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導語

濟南市地下巖溶泉水豐富，富含鉀、鈉、鈣、鎂、鍶以及偏硅酸鹽等對人體有益的礦物元素，但水體總硬度超標，不符合現有高品質飲用水標準的要求。為滿足濟南市民對高品質飲用水的訴求，從泉水直飲實施的工藝路線層面，通過采用綠色無藥劑“多介質過濾、精密過濾、超濾、納濾和臭氧+紫外線雙重消殺”技術處理后，出水經304不銹鋼管線循環排布至用戶，保證飲水安全同時充分保留泉水水質特色。從泉水直飲實施的建設模式層面，充分結合新建小區、既有小區等需求特點，制定了管線入戶式和集中式的供水模式，最后指出泉水直飲是濟南城市的特色，更是普惠的民生福祉，將按照濟南市市民泉水直飲規劃要求因地制宜分階段分步驟推進。

【引文格式】

高洪波, 徐雙成, 蔡淑垚,等. 濟南市泉水直飲工藝與建設模式的探索與應用[J]. 凈水技術, 2024, 43(9): 1-5,43.

GAO H B, XU S C, CAI S Y, et al. Exploration and application of technology and construction mode of spring water direct drinking in Jinan City[J].Water Purification Technology, 2024, 43(9): 1-5,43.

第一作者

高洪波

濟南普潤水務有限公司董事長兼總經理、黨支部書記，高級工程師

自1992年參加工作以來，先后任職于搶修、工程、客戶服務、二次供水、分質供水等多個部門，受邀成為山東建筑大學水資源保護與水環境建設主講人。為了早日讓更多濟南市民喝上優質泉水，濟南市政府印發《濟南市市民泉水直飲工程實施方案》《濟南市市民泉水直飲工程規劃(2021—2025)》。秉承“民生所向就是努力方向”的信念，帶領普潤水務使濟南泉水直飲工程覆蓋用戶達60余萬人。從公司初創到泉水直飲事業發展的過程中，參與編制《直飲水工程技術標準》《濟南市泉水直飲工程技術規范》《濟南市泉水直飲管理服務規范》等多項標準；自主研發20余項專利；發表科研論文多篇；研發智能泵房機器人,建成沉浸式泉水直飲體驗館、打造泉水文化新局面；探索辦公終端水處理售水、銷售中水、綠化水等“泉”鏈條多元化經營；打造以泉水特色為主題、符合“泉水直飲”文化的高端系列水，延長“泉水直飲”的產業鏈，發揮品牌優勢及產業鏈協同效應。

引言

飲用水水質安全直接關系到人民群眾的身體健康、經濟社會的可持續發展，是國家安全和社會穩定的基石，是人民安居樂業和提高生活質量的基本保證。隨著生活質量的提高和健康意識的增強，人們對飲用水的品質有著更高的要求，高品質飲用水已成為水處理領域踐行水生態文明建設、持續提升人民幸福感、獲得感與滿足感的必由之路。

分質供水在國外有較長歷史，是廣義上的概念。國外現有的分質供水主要以飲用水作為城市的主體供水系統，而另設管網供應低品質水、回用水或海水作為非飲用水，用于園林綠化、噴灑道路、清洗車輛、沖洗廁所以及工業冷卻等。狹義上的分質供水則是指以地下水或自來水作為供水水源，經過深度處理后,另設管網供應少量用來飲用的優質水，而將原有城市公共供水作為生活用水。

泉水是濟南這座城市的獨特基因，以其眾多泉點、豐沛充裕的水量、優越的水質成為濟南市最具特色的城市名片。濟南地下泉水大都來自地下深處的巖溶水，其含有豐富的鋰、鍶、鋅、碘化物及偏硅酸鹽等有益礦物元素，礦物質含量均達到或接近天然礦泉水水平。為實現新時代新泉城“家家泉水、戶戶直飲”的美好愿景，濟南市出臺了一系列政策來推動泉水直飲工程建設。盡管泉水水質優,但水中總硬度超標，不符合高品質飲用水的要求。為最大程度地保留泉水的天然屬性，迫切需要開發一種適用于濟南泉水水質特色的純物理水質調節技術和建設模式。

本文通過對定制式凈水工藝及建設模式的應用研究探索，在確保首要實現工程能夠充分實施之余，全面結合市民用水需求，不斷探索對高效保留原水優質成分的最優解，以及對工程建設模式多元化的解決方式，為濟南市政府落實此項惠民政策提供了強有力的實施依據。

