外殼做玻璃鋼保護層。