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江西省农村饮水安全工程 设计指南

 zqbxi 2022-02-22

目 录

序 ........................................................................................................ 

前 言 .................................................................................................................................. 1

第一章 工程方案 ................................................................................................................ 5

第一节 供水人口与设计规模 ..................................................................................... 5

一、 各用水量的计算 ............................................................................................ 5

二、 供水规模的确定 ............................................................................................ 9

第二节 水源选择及工艺流程 ................................................................................... 11

一、 水源选择原则及顺序 .................................................................................. 11

二、 工艺流程 ...................................................................................................... 12

第二章 工程设计 .............................................................................................................. 18

第一节 工程总体布置 ............................................................................................... 18

第二节 取水工程 ..................................................................................................... 19

一、 低坝取水构筑物 .......................................................................................... 19

二、 大口井 .......................................................................................................... 21

三、 管井 .............................................................................................................. 23

四、 岸边式泵站 .................................................................................................. 25

第三节 输水工程 ....................................................................................................... 26

一、 浑水输水管设计 .......................................................................................... 26

二、 调节构筑物设计 .......................................................................................... 35

第四节 净水工程 ..................................................................................................... 37

一、 净化工艺设计 .............................................................................................. 37

二、 消毒设计 ...................................................................................................... 43

三、 铁锰超标地下水处理工艺 .......................................................................... 50

第五节 配水工程 ..................................................................................................... 52

一、 布置原则 ...................................................................................................... 52

二、 设计计算依据 .............................................................................................. 53

三、 管材选择、 管道附件与配件及敷设要求 .................................................. 53

 II

四、 配水管网水力计算 ...................................................................................... 55

第六节 计算实例 ....................................................................................................... 64

第三章 水质管理 ............................................................................................................ 69

第一节 水源水质管理 ............................................................................................. 69

一、 地表水源的卫生防护 .................................................................................. 69

二、 地表水源日常水质管理 .............................................................................. 70

三、 地下水源的卫生防护 .................................................................................. 71

四、 地下水源日常水质管理 .............................................................................. 71

第二节 净水厂水质管理 ......................................................................................... 72

一、 混凝剂的选择与投加 .................................................................................. 72

二、 加氯消毒管理 .............................................................................................. 73

三、 水质检验 ...................................................................................................... 74

第三节 管道水质管理 ............................................................................................. 79

第四章 水量管理 ............................................................................................................ 81

第一节 地表水源水量管理 ..................................................................................... 81

第二节 地下水源水量管理 ..................................................................................... 82

第五章 生产运行管理 .................................................................................................... 83

第一节 生产与技术 ................................................................................................. 83

第二节 水泵运行管理 ............................................................................................. 85

第三节 滤池的运行管理 ......................................................................................... 91

第四节 加药消毒的操作管理 ................................................................................. 94

第五节 管网的维护管理 ......................................................................................... 97

第六节 水表及入户管的维护 ............................................................................... 102

江西省农村饮水安全工程设计指南

1

“让广大人民群众喝上干净的水” 是党中央、 国务院向全国人民作出的庄重承诺, 也是中央大力推进的一项重大民生工程。 自 2003 年以来, 历年中央一号文件都对农村饮水安全工作提出了 明确要求。 2009 年中央一号文件更要求加快工程建设步伐, 在五年内, 即 2013 年底前解决全部农村饮水安全问题。

在水利部等国家部委的大力支持下, 自 2005 年以来, 江西省大力推进农村饮水安全工程建设进程。 截至目 前, 我省已累计完成农村饮水安全工程总投资 19 亿元, 共兴建集中供水工程1. 3 万余处, 分散工程 5. 5 万余处, 解决了 472. 31 万农村人口的饮水安全问题。 全省农村饮水安全工作在取得阶段性成果的同时, 在规划、 前期工作、 投资计划管理、 工程建设、 运行保障措施等方面也积累了 一定的经验, 为今后大规模实施农村饮水安全项目 、 顺利完成规划确定的目 标任务奠定了 良好基础。

从农村饮水安全项目的实施情况看, 工程设计大多由各设区市、 县水利行业的设计单位承担。 由于这些单位长期从事水利工程设计, 在农村饮水工程设计方面缺乏相关专业人员 , 技术力量匮乏, 再加上当前可供借鉴、 参考的针对性设计工具书和资料较少, 因此设计人员 急切盼望得到农村饮水安全工程规划设计工作的技术指导。 为此, 我们组织江西省水利科学研究院和南昌 大学设计研究院编制了 这套设计指南和设计实用图集, 旨在为扎实做好农村饮水安全工程前期工作, 提高前期工江西省农村饮水安全工程设计指南作效率和质量, 解决类似以往农村饮水安全项目 实施过程中普遍遇到的问题, 更好地服务于我省下一阶段农村饮水安全规划项目 的设计、 施工和建设管理, 使之更趋于规范化等方面提供借鉴和指导。

本设计指南和设计实用图集的编制, 适用于农村日 供水规模 1000 立方米( 或供水受益人口 1 万人) 以下集中供水工程。在充分调研和论证的基础上, 综合考虑我省各地农村饮水安全工程背景和条件的差异, 科学、 规范、 合理地提出了 相应的工程设计和工程建设管理方案。 作为工具书, 其适用面广, 实用性强, 可弥补水利行业工程技术人员 在农村饮水安全工程设计和建设管理方面的专业不足。 本设计指南和设计实用图集的施行, 对提高农村饮水安全项目 前期工作质量, 加快工程建设步伐, 促进农村饮水安全工作又好又快发展将起到有效的指导和帮助作用。

希望全省各级水利部门特别是基层水利部门, 要认真学习指南、 使用指南, 大力推动农村饮水安全这惠及千万农民群众的“民生工程”、 “德政工程” 建设, 确保如期完成中央确定的目 标任务, 确保工程建的成、 用得起、 管得好, 长受益, 为促进江西经济社会发展, 全面建设小康社会作出新的更大贡献。


江西省农村饮水安全工程设计指南

前 言

党中央、 国务院高度重视农村饮水安全工作。 自 2003 年以来, 历年中央一号文件都对农村饮水安全工程提出了 明确要求。2009 年中央一号提出了 要在五年内, 即 2013 年底前解决全部农村饮水安全问题, 让农民群众喝上干净卫生的水。

在水利部等国家部委的大力支持下, 自 2005 年以来, 江西省大力推进农村饮水安全工程建设进程。 截止目前(2008年), 我省已累计完成了 农村饮水安全工程总投资 19 亿元, 其中, 中央投资 9. 3亿元, 地方配套资金 9. 7 亿元, 共兴建集中供水工程 1. 3 万余处、 分散工程 5. 5 万余处, 已解决了 472. 31 万农村人口 的饮水安全问题。 全省农村饮水安全工作在取得了 阶段性成果的同时,在规划、 前期工作、 投资计划管理、 工程建设、 运行保障措施等方面积累了 一定的经验, 为今后大规模实施农村饮水安全项目 、 顺利完成规划确定的目 标任务奠定了 良好的基础。

《指南》 分工程方案、 工程设计、 水质管理、 水量管理和生产运行管理 5 个章节。 第一章工程方案包括供水人口 与设计规模、 水源选择及工艺流程两方面内容; 第二章工程设计包括工程总体布置、 取水工程、 输水工程、 净水工程、 配水工程 5个方面设计内容; 第三章水质管理包括水源水质管理、 净水厂水质管理、 管道水质管理 3 个方面的内容; 第四章水量管理包括地表水源水量管理、 地下水源水量管理 2 个方面的内容; 第五章生产运行管理包括生产与 技术、 水泵运行管理、 滤池的运江西省农村饮水安全工程设计指南行管理、 加药消毒的操作管理、 管网的维护管理、 水表及入户管的维护 6 个方面的内容。 《图集》 包括取水工程、 输水工程、净水工程、 配水工程 4 个分册。

2009 年 10 月 江西省水利厅组织编制了《江西省农村饮水安全集中 供水单项工程实施方案编制提纲》, 供项目 设计单位使用, 并为单项工程审查审批工作提供依据。 本《指南》 和《图集》 主要是针对其中工程设计和工程建设管理方案内容的细化,供广大水利工作者, 特别是基层的水利同行们学习 、 参考和借鉴。

本《指南》 和《图集》 由省水利厅颁发, 省水利科学研究院和南昌 大学设计研究院市政工程设计所负 责具体解释工作。在使用过程中, 希望各单位能积极总结经验, 提出意见和修改建议。

在《指南》 和《图集》 编制过程中, 得到了 许多领导与专家的大力支持和指导, 以及厅有关处室的积极配合和帮助, 在此表示衷心感谢。 由于设计水平有限, 加之时间较为仓促, 本书难以概全, 存在不足与 疏漏之处, 恳请读者批评指正, 以便于今后进一步完善、 充实提高。

第一章 工程方案

第一节 供水人口与设计规模

一、 各用水量的计算

农村饮水安全供水工程设计时, 首先须确定该工程在设计年限内供水规模, 因为系统中取水、 净水和管网等设施的规模都须按供水规模确定。 农村供水工程的设计年限, 应与当地村镇总体规划相衔接, 以近期为主, 近、 远期结合, 设计年限宜为 10 年~15 年。

农村供水工程设计供水规模, 即最高日的用水量应包括下列水量:

居民生活用水量、 公共建筑用水量、 饲养畜禽用水量、 企业用水量、 消防用水量、 浇洒道路和绿地用水量、 管网漏失水量和未预见用水量等。

各用水量的计算如下:

1、 居民生活用水量 Q 1

(1) 居民生活用水量计算公式:

Q 1 =P· q 1 /1000 (1-1)

式中: Q 1 —居民生活用水量, m 3 /d。

q 1 —最高日居民生活用水定额, 根据对江西省已建成农村饮水工程的实际调查, 若该供水区域没有向集镇发展的可能, 则取 60L/(人·d) ~90 L/(人·d)。 若该供水区域有向集镇发展的可能, 则需考虑远期发展需要, 人均用水定额取 120-150L/(人· d); 具体取值时, 应根据后面所列的原则确定。

P—设计用水居民人数, 人;若该供水区域没有向集镇发展的可能, 则 P 为供水范围内的现状常住人口数, 其中包括无当地户籍的常住人口。

若供水区域有向集镇发展的可能, 需考虑人口自然增长率和机械增长率, 则

P=P 0 (1+γ )n + P1 (1-2)

式中: P—设计用水居民人数, 人;

P 0 —供水范围内的现状常住人口数, 其中包括无当地户籍的

常住人口, 人;

γ —设计年限内人口的自然增长率, 可根据当地近年来的人口

自然增长率确定;

n —工程设计年限, a;

P 1 —设计年限内人口的机械增长总数, 可根据各村镇的人口

规划以及近年来流动人口和户籍迁移人口的变化情况按平均增长法确

定, 一般取 0 人。

(2) 最高日居民用水定额的选取原则

①该用水定额包括居民散养畜禽用水量、 散用汽车和拖拉机用水量、家庭小作坊生产用水量;

②取值时, 应对当地实际情况, 如各村镇居民的用水现状、 用水条件、 供水方式、 经济条件、 用水习惯、 发展潜力等情况进行调查分析,

一般认为:

a) 村庄比镇区取值低;

b) 水源水量贫乏地区比水源水量丰富地区取值低;

c) 山区比平原地区取值低;

d) 定时供水比全日供水取值低;

e) 发展潜力相对较小的地区取较低值;

f) 制水成本高的地区取较低值;

g) 村内有其他清洁水源便于使用时取较低值;

h) 环境污染较轻地区比环境污染严重地区取值低;

i) 村庄内大多数住户无“三大件” 卫生设施(热水器、 洗衣机和大便器) 的取较低值。

2、 公共建筑用水量 Q 2

农村内的公共建筑一般为学校, 无学校的村庄不计此项。 公共建筑用水量的取值可按下式:

Q 2 =q 2 · P 2 /1000+ q 2 ′ · P 2 ′ /1000 (1-3)

式中: Q 2 —公共建筑用水量, m 3 /d;

q 2 —住宿生的人均用水量, 取 20L/(人· d)

P 2 —住宿生人数, 人;

q 2 ′ —走读生的人均用水量, 取 10L/(人· d)

P 2 ′ —走读生人数, 人;

3、 畜禽饲养用水量 Q 3

集体或专业户饲养畜禽最高日用水量, 应根据畜禽饲养方式、 种类、数量、 用水现状和近期发展计划确定。

若村庄内无企业养殖, 或企业养殖有独立的自备水源, 以及家养畜禽, 不计此项。

圈养时, 畜禽饲养用水量可按下式计算:

Q 3 =∑(该类型畜禽用水量定额×数量) (1-4)

各畜禽最高日用水定额可按表 1-1 选取。

4、 企业用水量 Q 4

有企业的村庄, 企业用水量应根据企业类型、 规模、 生产工艺、 用水现状、 近期发展计划和当地的生产用水定额标准确定。

企业内部工作人员的生活用水量, 应根据车间性质确定, 无淋浴的可为 20~35L/(人· 班); 有淋浴的可根据具体情况确定, 淋浴用水定额可为 40~60L/(人· 班)。

对耗水量大、 水质要求低或远离居民区的企业, 是否将其列入供水范围应根据水源充沛程度、 经济比较和水资源管理要求等确定。

5、 消防用水量 Q 5

消防用水量 Q 5 应按照《建筑设计防火规范》(GBJ16) 和《村镇建筑设计防火规范》(GBJ39) 的有关规定确定。

允许短时间间断供水的村镇, 当上述用水量之和高于消防用水量时,确定供水规模时, 可不计此项。

6、 浇洒道路和绿地用水量 Q 6经济条件好或规模较大的镇可根据需要适当考虑, 其余镇、 村可不计此项。

7、 管网漏失水量和未预见水量之和 Q 7

管网漏失水量和未预见水量之和, 宜按上述用水量之和的 10%~25%取值, 规模较小的供水区域取较低值、 规模较大且有向集镇发展可能的供水区域取较高值。

8、 水厂自用水量 Q 8

水厂自用水量 Q 8 应根据原水水质、 净水工艺和净水构筑物(设备)类型确定。 采用常规净水工艺的水厂, 可按最高日用水量的 5%~10%计算; 只进行消毒处理的水厂, 可不计此项。

二、 供水规模的确定

供水规模(即最高日用水量) Q d = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5 + Q 6 + Q 7 (1-5)