泉水直飲凈水工藝

濟南市泉水來自地下石灰巖層，屬天然巖溶水,貴在純然、未污染，而泉水直飲工程著重解決基本凈水工藝外，對于原水中優質微量元素的保留以及合理選材也是工藝研究探索中的重要一環。

1.1 泉水水文水質特點

濟南市有趵突泉、黑虎泉、珍珠泉以及明水泉四大泉群，其中趵突泉泉域面積為 1220 km 2,地下多年平均水資源量為1. 8億 m 3,月平均水資源量為1500萬 m 3。白泉泉域總面積為496k m 2，多年平均水資源量為1.38億 m 3，月平均水資源量為1150萬 m 3。明水泉泉域面積為355k m 2，地下水資源量為1.2億 m 3，月平均水資源量為1000萬 m 3。各泉域幾乎囊括了山區全部地下水，在排泄區分別以文祖斷層、東梧斷層、千佛山斷層為界。在中上游的分界線，屬變質巖、寒武系閉合流域的，以分水嶺為界。斷層兩側都是奧陶系石灰巖。經檢測，泉水渾濁度為0.1~0.3NTU，耗氧量為0.5mg/L，總有機碳、 UV 254、砷、鎘、鐵、錳等均低于檢出限,溶解性總固體、總硬度、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽等常規指標均符合《地下水質量標準》( GB/T 14848—2017)Ⅲ類標準和《生活飲用水衛生標準》 ( GB 5749—2022) 要求，但部分泉水總大腸菌群、大腸埃希氏菌等微生物指標超標，不建議直接飲用。

1.2 泉水直飲凈水工藝

為確保泉水直飲工程的供水品質、充分保留泉水特色，工藝前端以優質活性炭、石英砂為濾料的多介質過濾器、精密過濾器作為預處理，可有效濾除原水中的懸浮物、雜質、微生物等物質。后端以“超濾+納濾” 為主的膜過濾方式，通過納米級過濾膜可有效濾除水中的高價離子、小分子有機物,適當保留低價離子及礦物質元素，充分發揮泉水天然的水質特點。在消毒方面,以“ 臭氧+紫外線”結合的雙重消毒工藝充分去除水中有害物質。最后通過不銹鋼循環供水管網將處理好的優質直飲水輸送至用戶家中，以保證直飲水的鮮活及品質。泉水直飲工程凈水工藝流程如圖 1 所示。

圖 1 泉水直飲工程凈水工藝流程

通過對濟南市地下水水文特點的分析并充分結合市民用水需求，泉水直飲凈水工藝不僅能滿足市民“家家泉水，戶戶直飲”的美好愿景，而且核心工藝采用的是全過程綠色無添加的納濾膜分離技術。該技術既能高效去除有機物、重金屬離子等有害成分，同時又適度保留天然泉水中的優質微量元素及礦物質， 且泉水直飲工藝對偏硅酸的保留率在80%。通過定制式的工藝路線，有效做到釋放泉水水質特色，因地制宜地為濟南市市民提供了真正意義上的放心水、優質水、健康水。

泉水直飲工程建設模式

根據我國住房城鄉建設部2017年發布的《建筑與小區管道直飲水系統技術規程》 (CJJ/T 110—2017)(以下簡稱《技術規程》)行業標準，并充分結合泉水直飲工程項目特色，嚴格參照《技術規程》第五項系統設計章節中對管材選擇的標準及要求，于入戶管線端采用食品級304不銹鋼管優質管材、304不銹鋼管線及波紋管，管件使用壽命長、耐高壓、硬度強。在漂管工藝(管中管)選材中，采用食品級聚乙烯(PE)優質管材，其熔點約為130℃，具有良好的耐熱性、耐寒性，穩定性良好，具有較高的剛性與韌性，機械強度高，使用壽命可達50年，以上兩種管材均符合《技術規程》中對管材需達到食品級的要求。泉水直飲工程供水實施模式依據用戶實際需求，共分為管道入戶式、集中式供水兩大類方式，為新建小區、既有小區等多種需求類型提供了多元化的選擇。