水源取水量=供水规模+水厂自用水量 (1-6)

根据江西省实际情况, 在简化水量计算过程, 可以采用人均综合用水指标; 具体人均综合用水指标一般为 80~120L/(人· d), 但是若该供水区域有向集镇发展的可能, 需考虑远期发展需要, 人均综合用水指标为 200L/(人· d)。

各设计人口设计供水规模上下限见表 1-2。

根据慢滤池的设计等级, 将万人以下的供水规模分为六个等级, 各等级供水规模见表 1-3。

第二节 水源选择及工艺流程

一、 水源选择原则及顺序

(一) 水源选择原则

由于村镇水源的类型多, 水源水质差异较大, 应结合村镇水源特点考虑以下几个方面:

1、 水质良好, 水量充沛, 便于水源保护。 地下水源水质符合《地下水质量标准》(GB/T14848-93) 的要求; 地表水源水质符合《地表水环境质量标准》(GB3838-2002) 的要求, 或符合《生活饮用水水源水质标准》(CJ3020-93) 的要求。

2、 当有多个水源可选时, 应从水质、 水量、 投资、 运行成本、 施工和管理条件、 卫生防护条件进行综合比较, 择优选取。

3、 当选用山泉水时, 尽可能使之重力自流, 以节省造价。

4、 可使取水、 输水、 净化设施安全经济和维护方便。

5、 具有施工条件。

6、 符合当地水资源统一规划管理的要求。

7、 水源选择还应进行水源水量保证率分析, 干旱年枯水期可供水量应为 90%以上, 设计取水量保证率一般为 95%。

(二) 水源选择的一般顺序

在选择农村供水水源时, 可参照上述原则, 并结合水源水质监测报告, 在优先考虑城镇已建水厂管网延伸水源后, 按以下先后顺序考虑:

1、 可直接饮用或经简单处理即可饮用的水源, 如山泉水、 深层地下水、 未受工业或农业污染的浅层地下水、 未污染的洁净的水库水及未污染的洁净的湖水。

2、 经常规化处理后即可饮用的水源, 如江河水、 水库水及湖水等。

3、 便于开采, 但需经特殊处理方可饮用的地下水源, 如铁(锰) 量超过《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006) 规定的地下水源。另外, 一些特殊的水源即高氟、 高砷水、 苦咸水, 由于处理工艺复杂、 处理成本高和运行管理麻烦, 一般不作为水源考虑; 本指南未涉及该种水源。

(三) 常用水源

结合江西省实际情况, 有四种常用水源。 分别是: 山泉水、 地下水、水库水(山塘水、 湖泊水) 及江河水。

四种水源的特点见表 1-4。

二、 工艺流程

农村饮水安全工程主要以生活饮用水为主。 由于水源不同, 水质也有较大的差别, 因此, 其工艺流程的确定应根据水源水质检测报告、 用户对水质的要求并结合有关规范、 以及参考相似情况下已建成运行工程的工艺流程确定。

(1) 以地表水为水源的生活饮用水, 其处理工艺流程中一般包括混合絮凝、 澄清、 过滤和消毒等。 其工艺流程如下:

原水→混凝沉淀(澄清) →过滤→消毒→管网→用户

通常, 在农村饮水工程中, 采用混凝沉淀(沉淀) +过滤工艺的采用一体化净水设备或者慢滤技术。

(2) 当地表水原水浊度比较低、 长期不超过 20NTU、 瞬间不超过60NTU 时, 同时不受工业废水污染且水质变化不大, 可省略混凝沉淀(或澄清) 构筑物, 原水采用双层滤料或多层滤料滤池直接过滤。 其工艺流程如下:

原水→接触过滤→消毒→管网→用户

(3) 当原水水质除细菌学指标外, 其余指标必须符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006) 规定, 则一般只需经过消毒即可供给用户饮用。 其工艺流程如下:

原水→消毒→管网→用户

(4) 若原水中铁、 锰含量超过饮用水水质标准时, 则需经过曝气与催化氧化过滤等处理工艺, 其处理工艺流程如下:

原水→曝气→催化氧化过滤→管网→用户

结合江西省实际情况, 主要有四种水源, 即山泉水、 地下水、 水库水及江河水, 这四种水源的净水处理工艺流程主要分为两类: 一类只需消毒即可供给用户, 如地下水, 山泉水; 另一类须经常规工艺处理后方可供给用户, 如水库水(山塘水、 湖泊水)、 江河水。

下列工艺流程可作参考:

1、 山泉水消毒

山泉水 → 高位水池 → 管网 → 用户

选用以上工艺的山泉水水源水质除细菌学指标外, 其余指标必须符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006) 规定。 当山泉水水质经常不达标时, 其工艺流程可以按照江河水处理; 当山泉水由于历时较短的暴雨导致水质不达标, 可短时间内停止供水。

选用山泉水作为水源, 应尽量利用重力自流供水, 以降低造价, 方便运行管理。

2、 浅层地下水

方案一:

消毒 (变频或气压控制)

浅层地下水 → 大口井 → 泵房 → 管网 → 用户

方案二:

消毒 (液位控制)

浅层地下水 → 大口井 → 泵房 → 高位水池(水塔) → 管网 → 用户

选用浅层地下水作为水源, 采用该工艺除其水质除细菌学指标外,其余指标必须符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006) 规定; 否则按江河水处理。

若供电电源稳定可靠, 且净水厂附近有高地可建高位水池, 则可通过经济技术比选确定工艺流程;若净水工程无稳定的供电电源, 则选用高位水池。

3、 深层地下水

方案一:

(变频或气压控制) 消毒

深层地下水 → 管井 → 泵房 → 管网 → 用户

方案二:

(液位控制) 消毒

深层地下水 → 管井 → 泵房 → 高位水池(水塔) → 管网 → 用户

选用深层地下水水源采用该工艺除水质除细菌学指标外, 其余指标必须符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006) 规定; 否则按江河水处理。

若供电电源稳定可靠, 且净水厂附近有高地可建高位水池, 则可通过经济技术比选变频控制和高位水池方案。若净水工程无稳定的供电电源, 则选用高位水池。

4、 水库水(山塘水、 湖泊水)

方案一:

杀藻剂 混凝剂 消毒

↓ ↓ ↓

水库水 → 取水泵房 → 一体化净水设备或慢滤技术 → 清水池→ 管网 → 用户

方案二:

杀藻剂 混凝剂 消毒 (变频或气压控制)

↓ ↓ ↓ ↓

水库水 → 取水泵房 → 一体化净水设备或慢滤技术 → 清水池 → 送水泵房 →管网 → 用户

方案二:

杀藻剂 混凝剂 消毒 (液位控制)

↓ ↓ ↓ ↓

水库水 → 取水泵房 → 一体化净水设备或慢滤技术 → 清水池 → 送水泵房→ 高位水池(水塔) → 管网 → 用户

当水库水的浊度长期不超过 20NTU, 瞬间不超过 60NTU 时, 采用慢滤加消毒或接触过滤加消毒的净水工艺; 否则采用一体化净水设备。

若净水厂的高程高于供水最不利点的高程, 且高差大于等于输水管网水头损失与最小服务水头之和, 则不需设置送水泵房, 可重力自流供水;若供电电源稳定可靠, 且净水厂附近有高地可建高位水池, 则可通过经济技术比选确定工艺流程;若净水工程无稳定的供电电源, 则选用高位水池。

5、 江河水

方案一:

混凝剂 消毒 (变频或气压控制)

↓ ↓ ↓

江河水 → 取水泵房 →一体化净水设备或慢滤技术 → 清水池 → 送水泵房 → 管网 → 用户

方案二:

混凝剂 消毒 (液位控制)

↓ ↓ ↓

江河水 → 取水泵房 → 一体化净水设备或慢滤技术 → 清水池 → 送水泵房→ 高位水池(水塔) → 管网 → 用户

当江河水的浊度长期不超过 20NTU, 瞬间不超过 60NTU 时, 采用慢滤加消毒或接触过滤加消毒的净水工艺; 否则采用一体化净水设备。

若供电电源稳定可靠, 且净水厂附近有高地可建高位水池, 则可通过经济技术比选确定工艺流程;若无稳定的供电电源, 则优先选用高位水池。

6、 铁锰超标地下水

方案一:

(变频或气压控制) 消毒

↓ ↓

铁锰超标地下水 → 泵房 → 曝气 → 锰砂过滤器 → 管网 → 用户

方案二:

(液位控制) 消毒

↓ ↓

铁锰超标地下水 → 泵房 → 曝气 → 锰砂过滤器 → 高位水池(水塔) →管网→ 用户

若供电电源稳定可靠, 且净水厂附近有高地可建高位水池, 则可通过经济技术比选确定工艺流程;若无稳定的供电电源, 则优先选用高位水池。

第二章 工程设计

第一节 工程总体布置

农村供水工程的总体布置主要考虑以下几个因素:

1、 以人口的发展以及相应的水量、 水质、 水压资料作为其考虑的因素。

2、 供水的安全性和可靠性。

3、 供水系统一般可按远期设计, 近期实施。

4、 供水系统的压力应满足国家规范和当地行政主管部门有关规定的要求。

5、 水源选择应根据第一章第二节水源选择的一般顺序, 经过多方案经济比较, 选择经济合理的水源。

6、 为了尽量减少占地, 水厂及泵站的布置应尽量布置紧凑。 且为了减少投资, 应尽量减少工程的征地和拆迁。

7、 水厂位置宜选择在交通方便, 以及供电安全可靠和水厂生产废水处置方便的地方。

8、 当取水地点距离用水区较近时, 水厂与取水构筑物建在一起。 当取水地点距离用水区较远时, 将水厂设置在离用水区域较近的地方。

除此之外, 还应充分考虑地形、 地质等条件, 力求整个系统经济合理、 高效。

第二节 取水工程

根据前面所述的水源类型及选取的原则, 取水工程设计中主要包括四种取水构筑物, 分别是: 低坝取水构筑物、 大口井、 管井及岸边式取水泵站。

一、 低坝取水构筑物

引山泉供水方式可以实现山泉—高位水池—配水管网—用户的全线重力自流, 是最节能的一种供水方式。 为能有效地取得山泉水, 需在水源处建低坝取水构筑物。 考虑到农村的实际情况, 坝体采用浆砌石重力坝, 坝高 H 分别采用 1.0m、 1.5m、 2.0m、 2.5m 和 3.0m, 5 种坝高相应的断面形式详见表 2-1, 各地可根据山泉水水源的实际情况和相应的供水规模采用不同的坝高。

低坝取水构筑物的设计图详见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集(取水工程分册)》。 图 2-1 为五种坝高相应的断面形式。

二、 大口井

当地下含水层总厚度 5~10m、 底板埋深小于 20m, 且涌水量满足当地供水规模时, 可选择大口井作为供水水源。 江西省大部分地区的潜水层埋藏厚度在 8~12m 且埋深小于 20m, 因此大口井的适用范围较广。

据有关资料表明, 江西省潜水含水层地层岩性处于细砂层~粗砂夹小砾石层范围内; 相应的渗透系数 K 处于 10~100m/d 之间; 影响半径处于50~500m 之间。

大口井采用潜水非完整井井底进水, 根据取水量计算井直径分别采用 2.0m、 3.0m、 4.0m、 5.0m, 含水层厚度取 10m, 井底至不透水底板距离取 2m, 稳定水位降落值取 4m(相应的井内水深也为 4m), 潜水非完整井大口井井底进水流量公式为:

式中: Q — 大口井出水流量, m 3 /d;

K — 渗透系数, m/d;

S — 稳定水位降落深度, m;

r — 大口井半径, m;

m — 井底至含水层底板高度, m;

R — 影响半径, m;

H — 潜水层厚度, m。

根据公式(2-1) 的计算结果得出 4 种直径大口井在不同含水层渗透

系数条件下相应的供水规模, 详见表 2-2。

      各地修建大口井前需进行钻孔试验确定含水层厚度及底板埋深并且通过抽水试验确定含水层渗透系数。

大口井设计图详见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集(取水工程分册)》。

考虑到含水层埋深较大的情况下吸出高度的影响, 大口井的地下水源一律采用清水潜水泵抽取, 水泵的日工作时间根据实际情况确定, 一般每天不少于 8h; 其流量为根据水泵工作时间即后续工艺确定: 若 24h不间断供水, 当采用变频泵直接供水时, 则流量采用最高日最高时; 当采用建调节构筑物的形式时, 则流量为最高日平均时; 间断供水, 则为水泵设计流量为最高日用水量除以水泵工作时间。 扬程根据输配水管网水头损失与控制点所需最小服务水头及两地高差之和计算确定确定, 具体见配水工程章节; 水泵台数可按如下条件确定: 允许间断供水的村庄,可选用一台水泵; 不允许间断供水的村庄, 可选用两台水泵, 一用一备,以便检修。 拟选用 QWG 型等清水潜水泵。

为方便仪器设备、 阀门及管道混合器等设施的安装, 大口井泵房采用井上式, 其设计遵照《村镇供水工程技术规范》(SL310-2004) 第 5.0.12条的要求, 大口井泵房的设计图详见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集(取水工程分册)》。

三、 管井

当当含水层总厚度大于 5m、 底板埋深大于 15m 时, 可选择管井。管井设计采用潜水完整井, 含水层厚度取 10m, 稳定水位降落值取 4m,潜水完整井管井流量计算公式为:

式中: Q — 管井出水流量, m 3 /d;

K — 渗透系数, m/d;

H — 潜水含水层厚度, m;

S — 稳定水位降落, m;

R — 影响半径, m;

r — 管井半径, m。

根据公式(2-2) 的计算结果得出 2 种直径管井在不同含水层渗透系数条件下相应的供水规模, 详见表 2-3。

        各地修建管井前需进行钻孔试验确定含水层厚度及底板埋深并且通过抽水试验确定含水层渗透系数。

管井设计图详见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集(取水工程分册)》。

管井的地下水源采用深井泵抽取, 水泵的日工作时间根据实际情况确定, 一般每天不少于 8h; 其流量为根据水泵工作时间即后续工艺确定:

若 24h 不间断供水, 当采用变频泵直接供水时, 则流量采用最高日最高时; 当采用建调节构筑物的形式时, 则流量为最高日平均时; 间断供水,则为水泵设计流量为最高日用水量除以水泵工作时间。 扬程根据输配水管网水头损失与控制点所需最小服务水头及两地高差之和计算确定确定, 具体见配水工程章节; 水泵台数可按如下条件确定: 允许间断供水的村庄, 可选用一台水泵; 不允许间断供水的村庄, 可选用两台水泵,一用一备, 以便检修。 拟选用 QJ 或 JC 型等长轴型深井泵。

管井泵房采用井上式, 泵房的设计遵照《村镇供水工程技术规范》(SL310-2004) 第 5.0.12 条的要求, 管井泵房的设计图详见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集(取水工程分册)》。

四、 岸边式泵站

对于山泉水和地下水的水源条件不能满足供水规模要求的村庄, 可以考虑取用水库水(山塘水、 湖泊水) 及江河水等地表水源, 取水口建岸边式泵站。 岸边式泵站的设计只考虑供水规模大于 5000 人的村庄, 水泵的日工作时间根据实际情况确定, 一般每天不少于 8h; 其流量为根据水泵工作时间即后续工艺确定: 若 24h 不间断供水, 当采用变频泵直接供水时, 则流量采用最高日最高时; 当采用建调节构筑物的形式时, 则流量为最高日平均时; 间断供水, 则为水泵设计流量为最高日用水量除以水泵工作时间。 其扬程根据输配水管网水头损失与控制点所需最小服务水头及两地高差之和计算确定确定, 具体见配水工程章节; 水泵台数可按如下条件确定: 允许间断供水的村庄, 可选用一台水泵; 不允许间断供水的村庄, 可选用两台水泵, 一用一备, 以便检修。 拟选用 AOSh或 S、 SA 型等清水离心泵。

根据供水规模确定的水泵台数选择不同类型的泵房, 即容纳 1 台机组 和 2 台 机 组的 两 种 泵 房 。 泵 房 的 设 计 按 照 《 泵 站 设 计 规 范 》(GB/T50265-97) 的要求进行, 泵房的设计图详见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集(取水工程分册)》。

第三节 输水工程

一、 浑水输水管设计

以地表水(包括水库水、 山塘水、 湖泊水和江河水) 为水源的供水工程, 需浑水输水管设计。

(一) 布置原则

输水管的布置原则主要有以下几点:

1、 沿现有道路或规划道路;

2、 尽量缩短输水距离;

3、 输水方式的选择, 往往受当地自然条件, 特别是天然水源条件的制约。 当水源高于供水区时, 采用重力输水方式; 否则均为压力输水。在水源水质好且水量充沛的情况下, 一般优先考虑重力输水;

4、 尽可能避开障碍物和工程地质条件不良地区;

5、 减少占地和拆迁, 少占农田, 尽可能不占良田;

6、 便于施工、 运行、 维护;

7、 在管道凸起点, 应设自动进(排) 气阀; 长距离无凸起点的管段,每隔一定距离亦应设自动进(排) 气阀;

8、 在管道低凹处, 应设排空阀;

9、 重力流输水管道, 地形高差超过 60m 并有富余水头时, 应在适当位置设减压设施;

10、 输水管线的条数, 应根据给水系统的重要性、 输水量的大小等因素, 全面考虑确定。 当允许间断供水或水源不止一个时, 可设一条输水管线; 当不允许间断供水时, 应设两条; 若只设一条, 则应同时修建有相当容量的安全储水池, 以备输水管线发生故障时供水。

无论是采用重力输水, 还是压力输水, 连接管的条数对输水管工作情况的影响都很大, 设置连接管, 可保证输水系统的可靠性, 输水管设置连接管后, 必须在连接管和输水管的交接处设置阀门。 即在被连接管分隔的输水管段的两端设置阀门, 在连接管的两端设置阀门, 每设置一个连接管, 则增加 3 个阀门。

(二) 设计计算依据

主要根据设计流量、 输水水质、 输水区地形图及工程地质资料, 输水起点、 终点高程及经济流速等确定浑水输水管的管径、 线路。

(三) 管材的选择与附件、 配件的选择以及管道敷设要求

1、 管材的选择

管材的选择主要取决于管道承受的水压、 外部荷载、 地质及施工条件、 供水可靠性要求、 使用年限、 价格及市场供应情况等。 按照供水工程设计和运行的要求, 供水管道应具有良好的耐压性和封闭性, 管道材料应耐腐蚀, 内壁光滑不结垢、 管路通畅、 水管接口应施工简便, 使管网运行可靠、 安全, 水质稳定, 节省输水能量。 因此, 供水工程人员必须掌握水管材料的种类、 性能、 规格、 供应情况等, 才能做到合理选用管材, 保证管网安全供水。 目前常用的给水管道材料主要有铸铁管、 钢管、 塑料管、 钢筋混凝土管等, 我国国内普遍采用的几种管材的优缺点、适用条件及接口方式见表 2-4。

多年来我国给水行业大口 径供水管多采用球墨铸铁管及钢管和UPVC 管等。 近年来发现, 虽然 UPVC 管综合造价最低, UPVC 管材本身无毒, 严格控制生产可以用作供水管材, 但是有些厂家在生产过程可能出现以下问题: 配方中误用了有毒的助剂, PVC 树脂氯乙烯单体超标,单体氯乙烯和一些小分子在应用时转移到水中成为水中细菌的营养剂,使残留细菌加速繁殖, 造成水质污染。 另外如果 UPVC 管采用 TS(胶接)接口, 所用的粘接剂很难保证无毒, 同时粘接剂内可能会含有有利于微生物产生的物质, 对饮用水的味道及水质都会一定影响, 因此不建议用于供水工程。

而塑料管中的 PE 管和 PPR 管优越性较为明显: PE 管管壁光滑, 化学稳定性强, 耐腐蚀, 不易结垢, 能保持水质的长期稳定, 且卫生条件好, 不会产生有害物质, 水力条件和密封性都比球墨铸铁管好, 可燃材料, 不能用作消防管道; PPR 管有高度的耐酸性和耐氯化物性, 采用热熔连接, 无须保养维护, 卫生条件好, 耐热性能好; 但抗紫外线能力差,在阳光的长期照射下容易老化, 可燃材料, 不能用作消防管道。球墨铸铁管不会膨胀, 且抗外压能力比塑料管强。

以上三种管材都有各自的优势, 农村饮水安全工程的管网建设中,各种管径建议一般管材为: 管径≥DN200 的建议采用球墨铸铁管或钢管,其余管径建议采用给水 PE 管。但是长距离和特殊环境下的管材应根据使用条件和管材特点以及施工条件等因素综合考虑, 对经济、 技术指标进行比较, 择优选择。

配水工程中管材的选择与输水工程中管材选择相同, 一般管材建议为: 入户管建议采用 PPR 管、 管径≥DN500 的建议采用球墨铸铁管, 其余管径建议采用给水 PE 管。但是长距离和特殊环境下的管材应根据使用条件和管材特点以及施工条件等因素综合考虑, 对经济、 技术指标进行比较, 择优选择。

2、 管道附件与配件的选择

供水除了管道以外, 还应设置各种必要的附件, 以保证管网的正常运行。

管网的附件主要有调节流量用的阀门、 供应消防用水的消火栓, 其他还有控制水流方向的单向阀、 安装在管线高处的排气阀和安全阀等。输水管检修阀布设间距见表 2-5。

管道配件是在水流方向有改变或者管径改变时, 管道之间或管道与附件之间衔接时采用的管件, 各配件见表 2-6 和表 2-7。

配水工程中管道配件与附件的选择与输水工程中管道配件与附件的选择相同, 在配水工程章节不再详细叙述。

3、 管道敷设要求

管道敷设应符合以下要求:

(1) 管顶覆土应根据冰冻情况、 外部荷载、 管材强度、 与其他管道交叉等因素确定。管顶覆土层厚度原则上不小于 0.7m, 穿越道路、 农田或沿道路铺设时, 管顶覆土层厚度原则上不小于 1.0m。

(2) 管道一般应埋设在未经扰动的原状土层上; 管道周围 200mm范围内应用细土回填; 回填土的压实系数不应小于 90%。

在岩基上埋设管道, 应铺设砂垫层; 在承载力达不到设计要求的软地基上埋设管道, 应进行基础处理。

(3) 当供水管道与污水管交叉时, 供水管应布置在上面, 且不应有接口重叠; 若供水管敷设在下面, 应采用钢管或设钢套管, 套管伸出交叉管的长度每边不得小于 3m, 套管两端应采用防水材料封闭。

(4) 供水管道与建筑物、 铁路和其他管道的水平净距, 应根据建筑物基础结构、 路面种类、 管道埋深、 内水工作压力、 管径、 管道上附属构筑物大小、 卫生安全、 施工和管理等条件确定。

与建筑物基础的水平净距应大于 3.0m; 与围墙基础的水平净距应大于 1.5m; 与铁路路堤坡脚的水平净距应大于 5.0m; 与电力电缆、 通讯及照明线杆的水平净距应大于 1.0m; 与高压电杆支座的水平净距应大于3.0m; 与污水管、 煤气管的水平净距应大于 1.5m。

(5) 露天管道应有调节管道伸缩的设施, 冰冻地区尚应采取保温等防冻措施。

(6) 穿越河流、 沟谷、 陡坡等易受洪水或雨水冲刷地段的管道, 应采取必要的保护措施。

(7)承插式管道在垂直或水平方向转弯处支墩的设置, 应根据管径、转弯角度、 设计内水压力和接口摩擦力等因素通过计算确定。

(8) 采用明渠输送原水时, 应有可靠的防渗和水质保护措施。

(四) 浑水输水管水力计算

(1) 浑水输水管设计流量

式中: Q s —浑水输水管设计流量, m³/h;

Q—最高日用水量与水厂自用水量之和, m³/d, 见式 1-5、 1-6;

T —给水系统连续制水小时数, h/d。

(2) 浑水输水管管径 D

输送浑水的管道, 设计流速不宜小于 0.6m/s。

式中: D—浑水输水管管径, m ;

Q—输水管设计流量, m³/s;

v e —平均经济流速, m/s。

(3) 浑水输水管

水头损失 h

式中: h—水头损失, m;

i—为水力坡度, 可查水力计算表;

l—计算管段长度, m;

1.05~1.10—局部水头损失系数。

(4) 浑水输水管管径

各管径浑水输水管对应的管材、 经济流量、 流速、 水力坡度等可参照表 2-8 采用内插法确定, 也可按照设计指南中所列公式计算。

根据上表, 可得出各个等级所对应的管径, 具体见表 2-9。

       在农村饮水安全工程中, 应进行经济比较, 选择合理的管材、 管径。

相同流量下, 管径越大, 水损越小, 但工程造价较高, 电耗相对比较少,运行费用较低; 管径越小, 水损越大, 工程造价较低, 但电耗相对较低。

浑水输水管的设计图详见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集(输水工程分册)》。

二、 调节构筑物设计

(一) 设计原则

考虑节能和降低成本的需要, 当电稳定可靠, 且具备建高位水池地形条件的条件下, 综合考虑经济因素和当地管理水平, 合理选择变频泵和气压泵的供水调节方式或者采用高位水池作为条件构筑物; 在无稳定供电条件, 且具备建高位水池地形条件的情况下, 应选择高位水池作为调节构筑物; 在既无稳定供电条件, 又不具备建高位水池地形条件的情况下, 应选择水塔作为调节构筑物。

(二) 调节构筑物设计

考虑到农村地形条件和施工要求, 高位水池宜采用矩形钢筋混凝土蓄水池或圆形钢筋混凝土蓄水池, 水塔采用钢筋混凝土倒锥壳水塔。 根据《村镇供水工程技术规范》(SL310-2004) 7.0.2 的要求, 有可靠电源和可靠供水系统的工程, 单独设立的清水池和高位水池可按最高日用水量的 20%~40%设计; 同时设置清水池和高位水池时, 清水池可按最高日用水量的 10%~20%设计, 高位水池可按最高日用水量的 20%~30%设计; 水塔可按最高日用水量的 10%~20%设计; 向净水设施提供冲洗用水的调节构筑物, 其有效容积尚应增加水厂自用水量。 取值时, 规模较大的工程宜取低值, 小规模工程宜取高值。

供电保证率低或输水管道和设备等维修时不能满足基本生活用水需要的工程, 调节构筑物的有效容积(即高位水池或水塔) 可按最高日用水量的 40%~60%设计。 取值时, 企业用水比例高的工程应取低值, 经常停电地区宜取高值。

高位水池的设计图详见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集(输水工程分册)》。水塔的设计图详见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集(输水工程分册)》。

第四节 净水工程

一、 净化工艺设计

根据第一章第二节所述水源, 地下水和山泉水仅需消毒即可供给用户饮用, 而水库水(山塘水、 湖泊水) 及江河水需要经过净化后方能供给用户。 净水工艺设计应根据水源种类和水质合理选择处理工艺流程。

水处理构筑物的选择, 应根据原水水质、 设计生产能力、 处理后水质要求、 水厂用地面积和地形条件等, 结合当地条件即水价承受能力和水厂管理水平, 通过技术经济比较研究确定。

(一) 水处理构筑物设计流量 Q

式中: Q —设计流量, m³/h;

Q q —水源取水量, m³/d, 见式 1-5、 1-6;

T —给水系统连续制水小时数, h/d。

(二) 投药与混合设施

1、 溶液池

混凝剂采用硫酸铝或其它混凝剂, 由于混凝剂用量较小, 因此溶液池可兼作投药池。 溶液池采用 ABS 板或钢板(防腐) 制作。

溶液池容积 W 1 :

式中: W 1 —溶液池容积, m³;

Q—设计处理水量, m³/d;

a—混凝剂最大投加量, g/L, 取 20mg/L;

b—溶液浓度, 取 1%(按商品固体质量计);

n—每日调制次数, 每日 1 次。

溶液池具体尺寸及图集号见表 2-10。

若供水规模小于等级三, 则需建溶液池的工程溶液池等级仍按等级三确定。

2、 投药设施

采用水射器直接投加在水泵压水管上, 投药量采用浮杯计量(见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集(净水工程分册)》)。各等级水射器型号见表 2-11。

3、 混合设施

采用管式混合中的静态混合器, 应根据所采用的混凝剂品种, 使药剂与水进行恰当的急剧、 充分地混合, 一般混合时间 10~30 秒。各等级的静态混合器规格见表 2-12。