2.1 管道入戶式供水模式

泉水直飲工程中管道直飲水水源為地下泉水，在所需供水區域內設置深度處理凈水站，通過敷設的一條專有飲用水管道，供用戶直接飲用。經過實踐探索，可分為新建適配模式和既有小區適配模式。

2.1.1 新建適配模式

依據政府對新建住宅配套設施的政策要求，對于此類供水區域實施泉水直飲配套式管線預埋安裝，多見于戶內廚房位置進行立管預裝，用戶購房裝修后,管線置于墻體中，隱蔽性好、使用便捷，于廚房位置可直接進行接飲。

該模式已在全市52個項目中推廣。這里選擇融創未來壹號項目進行分析。項目位于濟南市歷城區章錦片區港西路以東、港源二路以南、港源六路以北，包括B3、B4兩個地塊。其中B3地塊559戶，B4地塊333戶。B3包括1棟商業樓和11棟住宅，B4包括1棟商業樓和7棟住宅，采用不小于1 t/h的凈水處理設備。該項目服務人口為2854人。該項目采用的處理工藝是地下水-多介質過濾器-超濾-納濾-臭氧+紫外線-凈水箱-用戶。主體工藝首先進行預處理，以減輕后續膜的結垢、堵塞和污染；核心膜處理工藝采用納濾，去除水中少量有機污染物；主機組機房或分區凈水箱采用臭氧+紫外線消毒，保證持續的消毒效果。供水泵組加壓采用變頻供水，保證壓力穩定性，降低能耗。該項目采用全循環方式供水，使配水系統不易產生滯水，管道系統嚴密、無泄漏以保證供水安全可靠。由項目開發單位負責供水管路、計量設施及取水設施等部分的投資，直飲水公司負責水源井、原水管線、凈水站的投資并承擔項目的建設及運營管理，水費為0.3元/L。

2.1.2 既有小區適配模式

因既有小區存在施工難度大、用戶意見難統一等入戶困難的問題，綜合用戶多樣化需求，制定吊裝明管、漂管、管線機、裝飾性線槽等多種施工模式以便選擇。

(1)吊裝明管：管線自公共區域(管井或樓梯間)引出后，入戶部分沿吊頂采取明管走線的方式引至廚房或用戶指定位置。該模式施工環節直接、簡易，有利于日常維護、質檢。

(2)漂管工藝(管中管)：在管道井自來水管入戶表后，借助漂管工藝(管中管)，通過專用連接件將直飲水管穿入現有自來水管，直至戶內用水端(廚房),再通過專用連接件分別接入自來水水龍頭、直飲水水龍頭(圖2)。該模式可保護戶內原有室內裝修結構，避免因重裝管線造成對用戶室內裝修的破壞及美觀度下降等問題。

圖2 泉水直飲工程漂管工藝(管中管)

(3)管線機：在直飲水管入戶戶內位置，根據用戶需求就近安裝管線機機器。該模式可有效縮短入戶部分直飲水管長度，降低施工難度與成本，節省安裝時間;且管線機體積小，節省空間，同時可實現加熱、保溫、制冷多種水溫需求，有效提升用戶產品體驗感。

(4)裝飾性線槽：直飲水管線沿踢腳線上方貼壁走線至廚房處，實現既有項目的管線入戶安裝，后以裝飾線槽覆蓋其上，對管線進行有效遮蔽、美化。該模式可有效解決對用戶室內裝修的影響，線槽顏色可根據裝修風格進行定制，美觀度好；施工環節直接、簡易。

針對既有小區入戶困難的實際情況，上述施工模式可為用戶提供多種解決方式進行選擇，有效推動泉水直飲工程在濟南市的輻射延展并解決了既有小區入戶難以推進的問題。該模式已在全市37個項目中推廣。這里選擇東城逸家逸雅園項目進行分析。本項目由6幢一類高層住宅樓、11幢二類高層住宅樓、4個地下車庫及一部分配套商業樓構成,采用不小于2t/h的凈水處理設備。項目服務人口為6022人。采用的工藝路線是原水-多介質過濾器-精密過濾器-納濾-臭氧+紫外線-凈水箱-用戶。直飲水公司負責水源井、原水管線、凈水站的投資,并承擔項目的建設及運營管理,用戶需繳納3000元/戶的安裝費，水費為0.3元/L。

2.2 集中式供水模式

該供水模式主要針對既有小區及商業體建筑存在打井位置不易協調或較難選取、入戶有困難的情況，所提供的一種置于公共空間的供水模式選擇。目前有大罐式集中供水模式和終端機式集中供水模式兩種。