(三) 净水设施

1、 钢筋混凝土净水构筑物

(1) 设计原则

①净水工艺采用直接过滤技术, 考虑农村管理水平有限, 尽量采用慢滤池。

②滤池出 水水质经消 毒后应符合现行《生活饮用 水卫生标准》(GB5749-2006) 的要求。

③滤料应具有足够的机械强度和抗蚀性能, 并不得含有有害成分。

④滤池应设取样装置。

(2) 重力无阀滤池

当水源水的浊度不满足直接接触过滤工艺, 且供水规模大于 900m 3 /d的村庄, 可采用微絮凝工艺, 滤池采用重力无阀滤池。 重力无阀滤池采用小阻力配水系统, 其孔眼总面积与滤池面积之比为 1.0%~1.5%。

设计要点:

①滤速一般采用 6~8m/h;

②平均冲洗强度一般采用 15L/s·m 2 ; 冲洗时间为 5min

③冲洗前的期终水头损失值, 取 2.0m;

④进水管流速取 0.6~1.0m/s; 排水虹吸管流速宜采用 1.4~1.6m/s。

⑤冲洗水头应通过计算确定, 宜采用 1.0~1.2m, 并应有调整冲洗水头的措施;

计算公式:

式中: F—滤池净面积, m 2 ;

Q—设计水量, m³/h;

v—滤速, 按规范采用, m/h;

H 1 —集水区高度, m;

M—滤池长度, m;

v  —孔口平均出流速度差, m/s;

v —孔口平均出流速度, m/s;

q—冲洗强度, L/(s· m 2 ), 采用 15L/(s· m 2 );

t—冲洗历时, min, 采用 5min;

F’—冲洗水箱净面积, m 2 ;

F 2 —连通渠及斜边壁厚面积, m 2 。

重力无阀滤池的规格和使用供水规模见表 2-13。

(3) 慢滤池

考虑到农村管理水平和规模, 当原水浊度满足直接接触过滤的工艺时, 建议采用慢滤工艺。

设计要点:

① 进水浊度宜小于 20NTU, 布水应均匀。

② 应 24h 连续工作设计。

③ 滤速一般采用 0.1~0.3m/h, 进水浊度高时取低值;

④ 滤料表面以上水深宜为 1.0~1.3m; 池顶应高出水面 0.3m、 高出地面 0.5m。

⑤ 出口应有控制滤速的措施, 可设可调堰或在出水管上设控制阀和

转子流量计。

⑥ 滤料宜采用石英砂, 粒径 0.3~1.0mm, 滤层厚度 800~1200mm。

⑦ 滤料表面以上水深宜为 1.0~1.3m; 池顶应高出水面 0.3m、 高出地面 0.5m。

⑧ 承托层一般为卵石或砾石, 分为四层, 其粒径和厚度(自上而下)

列于表 2-14。


⑨ 滤池面积小于 15m 2 时, 采用底沟集水, 集水坡度为 1%; 当滤池

面积较大时, 可设置穿孔集水管, 管内流速宜采用 0.3~0.5m/s。

⑩ 有效水深以上应设溢流管; 池底应设排空管。

慢滤池计算公式如下:

慢滤池总面积 F 可按下式计算:

式中: Q —最高日用水量, m 3 /d;

v —设计滤速, m/h;

T —过滤工作时间, h/d。

经过计算, 将慢滤池分为六个等级, 各等级慢滤池规格见表 2-15。

(4) 慢滤池与清水池合建

当慢滤池的表面积不超过 15m 2 时, 过滤工艺还可采用慢滤池与清水池合建, 合建的慢滤池的做法与规格仍可参照表 2-19 的尺寸。

2、 一体化净水装置

(5) 一体化净水设备

当水源水的浊度需经过“混凝→沉淀→过滤→消毒” 工艺才可供给用户使用时, 由于农村饮水安全工程的规模较小, 建设小型水厂不经济,且考虑到农村的管理水平, 推荐采用一体化净水设备。

一体化净水装置以地表水为水源, 将混凝、 沉淀、 过滤等净水工艺紧密地组合在一起, 适用于小型生活和工业用水处理, 小型一体化净水装置规格见表 2-16。

一体化净水装置适用于 1000 人以上不间断供水的农村安全饮水工程, 当供水规模不足 120m 3 /d, 而又没有其他合适的水源时, 也可采用一体化净水装置, 间断供水。

二、 消毒设计

(一) 原理及作用

消毒是指杀灭外环境中病源微生物的方法。 其目的是切断传染病的传播途径, 预防传染病的发生或流行。 据研究, 可污染饮用水的致病微生物有上百种, 为杜绝介水传染病的发生和流行, 保证人体健康, 生活饮用水必须经过消毒处理方可供饮用。

(二) 常用消毒方式及特点

目前我国农村用于饮用水消毒的常用方法有二氧化氯消毒、 漂白粉消毒, 也可以采用次氯酸钠消毒和紫外线消毒。

二氧化氯对细菌、 病毒及真菌孢子的杀灭能力均很强, 其氧化力相当于氯的 5 倍, 是极为有效的饮水消毒剂。 二氧化氯对微生物的杀灭原理是: 二氧化氯对细胞壁有较好的吸附性和透过性能, 可有效地氧化细胞内含疏基的酶; 可与半胱氨酸、 色氨酸和游离脂肪酸反应, 快速控制生物蛋白质的合成, 使膜的渗透性增高; 并能改变病毒衣壳蛋白, 导致病毒灭活。

漂白粉又称含氯石灰、 氯化石灰。 它是将氯气通入熟石灰中而制成的混合物, 主要成分为次氯酸钙(含 32%—36%), 还含氯化钙(29%)、 氧化钙(10%—18%)、 氢氧化钙(15%)及水(10%), 通常以 Ca(ClO)2 代表其分子式。 漂白粉为白色颗粒状粉末, 有氯臭, 能溶于水, 溶液呈碱性,有大量沉渣。 漂白粉稳定性差, 在一般保存过程中, 有效氯每月可减少1%—3%, 因此不宜保存过长时间。

次氯酸钠是一种强氧化剂, 在溶液中产生次氯酸离子, 通过水解作用生成次氯酸, 具有与液氯相同的消毒作用, 但其效果不如液氯。 所含的有效氯易受日光、 温度的影响而分解, 所以一般都采用次氯酸钠发生器现场制取, 就地投加, 操作简单, 安全方便。 次氯酸钠不宜长期久贮。

紫外线杀菌消毒主要是通过对微生物(细菌、病毒、芽孢等病原体) 的辐射损伤和破坏核酸的功能使微生物致死, 从而达到消毒的目的。 紫外线消毒的特点:(1) 紫外线消毒器具有较高的杀菌效率, 运行安全可靠;(2) 紫外线消毒器对隐孢子虫和贾第虫有特效消毒效果;(3) 紫外线消毒器消毒后不产生有毒有害副产物, 不增加饮用水的 AOC 含量;(4) 紫外线消毒器能降低臭味和降解微量有机物; (5) 紫外线消毒器设备占地面积小, 运行维护简单、 费用低;(6) 紫外线消毒系统消毒效果受水温、pH 影响小。

(三) 工程设计

1、 采用投加二氧化氯消毒

饮用水中的二氧化氯的限量 0.4ppm, 出厂水中的二氧化氯浓度不低于 0.2ppm。 二氧化氯的投加量取 0.5-1.0mg/L, 对于二氧化氯发生器选JSN-PW 或 CPF-D 的正压式系列等高纯二氧化氯发生器。

反应原理:

5NaClO 2 +4HCl→ 4ClO 2 +5NaCL+2H 2 O

其中采用的亚氯酸钠应是工业一级品, 含量大于 80%, 盐酸应是工业一级品, 浓度 31%。

性能特点:

制备高纯二氧化氯消毒液, 原料转化率大于 95%, 二氧化氯含量大于 95%进口计量泵进料, 发生量准确, 占地空间小。

运行成本:生产 1 克有效氯, 用亚氯酸钠 2.2 克, 用盐酸 2.0 克, 约合人民币0.004 元。各等级的二氧化氯发生器型号见表 2-17。

其他等级不宜采用二氧化氯发生器。

2、 采用投加漂白粉消毒

投加方式有直接投加法和间接投加法 。

(1) 定时(次) 直接投加漂白粉消毒法(以井水为例)

① 先按井水的水量计算出漂白粉的用量, 有条件时可取井水水样进行需氯量测定, 漂白粉的投加量应根据水体的水质状况、 水量、 规定加氯量及漂白粉有效氯含量等因素决定。

水量及加药量计算公式:

例如: 某一圆井直径 0.8m, 水深 2.5m, 消毒时规定加氯量为 2mg/L,所用漂白粉含 25%有效氯, 则其用药量可按公式计算:

井水量=0.8×0.8×0.8×2.5=1.28(m 3 )

需加漂白粉量=1.28×2÷25%=10.24(g)

日常工作中可以根据井水水质具体情况, 按每吨水 5~8 克来估算,如上例中: 1.28×8 =10.24(g)。

不同水源水消毒的加氯量见表 2-18。

② 配制漂白粉溶液, 将上清液投入井水中。 将所需量漂白粉(或漂白粉精片研细) 放入碗或盆中, 加少许冷水调成糊状, 再加适量的水,静置 10 分钟左右。 将上清液倒入井水中, 用取水桶上下振荡数次或用干净木棍搅拌数分钟, 使之混匀, 半小时后即可饮用。 每天消毒 2~3 次,消毒应在取水前 l~2 小时进行。 当水井被污染时, 消毒用药量可增加 2~3 倍。

(2) 持续直接投加漂白粉消毒法

根据水量和水质情况加入漂白粉。 将一定量的漂白粉装入无毒塑料袋、 竹筒、 小口瓶、 木盒或陶罐等容器中, 在容器上面或旁边钻若干小孔(一般 4 个~6 个, 孔的直径为 0.2cm~0.5cm), 一般竹筒装漂白粉250g~300g, 塑料袋装 250g~500g。 将加漂白粉容器口塞住或扎紧, 放入井内, 用浮筒悬在水中, 利用取水时的振荡, 使容器中氯慢慢从小孔放出, 以保持水中一定的余氯量。 一次加药后可持续消毒 1 周左右。

(3) 间接投加法

主要是适用于以地表水或深层地下水为水源, 人口规模相对较大的地区, 投加点为蓄水池, 该方法需设消毒剂溶液池。

漂白粉用量:

式中 Q—漂白粉用量, kg/d;

Q1 —设计水量, m 3 /d;

a —最大加氯量, mg/L, 取 1.0mg/L;

C —漂白粉有效氯量, %, 一般采用 20~25%。

溶液池容积:

式中: W 1 —溶液池容积, m 3 ;

n —每日调制次数, 取 1~2 次;

b —漂白粉溶液百分比浓度, %, 一般采用 1~2%。

各等级溶液池的图集号及规格等见表 2-19。

计量设备:

农村供水采用浮杯计量。 浮杯计量设备是利用浮体在溶液中的固定浸没深度或液位差以达到恒定出流, 适用于溶液池变位的场合, 是一种小型计量设备。

3、 采用次氯酸钠消毒

次氯酸钠消毒一般采用次氯酸钠发生器现场制取, 就地投加。 氯的投加量一般采用 1.0mg/L。 可选用 WSB 系列次氯酸钠发生器。

次氯酸钠发生器, 是利用钛阳极电解盐水产生次氯酸钠, 产生的次氯酸钠为淡黄色透明状液体, 含有效氯 6~11mg/L; 其有效氯产量一般为50~1000g/h; 制取有效氯的成本比采用漂白粉低。各等级的次氯酸钠发生器规格见表 2-20。

其他等级不建议采用次氯酸钠发生器。

4、 采用紫外线消毒

紫外线消毒技术是国际上 90 年代末兴起的最新一代消毒技术。 它集光学、 微生物学、 电子、 流体力学、 空气动力学为一体, 具有高效率、广谱性、 低成本、 长寿命、 大水量和无二次污染的特点, 是国际上公认的 21 世纪的主流消毒技术。紫外消毒设备可采用 GY 系列, 各等级的紫外消毒设备规格见表2-21。

三、 铁锰超标地下水处理工艺

曝气:

曝气装置采用射流器曝气装置, 各等级的射流器型号范围见表 2-22。

接触氧化过滤:

接触氧化过滤采用锰砂过滤器, 各设计规模锰砂过滤器型号见表2-23。

当每天用水量少于 270m 3 /d 不建议采用铁锰超标水源, 如果无法避免必须采用铁锰超标水源, 其处理设备可参照 270m 3 /d 选用, 间断供水。

铁锰超标水工艺处理流程图、 水射器及锰砂过滤器图详见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集(净水工程分册)》。

第五节 配水工程

一、 布置原则

村镇配水管网一般采用树枝状管网布置型式, 配水管网的选线和布置, 应符合以下要求:

1、 管网应合理分布于整个用水区, 线路尽量短, 并符合村镇有关建设规划。

2、 管线宜沿现有道路或规划道路路边布置。

3、 在管道凸起点, 应设自动进(排) 气阀; 树枝状管网末稍, 应设泄水阀; 干管上应分段或分区设检修阀; 各级支管上均应在适宜位置设检修阀。

4、 地形高差较大时, 应根据供水水压要求和分压供水的需要在适宜的位置设加压泵站或减压设施。

5、 集中供水点应设在取水方便处。

6、 测压表应设在水压最不利用户接管点处。

7、 干管的延伸应当和二级泵站供水到用户或大用户的水流方向一致。

8、 沿水流方向平行布置数条干管, 干管间距一般为 500~800m 或根据街坊大小确定。

9、 干管应布置在两侧均有用户的现有或规划道路上。 给水管道与其他工程物的水平净距见表 2-24。

10、 干管应尽量避免穿越障碍物, 穿越时应按有关技术规范执行。

二、 设计计算依据

设计计算流量和校核计算流量依据建设规划资料(路网、 街坊、 竖向、 管线综合等)、 用户分布及用水状态、 水源等确定。

三、 管材选择、 管道附件与配件及敷设要求

1、 管材选择

配水工程中管材的选择与输水工程中管材选择相同, 具体见输水工程中管材的选择。

2、 管道附件与配件

管道附件与配件布置主要有以下两种:

(1) 阀类 配水管网应根据管道连接情况设置分区检修阀门, 并且能满足事故管段切断的需要。 宜 500m 设置一个阀门。 配水管道的隆起点应装设排(进) 气阀, 低凹点应装设泄水阀, 限制水流流向处应装止回阀。

(2) 管道配件 根据管材和管道连接情况正确选择配件、 标准配件和特种配件, 具体见表 2-6 和表 2-7。

3、 配水管道的敷设要求

配水管道埋设除了需满足输水管道的埋设要求外, 还需要注意以下几个方面:

(1) 管道应采用塑料管、 镀锌钢管或给水铸铁管。 塑料管给水管的管材、 配件, 应是同一厂家的配套产品。

(2) 架空或在地沟内敷设的室外给水管道其安装要求按室内给水管道的安装要求执行。 塑料管道不得露天架空铺设, 必须露天架铺设时应有保温和防晒等措施。

(3) 供水管道不得直接穿越污水、 化粪池、 公共厕所等污染源。

(4) 管道接口法兰、 卡扣、 卡箍等应安装在检查井或地沟内, 不应埋在土壤中。

(5) 供水系统各种井室内的管道安装, 如设计无要求, 井壁距法兰或承口的距离: 管径小于或等于 450mm 时, 不得小于 250mm; 管径大于 450mm 时, 不得小于 350mm。

(6) 管网必须进行水压试验, 试验压力为工作压力的 1.5 倍, 但不得小于 0.6MPa。 其检验方法: 管材为钢管、 铸铁管时, 试验压力下 10min内压力降不应大于 0.05MPa, 然后降至工作压力进行检查, 压力应保持不变, 不渗不漏; 管材为塑料管时, 试验压力下, 稳压 1h 压力降不大于0.05MPa, 然后降至工作压力进行检查, 压力应保持不变, 不渗不漏。

(7) 供水管道在竣工后, 必须对管道进行冲洗, 饮用水管道还要在冲洗后进行消毒, 满足饮用水卫生要求。

(8) 管道和金属支架的涂漆应附着良好, 无脱皮、 起泡、 流淌和漏涂等缺陷。

(9) 管道在连接应符合工艺要求, 阀门、 水表等安装位置应正确。塑料给水管道上的水表、 阀门等设施其重量或启闭装置扭矩不得作用于管道上, 当管径大于或等于 50mm 时必须设独立的支承装置。

(10) 采用橡胶圈接口的埋地给水管道, 在土壤或地下水对橡胶圈有腐蚀的地段, 在回填土前应用沥青胶泥、 沥青麻丝或沥青锯末等材封闭橡胶圈接口。

(11) 设在通车路面上下或小区道路下的各种井室, 必须使用重型井圈和井盖, 井盖上表面应与路面相平, 允许偏差为±5mm。 绿化带上和不通车的地方可采用轻型井圈天井盖, 井盖的上表面应高出地坪 50mm,并在井口周围以 2%的坡度向外做水泥砂浆护坡。

(12) 重型铸铁或混凝土井圈, 不得直接放在井室的砖墙上, 砖墙上应做不小于 80mm 厚的细石混凝土垫层。

(13) 管沟回填土, 管顶上部 200mm 以内应用砂子或无块石及冻土块的土, 并不得用机械回填; 管顶上部 500mm 以内不得回填直径大于100mm 的块石和冻土块; 500mm 以上部分回填土中的块石或冻土块不得集中。 上部用机械回填时, 机械不得在管沟上行走。管件、 防水套管及管道附属构筑物等详图见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集(配水工程分册)》。

四、 配水管网水力计算

农村供水中的管网布置型式一般采用树枝状管网, 不采用环状管网。因此, 本设计指南只作树状管网设计的介绍。配水管网布置, 需进行水力计算, 确定配水管网的管径等。

配水管网的水力计算步骤如下:

1、 根据最高日最高时计算人均用水当量;

2、 计算管段的沿线流量;

3、 计算管段设计流量;

4、 确定管段管径和水头损失;

5、 根据分配干管沿程地形选定控制点;

该点自由水压相对最小, 必须保证该控制点所要求的自由水压。 按此条件, 结合地形标高, 推算各节点水压; 设计时, 对很高或很远的个别用户所需的水压不宜作为控制条件, 可采取局部加压或设集中供水点等措施满足其用水需要。

6、 计算水塔或高位水池高度和水泵扬程。

计算时应先计算配水干管, 后计算配水支管。 配水干管是管网起点(泵站、 水塔或高位水池) 到控制点之间的管段。 其终点, 即控制点的水压已定, 而起点水压须在干管计算后才能确定。 从配水干管接出的管段为配水支管, 其起点和终点的水压均为已知, 因此支管的水力坡度已定。 干管与支管管径的确定方法不同, 干管按流量和经济流速确定管径,支管按流量和已知水力坡度确定, 即充分利用其现有水压。

(一) 配水管网设计流量

配水管网设计流量计算公式:

式中: Q h —配水管网设计流量, 以最高日最高时计, L/s;

Q d —最高日用水量, m³/d;

K h —全日供水工程时变化系数, 可按表2-25 采用内插法确定。

定时供水工程的时变化系数, 可在 3.0~4.0 范围内取值, 日供水时间长、 用水人口多的取较低值。

供水日变化系数应根据供水规模、 用水量组成、 生活水平、 气候条件, 结合当地相似供水工程的年内供水变化情况综合分析确定, 可在1.3~1.6 范围内取值。

(二) 主配水管水力计算

从水厂到配水管网的输水管(主配水管), 设计流量应按最高日最高时用水量确定。 管径、 流速及水力坡度的确定方法与浑水输水管相同。主配水管的管径见表 2-26。

根据上表, 可得出各个等级所对应的主配水管管径范围, 具体见表2-27。

在农村饮水安全工程中, 应进行经济比较, 选择合理的管材、 管径。相同流量下, 管径越大, 水损越小, 但管材价格较高, 电耗相对比较少,运行费用较低; 管径越小, 水损越大, 管材价格较低, 但电耗相对较低。

(三) 人均综合用水当量

人均综合用水当量可按公式(2-16) 计算:

q=1000(W-W 1 )· K h /(86400P) (2-16)

式中: q —人均用水当量, L/(s· 人);

W—村或镇的最高日用水量, m 3 /d;

W 1 —企业、 机关及学校等用水大户的用水量之和, m 3 /d;

K h —时变化系数;

P—村镇设计用水人口, 人。

(四) 沿线出流量

沿线出流量, 可根据人均用水当量和各管段用水人口、 用水大户的配水流量计算确定。

q l =q· P i (2-17)

式中: q l —沿线流量, L/(s);

q —人均用水当量, L/(s· 人);

P i —计算管线上的累积人口, 人。

(五) 管段设计流量

树枝状管网的管段设计流量, 按其沿线出流量的 50%加上其下游各管段沿线出流量计算。 即

式中: q s —管段设计流量, L/(s);

q l ’ —本段沿线出流量, L/(s);

(六) 管径和水头损失

设计管段的管径通常由设计流量和经济流速确定。 输配水管道的设计流速, 宜采用经济流速; 设置消火栓的管道内径不应小于 100mm。管道水头损失计算, 包括沿程水头损失和局部水头损失。

1、 沿程水头损失, 可按公式(2-18) 计算:

h 1 = iL (2-19)

式中: h 1 —沿程水头损失, m;

L—计算管段的长度, m;

i—单位管长水头损失, m/m;

1)UPVC、 PE 等硬塑料管的单位管长水头损失, 可按公式(2-20)

计算:

式中: Q—管段流量, m 3 /s;

d—管道内径, m;

2)钢管、 铸铁管的单位管长水头损失, 可按下列公式(2-21~2-22)计算:

式中: v—管内流速, m/s;

d—管道内径, m;

3)混凝土管、 钢筋混凝土管的单位管长水头损失, 可按公式(2-23)计算:

式中: Q—管段流量, m3/s;

d—管道内径, m;

n—粗糙系数, 应根据管道内壁光滑程度确定, 可为 0.013~0.014。

当 100 mm<DN<400mm, 管径按经济流速 0.6~0.9m/s 确定; 当 DN<100mm 时, 管径按 1000i≤8m 确定。

2、 配水管网的局部水头损失, 可按其沿程水头损失的 5%~10%计算。

(七) 水泵扬程和水塔或高位水池高度

1、 水泵扬程的计算

(1) 取水泵的扬程

取水泵的扬程一般按式(2-24) 计算。

式中: H 0 — 静扬程, 为取水构筑物集水井最低水位与水厂第一级处理构筑物(滤池) 最高水位之间的高差, m;h s , h d — 取水构筑物设计流量对应的吸水管、 压水管和泵站

管线中的损失, m。

(2) 送水泵的扬程

送水泵扬程是从水厂清水池取水直接送往用户或先送往水塔(或高位水池), 而后送往用户。当供水管网中不设水塔(或高位水池) 时, 送水泵的扬程按式 2-25计算。

式中: H p —送水泵总扬程, m;

Z c —管网控制点 C 的地面标高和清水池生活调节容积最低水位的高程差, m;

H c —控制点所需的最小服务水头, m;

hs—吸水管中的水头损失, m;

h c , h n —输水管和管网中的水头损失, m。

当供水管网中建有水塔(或高位水池) 时, 送水泵所需的静扬程为清水池最低水位和水塔(或高位水池) 最高水位的高程差, 水头损失为吸水管、 水泵到水塔(或高位水池) 的管网水头损失之和, 水泵扬程仍可参照式 2-24 计算。

(3) 取送水泵扬程

农村安全饮水中, 当水质较好, 经过消毒即可供用户使用的深(浅)层地下水时, 水泵既需要从大口井或管井中取水, 即充当取水泵; 又要承担向用户送水的任务, 即充当送水泵, 这种水泵的总扬程可按式(2-26)计算。

式中: H p —送水泵总扬程, m;

Z c —管网控制点 C 的地面标高和大口井(或管井) 最低水位的高程差, m;

H c —控制点所需的最小服务水头, m;

hs—吸水管中的水头损失, m;

h c , h n —输水管和管网中的水头损失, m。

2、 水塔或高位水池的高度计算

一般在靠近水厂的位置设置水塔(或高位水池), 水塔水柜底(或高位水池底板) 高于地面的高度均可按式(2-27) 计算:

式中: H c —控制点所需的最小服务水头, m;

h n —按最高时供水量计算的从水塔(或高位水池) 到控制点的管网水头损失, m;

Z t —设置水塔(或高位水池) 的地面标高与清水池最低水位的高差, m;

Z c —控制点的地面标高与清水池最低水位的高差, m。

配水管网的说明、 平面布置图及剖面图见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集(配水工程分册)》。

第六节 计算实例

【实例】 某行政村为湖中一孤岛, 地理位置较偏僻, 远期发展潜力不大。 该行政村设计水平年共有村民 1212 人, 分住三个自然村, 村内没有学校或其他公共建筑及集中用水点, 居民分布具体见图 2-2 平面分布示意图。 水源水质较好, 仅需消毒即可供给用户使用, 由节点 0 的大口井供水。

图 2-2 某镇树状管网计算简图

1、 供水规模

由于该村地理位置较偏僻, 发展潜力不大, 故设计人口按设计水平年来计算, 人均综合用水指标取下限 80L/(人· d), 则设计规模为

3、 各管段的沿线流量 q l

根据公式 2-16 计算, 计算结果列于表 2-28。

4、 各管段的设计流量

根据公式 2-17 计算, 计算结果列于表 2-28。

5、 确定各管段的直径和水头损失

(1) 配水干管计算

选定地形标高最高的节点 5 为控制点, 并以节点 1 到控制点节点 5 为配水干管, 管材拟选用 PE 管, 其水力计算见表 2-29。

(2) 干管各节点自由水压确定

配水管网中用户接管点的最小服务水头, 根据《村镇供水工程技术规范》 规定, 单层建筑物可为 6m, 两层建筑物为 10m, 二层以上每增高一层增加 4.0m; 当用户高于接管点时, 尚应加上用户与接管点的地形高差。

配水干管的各节点水压可从控制点 5 推算, 节点 5 的地面标高为3.50m, 该处住房为两层, 所需自由水头为 10m, 而管线到达该处用水点的总水头损失为 4.64m, 因此该节点的总水压为:3.50m +10m+4.64m=18.14m。

按照水流方向倒着推算各节点的水压, 如节点 4 的地形标高为 3.0m,管线到达该处用水点的总水头损失等于节点 5 的水压减去管段 4—5 的水头损失, 即: 4.64m-0.90m=3.74m, 则节点 4 的节点水压为:18.14m-3.00m-3.74m=11.4m。其余节点水压可用相同的方法推算, 见表 2-30。

配水干管上各节点的水压标高计算后, 应逐点校核是否均满足各点自由水头的要求, 如果有许多点不满足要求, 说明控制点选择有错, 应重新选择控制点, 再行计算。

(3) 配水支管计算

配水支管的水力计算结果见表 2-31。

由于干管上各节点的水压均为已知, 因此支管起点水压已定, 因此计算过程跟配水干管的计算相反, 是从起点开始计算。

例如支管 1—6, 管长 250m, 起点 1 的水压为 17.03m, 则终点 6的水压为节点 1 的水压 18.14m-该处地面标高 1.50m-支管 1-6 的总水头1.91 损失-管段 0-1 的总水头损失 0.11m=14.62m。其余节点水压可用相同的方法推算, 见表 2-32。

4、 水泵扬程计算

考虑当地实际情况, 本设计采用变频泵 24h 连续供水, 其扬程为

式中: H p —送水泵总扬程, m;

Z c —管网控制点 C 的地面标高和大口井(或管井) 最低水位的高程差, m, 大口井最低水位为-3.50m;

H c —控制点所需的最小服务水头, m;

hs—吸水管中的水头损失, m, 取 1.5m;

h c , h n —输水管和管网中的水头损失, m。

H 0 =1.50-(-3.50) +10.00+1.50+4.64=21.14m

图 2—3 所示为该镇树状管网计算结果图。

第三章 水质管理

水质管理主要有三个环节, 即水源水质管理、 净水厂水质管理和管网水质管理。

第一节 水源水质管理

一、 地表水源的卫生防护

地表水源的卫生防护主要包括以下几个方面:

1、 取水点周围半径 100m 的水域内严禁捕捞、 停靠船只、 游泳、 和从事可能污染水源的任何活动, 并应设有明显的范围标志和严禁事项的告示牌。

2、 河流取水点上游 1000m 至下游 100m 的水域内, 不得排入工业废水和生活污水; 其沿岸防护范围内不得堆放废渣、 不得设立有害化学物品的仓库、 堆栈或装卸垃圾、 粪便和有毒物品的码头; 不得使用工业废水或生活污水灌溉, 及施用有持久性或剧毒的农药, 并不得从事放牧等有可能污染该段水域水质的活动。