2.2.1 大罐式集中供水模式

對于不具備泉水直飲施工條件的項目，可采取大罐式集中供水方式。由企業服務團隊定期、定時、按需將新鮮直飲水罐裝至項目公共區域處，用戶可至固定取水點進行取水飲用。特點是無施工,不影響公共區域日常使用；對公共空間的面積占用小；實施進度快,前期建設、運行模式便捷直接;便于日常維護管理;對于建筑附近無取水條件的情況,此種方式可實現供給泉水滿足市民飲水需求。

2.2.2 終端機式集中供水模式

在公共區域尋取合適的打井位置，凈水、終端機取水完整配套放置于公共區域內。供水設備布點科學合理，同時做到外觀造型與周邊環境及城市風貌相協調。特點是既有項目內定點劃區施工，相較泉水直飲工程入戶方式，對用戶的日常生活干擾較小；施工進度較快，前期建設、運行模式便捷直接；便于日常維護管理。

兩種方式的對比如表1所示。

表1 集中式供水模式對比

集中供水模式已在29個項目中推廣。以興旺家園項目為例進行說明。小區總建筑面積約為0. 2171 k m 2 ，共計15棟樓，970戶，采用不小于1.5 m 3 /h的凈水處理設備。項目服務人口為2900人。項目使用的工藝路線是：原水-多介質過濾器-超濾-納濾-臭氧+紫外線-凈水箱-終端機，此項目共設置終端機6臺。項目的建設投資及運營管理均由直飲水公司承擔，水費為0.3元/L，收益歸直飲水公司所有。

泉水直飲水質分析

以濟南市泉水為水源的原水具有明顯的地域性水質特點，如表2所示。原水中有機物和重金屬離子含量低，說明經地層的天然凈化過程，原水污染程度低，可以作為飲用水水源。同時，泉水中總硬度、溶解性固體和硫酸鹽普遍含量較高，如不經過深度處理，居民使用過程中會存在嚴重的水垢問題。經直飲水工藝處理后，總硬度降低至合理范圍內，渾濁度、硫酸根、溶解性總固體等指標降低至飲用水標準范圍內，有效避免水垢之余，保留了出水中適度的鈣、鎂、鍶、鉀和偏硅酸等對人體有益礦物元素。直飲水工藝將原水中的偏硅酸留存率控制在 80%以上，出水后的硬度控制在80~100mg/L，pH也在飲用水最佳值內(6.5~8.5)。與現有飲用水水質標準相比，泉水直飲工程提供了更為優質和安全的飲水，既達到軟硬適宜的優良口感又提供了含量豐富的健康飲用水資源，符合高品質飲用水要求。

表2 泉水直飲水質對比

注:以上數據為濟南市泉水直飲項目水質指標均值,表中水質指標均依據國家檢測標準進行測定。

結語

泉水中總硬度、溶解性固體和硫酸鹽普遍含量較高，經以納濾技術為核心的綠色無藥劑直飲水工藝處理后，總硬度、渾濁度、溶解性總固體等指標濃度降低至飲用水標準范圍內，有效避免水垢之余，保留了出水中含有適度的鈣、鎂和偏硅酸等對人體有益礦物元素。泉水直飲工程建設模式可根據小區面積、人口密度以及地下泉水等情況因地制宜地進行選擇。直飲水中微量元素鍶含量較低，未來泉水直飲工程建設中可結合原水水質特點，采用具有礦物質選擇性保留的納濾膜組件或者考慮納濾-超濾出水共混的方式來最大程度保留泉水原有水質特色。

第9期目錄

來源：中國科技核心期刊《凈水技術》2024年第9期“大家之言”，本篇內容在原文基礎上有刪減，僅供分享交流不作商業用途，版權歸原作者和原作者出處。

排版：李佳佳

校對：李佳佳

關于《凈水技術》

《凈水技術》創刊于 1982年，由上海市科學技術協會主管，上海市凈水技術學會和上海城市水資源開發利用國家工程中心有限公司聯合主辦，上海市政工程設計研究總院(集團) 有限公司和同濟大學環境科學與工程學院提供學術支持的中國科技核心期刊，華東地區優秀期刊。《凈水技術》2023年復合影響因子為1.348，綜合影響因子為0.875。

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