供生活饮用的水库和湖泊, 应根据不同情况讲取水点周围部分水域或整个水域及其沿岸列入此范围, 并按上述要求执行。受水位涨落影响的河流取水点上、 下游的防护范围, 由水厂会同当地疾病控制中心环境卫生检测站根据具体情况研究确定。

3、 水厂生产区范围应明确划定并设立明显标志, 在生产区外围不小于 30m 的范围内, 不得设置生活居住区和修建禽畜饲养场、 渗水厕所、渗水坑; 不得堆放垃圾、 粪便、 废渣或铺设污水渠道; 应保持良好的卫生状况和绿化。 单独设立的泵站和清水池外围不小于 30m 的区域内, 其卫生要求与水厂生产区相同。

二、 地表水源日常水质管理

(一) 主要工作内容

1、 认真分析和记录取水口附近河水的浊度、 pH 值及水的温度, 每日一次, 在水质变化频繁的季节要适当增加分析次数和内容;

2、 每月或每季对取水口附近河水的水质进行一次取样进行常规分析。 分析项目包括浊度、 色度、 臭和味、 肉眼可见物、 pH 值、 总碱度、氨氮、 亚硝酸氮、 硬度、 溶解氧、 耗氧量、 细菌总数、 大肠菌值, 以及本水源有代表性的几个重要理化指标。 水库、 山塘与湖泊水源还要增加氮、 磷;

3、 每季或每半年对取水口 附近河水按《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006) 规定的所有项目进行一次全分析;

4、 每年对取水口上游进行水源污染调查;

5、 水库、 山塘与湖泊水源每三个月还要对不同深度的水温、 浊度进行一次检测, 并要掌握藻类与浮游动物含量。 在水质变化频繁季节, 还要增加检测次数。

(二) 职责分工

水源水质管理的分工要明确。

1、 每日的浑浊度、 pH 值及水温可由进水泵房或净化操作工人进行测定。

2、 常规分析、 全分析与其他检测都应由厂化验室负责, 没有化验室的由厂部责成水质管理人员委托当地卫生部门或其他有条件的水厂进行。

3、 水源污染调查由厂部负责。

4、 所有分析资料都要指定专人进行分析、 整理。 发现异常情况, 要立即分析研究, 查找原因、 寻求对策。 每年还要写出源水水质分析方面书面总结材料, 所有资料都要存档保存。

三、 地下水源的卫生防护

地下水源防护主要包括以下几个方面:

1、 取水构筑物的防护范围应根据水文地质条件、 取水构筑物形式和附近地区的卫生状况进行确定, 其防护措施应按地面水水厂生产区要求执行。

2、 在单井或井群的影响半径范围内, 不得使用工业废水或生活污水灌溉和施用有持久性或剧毒的农药, 不得修建渗水厕所、 渗水坑、 堆放废渣或铺设污水渠道, 并不得从事破坏深层土层的活动。 如取水层在水井影响半径内不露出地面或取水层与地面水没有相互补充关系时, 可根据具体情况设置较小的防护范围。

3、 在地下水水厂生产区范围内, 应按地面水水厂生产区要求执行。

四、 地下水源日常水质管理

地下水源的管理除参考地表水源管理的内容外, 在水量与水质管理上还有它的特殊性。地下水源水质管理除了同地表水源管理一样, 做每日一次简单项目分析, 每月一次常规分析和每年一次全分析外, 还要严格做好水源的卫生防护工作。

第二节 净水厂水质管理

净水厂的水质管理一般包括选择和正确投加混凝剂、 加氯消毒管理及水质检验等。 其管理要点如下:

1、 各构筑物运行中, 要根据进水量或水质变化及时调整投药量;

2、 及时排泥和冲洗;

3、 投产前的各构筑物内要保持无杂物, 并宜每年对构筑物进行一次彻底冲洗与清理;

4、 在进行机泵大修和更换水表时, 应防止污染水质;

5、 新投产的井, 在使用前必须抽水洗井、 检测水质各项指标合格后再投产使用。 停用三个月以上的井, 在恢复使用之前, 仍需抽水洗井,待水质合格后使用。

6、 遇有突然停电、 造成停泵不停氯的情况, 再开泵时, 应先放水、检查余氯正常后再开闸送水;

7、 凝聚剂投加量一般应根据原水水质变化加以调整。

8、 做好生产运行中规定的水质检测项目的检测工作。 过滤水和管网末梢水的余氯应达到有关规定的指标。 出厂水英符合《生活饮用水卫生标准》 规定的各项指标。

一、 混凝剂的选择与投加

(一) 药剂选择的一般要求

1、 药剂的选择, 应根据原水混凝沉淀试验确定。 村镇水厂如没有条件进行试验, 可参考相似原水条件下的净水厂运行经验数据, 并结合药剂来源情况, 选择效果较好、 价格低廉, 能保证供应的混凝剂和助凝剂。

2、 当单用混凝剂不能取得良好效果时, 可投加助凝剂。

(1) 原水中有机腐殖质或藻类含量高、 色度较大时, 在投加混凝剂之前先加适量的氯(或漂白粉), 可起到提高混凝效果, 减少混凝剂投加量的作用。

(2) 原水碱度不能满足混凝剂絮凝需要时, 可选择助凝剂石灰或氢氧化钠, 控制 pH 值。

(3) 水玻璃与硫酸铝或硫酸亚铁配合使用, 能提高低温低浊原水的絮凝效果。

(二) 影响药剂投加量的主要因素

原水悬浮物含量、 粒径组成, 胶体颗粒性质, 溶解物含量及成分、pH 值、 碱度、 水温和色度等。

二、 加氯消毒管理

(一) 氯消毒的方法

1、 我国村镇供水中主要采用氯消毒, 即投加液氯、 漂白粉、 次氯酸钠等, 目前在在有些有条件的地方有紫外消毒。

2、 氯消毒是利用氯溶解于水中, 水解成次氯酸, 次氯酸具有很强的杀菌能力, 能杀灭水中的病原生物, 达到消毒的目的。

(二) 加氯点的位置

加氯点的位置应根据原水水质与净水工艺要求确定, 加氯位置及其作用具体见表 3-1。

(三) 影响加氯量的因素

1、 pH 值 氯的消毒有效性随 pH 而变化, pH 低时消毒效率高, 反之效率低。 在同样的水质条件下, 拟取得相同的消毒效果, pH 值越高,需氯量越大。

2、 水温 通常夏季水温高时, 余氯损耗大, 应适当提高清水池的氯量 。

3、 水源水质。

三、 水质检验

自来水水质量直接关系到人民身体健康和工业产品的质量。 保证水质、 确保供应的自来水符合“国家生活饮用水卫生标准” 是自来水企业必须牢固树立的主导思想。 各水厂无论大小都要根据当地水情况和生产条件, 毫无例外的将水质管理工作作为自来水厂企业管理的重要任务来抓。

(一) 水质管理的机构与职责

设有科室管理的中小水厂都应设立水质管理科, 二级管理的小型水厂也应有专门负责水质管理的人员。水质管理和水质化验密切相关, 水质化验室是水质的检测部门, 有条件的水厂都应设立是指化验室。 无条件设立水质化验室的水厂也应配备化验人员, 进行简单项目的水质化验并要挂靠附近较大的设有水质化验机构的自来水厂或其它部门, 定期完成应该完成的各项水质的化验工作。

水质管理机构或专职人员的主要职责是:

(1) 负责贯彻执行国家、 省、 市、 县有关的各项政策、 法令、 标准、规程和制度。

(2) 负责水质净化工艺管理和水质化验、 分析、 监督、 管理或委托工作。

(3) 配合各级卫生防疫部门, 对水源卫生防护状况进行监督, 对重大水质事故进行调查处理。

(4) 负责水源污染状况的卫生学调查。

(5) 参与水厂和官网施工过程卫生监督及竣工验收工作。

(6) 对危及供水安全的水质事故, 有权采取紧急措施, 直至通知有关部门停止供水, 事后逐级报告。

(7) 掌握水质变化动态, 分析变换规律, 提出水质阶段分析报告及水质升级规划。

(二) 水质管理的主要内容

(1) 建立和健全规章制度

1) 建立各项净水设备操作规程, 制定各工序的控制质量要求;

2) 健全水源卫生防护、 净化水质管理、 官网水质管理、 水质检验频率、 水质化验的有关规定等以工作标准为中心的各项规章制度。

(2) 加强卫生防护

1) 制定水源防护条例、 对破坏水源卫生防护的行为提出有力的制止措施;

2) 对水源防护地带设置明显的防护标志;

3) 对污染源进行调查和检测, 对消除重大污染源提出有效措施。

(3) 确保净化过程中的水质监控

1) 确定投药点, 及时调整投药量

2) 监督生产班组对生产过程中的水质监测, 确保沉淀水、 过滤水、出厂水的余氯、 浊度、 pH 值(地下水只有余氯)、 无论何时都要达到规定的要求;

3) 提出净化、 消毒设备及其附属设施的维修意见、 组织清水池、 蓄水池、 配水池定期清刷, 保持水源、 净化构筑物的整洁、 严禁从事影响供水水质的活动。

(3) 进行管网水质管理

1) 确定管网水采样点;

2) 对每个采样点进行采水分析, 确保管网水质达到要求;

3) 对新敷设管道坚持消毒制度。

(三) 水质监测

1. 检验类别、 周期

(1) 原水、 出厂水水质全分析

全分析是指按国家规定的生活饮用水卫生标准的各项标准, 进行全面检验。全分析要求地下水不少于每半年一次, 地面水每季度或每半年一次。县镇水厂无条件进行全分析的也应委托当地有关水厂或卫生防疫站进行。

(2) 原水、 出厂水水质简分析

地面水每日一次, 地下水每月一次。 分析项目一般指色度、 浊度、臭和味、 肉眼可见物、 pH 值、 铁、 锰、 细菌总数、 大肠菌、 游离性余氯、氨氮、 亚硝酸氮、 氯化物、 耗氧量、 总硬度共计 15 项。

地下水的余氯、 细菌总数、 大肠菌三项指标每日一次。

以上简分析如目前无条件进行的水厂应积极创造条件、 争取早日进行, 在此之前要按时委托其它水厂或化验室进行, 待有条件后还应负责所在地的各乡 、 村级水厂的简分析。

(3) 出厂水余氯、 浊度、 pH 值由生产班组负责, 每小时一次。

(4) 管网水质(余氯)、 细菌总数、 大肠菌群、 浊度四项指标, 每星期一次。

2. 检验方法

按《生活饮用水标准检验法》, 水质检验方法包括定性分析检验、 定量分析检验两种方法。凡水质化验人员, 必须经过专业培训, 掌握化验基本知识, 并经考试合格方可做化验工作。

3. 报告制度

(1) 生产班组每日将余氯、 浊度、 pH 值得检验结果报告厂部水质管理人员或水质化验室(员)。

(2) 水厂化验室(员) 将原水和出厂水水质简分析结果和考核指标按月汇总报告厂部主管领导, 如发现问题应随时汇报, 并要求采取相应措施, 迅速加以解决。

第三节 管道水质管理

管道的水质管理是整个给水系统管理的重要内容, 直接关系到人民群众的身体健康。 符合饮用水标准的水进入管网要经过长距离输送到达用户, 如果管网本身管理不善, 容易造成二次污染, 将难以满足用户对水质的要求, 甚至可能导致饮用者患病乃至死亡等重大事故。 所以加强给水管道管理, 是保证水质的重要措施, 一般管道水质管理主要是施工中应注意的问题:

1、 新建或改建管道的末梢应设置闸门, 以便及时排放管网末梢的“死水”, 新建管道投产前, 冲洗流速应不小于正常供水中的最大流速, 一般应大于 1m/s, 如水量不足应考虑加压缩空气冲洗, 以保证足够的冲洗强度。

2、 新建管道与原有管道联接处尽可能安装临时或正式闸门, 防止放水时污染原管道水质; 下管前要清楚管道内以及管件内的泥土和杂物;施工间隙, 管道内不能存放工具杂物, 并应将管道两端用木塞堵严。

3、 遇有过河管时, 应在出水侧安装永久性放水口和排水井, 其口径一般不应小于管径的三分之一, 对于具有排泥条件的应在过河管最低处一侧安装吐泥三通和排泥井。

4、 管道接口材料优先采用橡胶圈; 管道试压充水应使用清洁的自来水, 试压合格后要立即进行管道放水冲洗, 同时把沿途的预留放水口和消火栓放水冲洗 5min。

5、 自备水源单位欲与村镇给水系统联网, 需经主管部门同意批准,并应负责进户管逆止阀的检查、 维护与更换, 防止自备水源水进入村镇给水系统。

在管网运行过程中, 为保证给水管道正常的水量或水质, 除了 对出厂水严格把关外, 还应采取以下措施:

1、 通过消火栓、 给水栓和放水管, 定期冲排管道中停止时间过长的“死水”;

2、 及时检漏、 堵漏, 避免管道在负压状态下受到污染;

3、 对离水厂较远的管线, 若余氯不能保证, 应在管网中途加氯, 以提高管网边缘地区的余氯浓度, 防止细菌繁殖;

4、 长期未用的管线或管线末端, 在恢复使用时必须冲洗干净;

5、 定期对金属管道清垢、 刮管和衬涂内壁, 以保证管网输水能力和水质洁净;

6、 无论在新敷管线竣工后还是旧管线检修后均应冲洗消毒。 消毒之前先用高速水流冲洗水管, 然后用 20~30mg/L 的漂白粉浸泡 24h 以上,再用清水冲洗, 同时连续测定排出水的浊度和细菌, 直到合格为止;

7、 长期维护与定期清洗水塔、 水池以及屋顶高位水箱, 并检验贮水水质;

8、 在管网的运行调度中, 重视管道内的水质检验, 发现问题及时采取有效措施予以解决。

第四章 水量管理

第一节 地表水源水量管理

一、 主要工作内容

1、 认真观察和记录取水口所在河流的流量和水位, 每日观察和记录一次, 洪水期间适当增加观察次数;

2、 记录每日取水流量和总取水量;

3、 收听当地气象预报, 记录每日气象情况;

4、 水库(山塘、 湖泊) 水源还要观察和记录水库的入、 出库水量以及水库蓄水量。

5、 汛期应密切注意取水水源水文条件变化和洪水影响情况;

二、 观察方法

1、 江河水源可请当地水文部门测量取水口附近河床断面, 标定好流量和水位的大致关系, 然后在便于观察的地点设置固定的水位标尺, 用观察水位值来推算河水流量。

2、 水库、 山塘与湖泊水源可请当地水利部门测量好不同水位的表面积, 绘制水位与库容量的关系曲线图, 并在取水塔附近设立水位标尺,根据水位的上升和下降推算进水量、 出水量与库容。

三、 职责分工

地表水源的管理一般由进水泵房或取水设施值班人员负责观察和记录, 每月由厂部管生产、 技术的人员进行汇总, 每年进行一次分析整理,绘制河水流量与水位的变化曲线以逐步掌握水源的变化规律。 发现异常情况时要及时查清原因, 寻求对策。

第二节 地下水源水量管理

1、 每天认真记录出水量、 井内水位、 水温;

2、 经常了解和观察周围其他取水井水位的变化, 研究由于抽水而造成地下水升降的漏斗范围;

3、 在靠近河水附近取水的地下水要观察河水流量与水位变化对地下水取水量的影响。

通过观察、 了解、 分析, 及时预测取水量可能发生变化的趋势。

第五章 生产运行管理

第一节 生产与技术

一、 生产技术管理的主要内容

生产技术管理是水厂企业管理的主要内容之一, 搞好生产技术管理直接关系到供水质量、 安全、 成本, 关系到水厂生产能否正常经行、 顺利发展。 生产技术管理的主要内容有:

1、 建立健全各项规章制度并检查执行的情;

2、 合理制定各生产环节的技术状态标准与定额消耗, 加强以水质中心的各生产环节的管理, 经行生产调度;

3、 组织安全检查;

4、 抓好原始资料的记录及整理, 定期测定各构筑物、 机泵及管网中运行参数;

5、 节约用电与能源管理;

6、 设备管理及组织设备的维修与检测;

7、 技术情报与技术档案;

8、 生产发展规划。

二 、 技术档案

1. 指导生产必须的档案资料

水厂无论规模大小, 要实现科学管理、 建立必须的技术技术档案室必不可少的, 主要有:

(1) 全厂总平面图

应标有各建筑物、 构筑物及其相互之间的联系, 全厂主要管线、 闸阀位置和道路、 上下水道、 供电线路布置等。

(2) 水厂工艺流程图

应标有原水最高、 最低水位、 取水头部(水源井) 及各构筑物之间的联系及每个构筑物的顶部、 底部和正常工作水位的标高, 泵房、 泵轴及主要管底的标高。

(3) 沉淀、 过滤等主要构筑物的工艺平、 剖面图, 标有主要尺寸、高程以及设计运行参数。

(4) 泵房及水源井的工艺布置、 机组型号、 性能曲线等。

(5) 高低压配电系统及主要电气设备线路图。

(6) 管网图档资料。

2. 档案资料的管理

(1) 建厂开始就要搜集设计任务书、 设计图纸、 概(预) 算等设计施工中的文件。

(2) 购置主要设备、 仪器的同时要降说明书、 安装图、 合格证归档保管。

(3) 生产运行中要注意积累有关技术档案如设备的性能测定、 各主要生产报表、 统计台帐等。

三、 其它生产技术管理

1. 搜集同行业的科技情报、 了解发展趋势、 学习推广兄弟单位的先进经验。

2. 制定本厂生产发展规划, 进行革新项目的鉴定。

3. 加强技术力量的培训和教育。

第二节 水泵运行管理

一、 离心泵

(一) 引水

一般离心泵启动前, 须向水泵灌水。 灌水方式采用人工灌注。 引水的目的在于排除水泵与吸水管路中的全部空气, 保证水泵能正常启动。

1、 灌水方式适用于在底部装有底阀的吸水管。 灌水时, 开启泵顶放气阀, 待放气阀溢出不带气泡的满管水流时即可关闭放气阀, 表示吸水管和水泵都已充满水;

2、 小型水泵或施工用临时水泵, 可采取在泵壳上另设加水孔, 人工加水的办法;

3、 采用真空饮水方式, 吸水管上一般不设底阀, 水泵顶端与抽气管连接处通常设浮子。 真空泵启动前应先开启泵壳顶部抽气阀, 关闭真空箱放水阀; 真空泵启动后, 应注意水泵真空表上真空度是否上升, 同时注意水泵顶上抽气管。 如抽气管的浮子上升到顶部时, 表示水泵和吸水管都已充满水;

4、 水射器引水一般安装在便于排出气、 水出流的位置。 吸气端与连接水泵顶端的真空管线相接。 操作时, 首先开启压力水管上的阀, 水射器即开始真空引水, 待水泵顶端的浮子上升到顶部时, 真空引水即已完成。

(二) 水泵机组的启动

1、 启动前应试转联轴器, 检查是否灵活与有否杂声, 防止泵体内留存杂物损坏水泵部件;

2、 离心泵引水后一般即可启动机组。 启动时, 应注意观察真空表和压力表, 压力表应显示出水泵的最高扬程。 相继逐渐开启水泵出水管上的闸阀;

3、 开启真空表旋塞, 观察其指针是否在应有的真空度上, 如发现真空度比通常要高, 说明吸水管路不畅或底阀堵塞; 如真空度比通常要低,表示吸水管路上有关部件存在漏气现象, 需要检修;

4、 如用手操作补偿器, 启动机组时, 启动后要等电流表上指针开始回落时, 才可把操作手柄迅速拉回至运转位置, 不能一推操作手柄后立即拉回运转位置, 否则应启动电流过大, 很容易烧断熔丝。

(三) 水泵机组的停车

1、 停车前, 应先逐渐关闭真空表和压力表的旋塞;

2、 再关闭出水闸阀, 使电机最后达到空载状态;

3、 切断水泵开关, 停止电机运转。

(四) 离心泵的运行管理要点

1、 每次开泵后应及时在值班日记簿上填写各有关记载项目;

2、 运行中, 各仪表指示值应达到额定数值; 要经常观察水泵机组的音响、 振动等情况, 如有反常现象, 要及时停车检修;

3、观测水泵及电机各轴承的温度, 一般滚珠轴承不得比室温高 35℃,最高不得高于 75℃, 滑动轴承(轴瓦) 最高不得超过 70℃;

4、 新机组第一次更换油一般宜在转运 80~100h 之后进行。 以后约每隔 2400h 换油一次, 凡采用机械油润滑的轴承, 每 240h 换油一次, 并应随时注意油面在油标尺的两刻度之间, 不足时应随时添加;

5、 定期检查联轴器和机组上各底角螺栓, 如发现有偏移或松动, 应及时纠正紧固;

6、 如遇供水紧张或其他原因, 致使管网压力特别低时, 应控制水泵出水闸阀, 使水泵出口压力不低于铭牌扬程 70%的情况下运转;

7、 无保温措施的水泵机组, 在低温季节水泵不运转时, 应从水泵底部螺栓管堵处放去存水, 以防水泵冻裂, 长期不用水泵亦应放去存水。

二、 深井泵

深井泵的运行操作与离心泵大体相同, 下面仅介绍不同之处。

1、 深井泵是满载启动的, 因此启动时必须降压。 全压启动容易扭伤传动轴; 降压启动设备宜采用耦变压器式的补偿器, 抽头电压应使用 80%或 85%;

2、 每次启动前要加预润水。 直接向压力管路供水的深井泵, 在启动前应先把出水闸阀全部开启;

3、 每运行 24h 或每次启动后, 应将填料黄油杯旋入一圈润滑填料。油杯内存油压完, 应及时添满备用;

4、 电机添加润滑油时, 油杯上油面线以停车为准。 开车后油面一般将要降低, 若在电动机运行时注满至油面线, 则停车后油面必然溢出至内部轴承套口, 淋在转子上, 下次开车时就会飞溅在定子绕组上, 弄脏线圈并影响绝缘;

5、 深井泵停车后, 一般需间隔 5~10min 后才可再启动。 为达到快速再启动的要求, 可在预润水管口加装一直嘴旋塞, 打开此旋塞导入空气,促使观众水柱立即下降, 当没有空气吸入声时, 关闭旋塞即可启动水泵。

三、 水泵的维护与管理

水泵正常运行是保证供水的重要环节。 操作人员应掌握水泵机组的主要性能, 能够判断常见故障产生原因, 及时排除一般故障。

(一) 一般故障及其排除

水泵机组运行故障及其排除方法见表 5-1。

(二) 水泵零部件的清洗与检查

水泵零部件的清洗与检查主要包括以下内容:

1、 水泵零件拆卸后用煤油清洗所有的螺丝, 清洗水泵和法兰盘各接合面上的油垢和铁锈;

2、 刮去叶轮内外表面和口环等处的水垢和铁锈。 要特别注意清除叶轮流道内的水垢, 因为它对水泵的流量和效率影响很大。 检查口环是否断裂、 磨损或变形, 检查口环与叶轮外缘间径向间隙是否符合要求;

3、 清洗泵壳内表面、 水封管、 水封环。 检查泵壳内有无磨损或因气蚀造成的沟槽、 坑斑或孔洞, 检查叶轮有无裂纹和损伤、 偏磨现象、 轻者可进行修补, 重者需要更换;

4、 用汽油彻底清洗滚动轴承。 如为滑动轴承, 应将轴瓦上的油垢刮去, 再用没有清洗擦净; 检查轴承的滚球是否破损或偏磨, 内外环有无裂纹, 滚珠和内外环之间的间隙是否合格。 滑动轴承应检查轴瓦有无裂纹和斑点、 磨损程度和轴瓦间隙;

5、 橡胶轴承遇油会软化, 不能用油类清洗, 可擦刮干净后涂上滑石粉。 橡胶轴承除一般检查外, 还应检查有无偏磨和变质发硬现象;

6、 橡胶轴承遇油会软化, 不能用油类清洗, 可擦刮干净后涂上滑石粉。 橡胶轴承除一般检查外, 还应检查有无偏磨和变质发硬现象;

7、 对深井泵应彻底清洗止逆装置。 清洗后将止逆盘、 止逆销等擦干存放, 其上不能涂抹机油、 黄油, 以防将来安装后止逆失灵;

8、 用手锤轻敲壳体, 如有破哑声, 说明泵壳有裂纹。 在疑有裂纹处浇上煤油, 然后擦干表面并涂上一薄层白粉, 若有裂纹, 煤油就会从裂纹中渗出来浸入白粉, 呈现一道湿线, 据此可判断裂纹的位置和大小。

(三) 泵房的运行管理规程

泵房是村镇给水的重要组成部分, 它需要专人负责管理、 并应制定安全操作和技术规程。 主要内容包括:

1、 值班人员不得擅自离开工作岗位, 不允许酒后值班。 禁止非值班人员操作机电设备;

2、 必须严格按照操作规程启动、 停泵。 操作高压电器设备, 送、 停电必须 严格按照《电气安全技术规程》 执行;

3、 各种设施应有安全措施。 如电机吸风口、 联轴器、 电缆头必须设置防护罩;

4、 要经常检查水压、 电压、 电流等仪表指示变化情况, 注意运行中的异常现象, 如机泵有振动声和杂音、 轴承发热等。 发热问题及时处理;

5、 突然停电或设备发生事故时, 应立即切断电源, 然后通报情况和进行处理;

6、 操作人员应积极配合检修人员进行泵房的各项检查, 严禁带电维修。 下吸水井工作时, 必须有人在旁边监护, 以防意外情况发生;

7、 严禁在运行中接触转动部分, 不得用水冲洗电缆头等带电部件。

第三节 滤池的运行管理

一、 无阀滤池

(一) 投产前准备工作

1、 投产前或大修后, 须对滤池的几个关键性标高如虹吸副主管管口、滤池出水口、 进水分配堰口及底部、 进水管 U 形弯底部、 排水井堰口等的标高进行实测和检查, 要求达到设计要求。

2、 为了防止滤料冲失, 翻换滤料时, 滤料面应加高 50~100mm; 运行前, 先将冲洗强度调节器调整到 1/4 的开启度, 待试运行后根据情况逐步放大;

3、 投产前, 在冲洗水箱内注入水, 并使水自下而上地浸润滤料, 以排除池内的空气; 也可采取控制进水量的办法使水慢慢地从挡板洒下;

4、 试运行前的滤池可采用人工强制冲洗的连续冲洗滤料, 并按慢滤池消毒的方法进行消毒处理。

(二) 运行管理要点

1、 若滤池进水浊度较高, 可采取增加投药量的方法, 或采取人工强制方法增加冲洗次数;

2、 当滤池出水水质变坏或虹吸又未形成时, 可采取人工强制冲洗的办法进行冲洗;

3、 正常运行时, 须对滤池的进、 出水浊度、 虹吸管上透明水位管的水位、 冲洗开始时间, 冲洗历时等进行定时记录;

4、 滤池运行后, 最好每半年打开人孔对滤池进行全面检查, 看滤料是否平整、 有无泥球或裂缝等情况, 其产生原因及排除措施见表 5-2。

二、 慢滤池

(一) 操作要点

逐渐打开进水阀, 当水位上升到排水槽上缘时, 慢慢开启出水阀,开始过滤。 有排放初滤水条件的, 应将初滤水排掉。 当出水浊度达到要求时, 方可将出水阀全部打开, 引入清水池, 并将有关检测项目及数据,如出水浊度、 水头损失等记录下来。

(二) 运行管理要点

1、 清除滤池内杂物, 检查各部分管道和闸阀是否正常, 滤料面是否平整、 高度是否足够, 一般初次使用时滤料比设计要加厚 5cm 左右;

2、 放水检查, 按“操作要点”进行, 要求缓慢进行以利排出滤料内空气;

3、 滤池翻换或填加滤料后, 应在运行前用漂白粉或液氯制成 50mg/L左右的含氯水, 在池内浸泡一天左右, 然后再冲洗一次, 即可投入运行;

4、 尽量避免间歇运行和水量的突然变化。

第四节 加药消毒的操作管理

一、 二氧化氯消毒的操作管理

1、 严格按照危险品管理办法, 对原料中的氯酸钠、 亚氯酸钠、 盐酸等分别存放、 避光保存。

2、 定期对 ClO 2 生产设备进行检修, 确保反应器、 气路系统、 吸收系统的气密性, 防止 ClO 2 气体的逸出, 定期检查各阀门(包括滴定针阀)有无漏气漏水情况, 如有应更换密封圈。

3、 应注意去除药液中的残渣、 脏物, 避免造成管路系统及设备堵塞。

4、 严格按 ClO 2 的生产工艺要求, 配制原料浓度, 调节原料进料比,控制好进料速度, 做到规范操作。

5、 消毒间要安装排气扇, 保持生产环境通风良好、 降低室内二氧化氯的浓度。 储备碱灰或熟石灰用于盐酸泄露时进行中和处理, 储备砂土用于扑灭氯酸钠、 亚氯酸钠燃烧。

6 操作人员应配备防护服、 口罩、 化学安全护目镜、 橡胶手套等个人防护用品。 要不断增强操作人员的安全防范意识和执行安全操作规范的自觉性; 定期接受安全知识教育, 提高应付突发事故(药液溅到皮肤及衣物上, ClO 2 泄漏等) 自救、 互救的能力。

二、 漂白粉的投加注意事项

漂白粉的投加及使用中应注意以下问题:

1、 漂白粉宜贮藏在阴凉、 干燥和通风良好的地方, 且不宜在仓库中贮藏过久;

2、 要经常检查溶液池的液位变化是否正常, 管道是否通畅。 尽量避免由于药渣流入管道而发生的堵塞;

3、 尽量做到溶液池中漂白粉不结块, 无结垢, 排渣及时彻底。 如发现管道堵塞或结垢, 可用稀盐酸清洗。

三、 次氯酸钠消毒的操作管理

(一) 操作要点

1、 配制 3~3.5%的食盐溶液, 将其过滤后接入次氯酸钠发生器的盐水进水管, 这时盐水箱底部位置须高于次氯酸钠发生器本身;

2、 按要求接好冷却水、 盐水、 次氯酸钠贮液箱及电源;

3、 开机前, 先打开盐水流量计, 使盐水进入回流柱、 液满后关闭流量计, 然后接通电源, 调节工作电源与冷却水量。 冷却水流量视回流柱电解槽电极温度高低而定。 通电 10min 后, 再打开盐水流量计, 并调整流量, 使其达到所需要求;

4、 关机前, 先关掉盐水流量控制阀, 让回流柱内剩余盐水再电解10min。 随后切断电源, 相继关冷却水。 再将回流柱消毒液虹吸排空, 每次须用洁净水冲洗回流柱并将水吸净。

(二) 管理要点

1、 要经常注意电解液及冷却水的流畅情况, 观察各管道接头是否有漏液现象, 以免造成对某些器件的腐蚀;

2、 不要把酸及酸性物质混入次氯酸钠, 以免发生氯气中毒;

3、 次氯酸钠不宜久贮, 夏天应当天生产当天使用; 冬天贮存时间也不得超过一周, 并避光贮存;

4、 运行中, 电解槽内会产生一些杂质, 一般每周需冲洗电解槽 1~2次。

四、 紫外线消毒的操作管理

工作人员不能让紫外线直接长期照射人体表和眼睛, 消毒后, 如要进行检查, 应待闻不到臭氧气味后人方可进入。接触紫外线时, 应开展强度监测应做好个人防护, 戴防护面罩或护目镜。

第五节 管网的维护管理

管网关系到给水的输配是否畅通、 安全。 其管理工作主要包括管网的测流、 测压、 检漏和闸阀的管理, 管道的养护与检修等。

一、 管网的测流

1、 测流即测定管道的水流速度, 其目的在于掌握管段内水的流向、流量和流速, 测流一般采用毕托管。

2、 由于管道中流速是沿直径变化的, 除求得管中心处最大流速外,还应将管道沿半径分成若干份, 分别测量流速, 然后取其平均值, 用管中流速乘以管断面积, 即得管中流量。

3、 管网的侧流点选择

(1) 将测流点布置在需测定的某干线上的前端, 测定其负荷状况;

(2) 将测流点设在低压区域的有关连接管或卡脖管段处可兼测水压;

4、 测流时应将测流孔设在直线管段上, 前后管段的长度在 30~50倍直径范围内不应有支管、 弯头、 闸门、 排气阀等。

二、 管网的测压

1、 测压管网中有代表性各点的水压, 位置一般可选在能够监视管网大片地区和远离水厂的控制点附近。 选点不宜太多, 测压时间不能相差太大;

2、 将测得的瞬时水压及时记录下来, 整理后绘制水压曲线图和等自由水压线图。 以利掌握低压区的分布情况, 分析原因, 采取相应的改善措施。

三、 检漏

管道漏水的原因很多, 有的是因管材质量不合格而产生裂缝, 有的是施工安装不善, 有的则是由于操作管理不善。 因此, 检修是管道维护管理中的一项重要工作。

(一) 检漏点及检漏工具

检漏点主要是从管道上经过的地面上或根据用户异常情况来确定的, 在下列情况下, 一般应首先考虑检漏。

1、 管道水压突然下降, 甚至无水;

2、 路面或岸边有清水渗出, 排水窖井中有清水不断流出, 局部路面下陷;

3、 晴天出现潮湿路面, 冬季局部路面积雪融化较早等现象;

4、 用户用水计量值突然增高。

检漏工具类型较多, 但基本上可归纳为两种类型, 即听漏棒和漏水检测仪。

(二) 检漏方法及顺序

管道中的水在正常流动时, 一般无声音。 在不用水或无漏水时也无声音。 周围水管中用水或漏水时, 声音可传到大管上去, 但大管中的声音不易传到小管上去。

对管子查漏的一般顺序是表前(用户端)、 表后和干管。

四、 闸阀的管理

(一) 闸阀启闭要点

1、 应缓缓操作, 防止水锤现象发生;

2、 管网中一般闸阀只能作启闭用, 开就开足, 关闭时要关严。 只有蝶阀可做调节流量大小用, 可处于微开、 半开状态;

3、 当管网中同时关闭多处阀门时, 应首先关闭高压端的大闸阀。 开启闸阀时, 应先开启口径较小的低压阀门;

4、 闸阀启闭速度不宜过快, 启闭程度应有显示标志。

(二) 闸阀的技术要求

1、 保持较高的闸阀启闭的完好率;

2、 所有闸阀半年至一年应巡回检查一次;

3、 主要干管上闸阀约 1~2 年轮流启闭一次;

4、 配水管上的闸阀 2~3 年需维护和启闭一次。

(三) 闸阀的一般故障及其排除

闸阀的一般故障及解决措施见表 5-3。

五、 管道的检修

(一) 铸铁管

1、 损坏严重时, 需要更换新管或把损坏的管段截去调换新管;

2、 只是发现裂缝, 可在纵向裂缝两端钻 6~13mm 小孔, 防止裂缝继续扩展, 然后用管卡箍住, 再用螺栓固定;

3、 出现接口渗漏现象, 可将渗漏部分的填料剔除, 重新填料、 捻口;

4、 发现铸铁管砂眼串水时, 可用钻孔攻丝加塞头办法处理。

(二) 镀锌钢管

1、 若连接处漏水, 对于腐蚀较轻的管道之需重新缠一些麻丝就可堵漏, 对于腐蚀较严重的管道, 则在关闭控制阀后更换新的管口部件;

2、 活接头与接头螺母漏水, 一般重新紧一紧就可止漏。 如未见效果,可把旧垫刮净更换新垫;

3、 螺丝短管若产生裂缝, 应将短管卸下重新换新短管, 如果只是丝扣不严, 则可加麻丝重新拧紧。

(三) 塑料管

塑料管因裂缝或其他原因造成漏水时, 可将漏水的管段锯掉, 然后按锯掉的管长加一个承口长度重新截取一段新管, 将新管两头用热熔法做成承口, 插接在原漏水管段位置。

六、 管道的维护

1、 防冻措施可参见入户管的维护;

2、 结垢处理, 金属管道由于腐蚀, 产生铁锈。 内壁生成的锈垢大多呈瘤状, 其外表面是一个壳体, 一般采取以下处理方法和措施:

(1) 用水冲洗: 当结垢物表面松软。 与管壁胶结不够紧密时可采用高速水流冲洗。 当水压为 0.2~0.3MPa, 水的流速为正常工作流速的 3~5倍时, 可以讲管道冲洗干净。

(2) 水汽联合冲洗: 当锈蚀沉积物比较硬化、 与管壁结合又十分紧密时, 在管内通过压力水洗的同时输入压缩空气。 采用水气联合冲洗。

第六节 水表及入户管的维护

水表及入户管的维护主要考虑冬季水表的防冻保温措施。 防冻保温措施主要包括以下几个方面:

1、 水表井内供水设施的防冻准备, 要注意保持水表井内的干燥, 避免污水浸泡供水设施; 可将破棉絮、 草垫等保暖物品覆盖在水表井内的供水设施上; 下雪后及时将水表井盖上的积雪清除, 避免积雪融化后流入水表井内; 露在外面的管道和闸阀要及时用保暖材料加以包裹。

2、 对水表的防冻。 可用旧棉衣等物将水表和水表两端的管道裹好,并用塑料膜将其包好, 以防止漏水, 但须留出表盖以备查表, 不要将金属放在表蒙上。

3、 室外水管、 龙头可用棉、 麻丝物或稻草绳子进行包扎防冻。

4、 在冬季三九、 四九的严寒期间, 或者白天气温低于零度, 夜间温度低于零下 5°C 时, 可将自来水保持水流成线, 同时将室内、 楼梯、 过道的门窗关闭好, 保持室内温度。

5、 对已冰冻的龙头、 水表、 水管, 可以用电吹风烘吹或用热毛巾裹住水龙头, 然后浇温水, 使龙头解冻, 再拧开龙头, 用温水沿水龙头慢慢向管道浇洒, 使水管解冻, 切不可用火直接烘烤或用开水解冻, 以免造成管道或者水表爆裂。

名词解释:

1 、 用水量: 用户所消耗的水量。

2 、 居民生活用水: 居民日常生活所需用的水, 包括饮用、 洗涤、 冲厕、 洗澡等。

3 、 居民综合用水指标: 总水量除以居民人数所得的平均用水量。

4 、 工业企业用水: 工业企业生产过程和职工生活所需用的水。

5 、 浇洒道路用水: 对城镇道路进行保养、 清洗、 降温和消尘等所需用的水。

6 、 绿地用水: 市政绿地等所需用的水。

7 、 未预见用水量: 给水系统设计中, 对难于预测的各项因素而准备的水量。

8 、 自用水量: 水厂内部生产工艺过程和其他用途所需用的水量。

9 、 管网漏损水量: 水在输配过程中漏失的水量。

10 、 供水量: 供水企业所输出的水量。

11 、 日变化系数 : 最高日供水量与平均日供水量的比值。

12 、 时变化系数: 最高日最高时供水量与该日平均时供水量的比值。

13 、 最小服务水头: 配水管网在用户接管点处应维持的最小水头。

14 、 取水构筑物: 取集原水而设置的各种构筑物的总称。

15 、 管井: 井管从地面打到含水层, 抽取地下水的井。

16 、 大口井: 由人工开挖或沉井法施工, 设置井筒, 以截取浅层地下水的构筑物。

17 、 岸边式取水构筑物 : 设在岸边取水的构筑物, 一般由进水间、 泵房两部分组成。

18 、 水头损失: 水通过管(渠)、 设备、 构筑物等引起的能耗。

19 、 输水管(渠): 从水源地到水厂(原水输水) 或当水厂距供水区较远时从水厂到配水管网(净水输水) 的管(渠)。

20 、 配水管网 : 用以向用户配水的管道系统。

21 、 树状管网 : 配水管网的一种布置形式, 干管和支管分明, 形成树枝状。

22 、 原水 : 由水源地取来进行水处理的原料水。

23 、 混凝剂 : 为使胶体失去稳定性和脱稳胶体相互聚集所投加的药剂。

24 、 助凝剂 : 为改善絮凝效果所投加的辅助药剂。

25 、 混合:使投入的药剂迅速均匀地扩散于被处理水中以创造良好反应条件的过程。

26 、 絮凝 : 完成凝聚的胶体在一定的外力扰动下相互碰撞、 聚集,以形成较大絮状颗粒的过程。

27 、 澄清: 通过与高浓度泥渣层的接触而去除水中杂物的过程。

28 、 沉淀: 利用重力沉降作用去除水中杂物的过程。

29 、 过滤: 水流通过粒状材料或多孔介质以去除水中杂物的过程。

30 、 滤料: 用以进行过滤的粒状材料, 一般有石英砂、 无烟煤、 重质矿石等。

31 、 滤速: 单位过滤面积在单位时间内的滤过水量, 一般以 m/h 为单位。

32 、 冲洗强度: 单位时间内单位滤料面积的冲洗水量, 一般以 L/(m2 · s) 为单位。

33 、 膨胀率: 滤料层在反冲洗时的膨胀程度, 以滤料层厚度的百分比表示。

34 、 冲洗周期(过滤周期、 滤池工作周期):滤池冲洗完成开始运行到再次进行冲洗的整个间隔时间。

35 、 承托层: 为防止滤料漏入配水系统,在配水系统与滤料层之间铺垫的粒状材料。

36 、 无阀滤池: 一种不设阀门的快滤池形式。 在运行过程中, 出水水位保持恒定,进水水位则随滤层的水头损失增加而不断在虹吸管内上升, 当水位上升到虹吸管管顶, 并形成虹吸时, 即自动开始滤层反冲洗, 冲洗排泥水沿虹吸管排出池外。

37 、 二氧化氯消毒法: 将二氧化氯投加水中以完成氧化和消毒的方法。

38 、 紫外线消毒法: 利用紫外线光在水中照射一定时间以完成消毒的方法。

参考文献:

[1] 《村镇供水工程技术规范》 SL310-2004 中华人民共和国水利部发布

[2] 《室外给水设计规范》 GB50013-2006 上海市建设和交通委员会主编 中国计划出版社

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[4] 《城市给水工程规划规范》 GB50282-98

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[24] 国家建筑标准设计图集《圆形钢筋混凝土蓄水池》 05S803

[25] 国家建筑标准设计图集《钢筋混凝土倒锥壳不保温水塔》 04S802-1 、 2

[26] 国家建筑标准设计图集《 室内给水排水管道及附件安装(一)》 S4( 一 ) 2004版

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[28] 国家建筑标准设计图集 《防水套管》 02S404

[29] 国家建筑标准设计图集 《室外给水管道附属构筑物》 05S502

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