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江西省農村飲水安全工程 設計指南

目 錄

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

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

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

第一節 供水人口與設計規模 ..................................................................................... 5

一、 各用水量的計算 ............................................................................................ 5

二、 供水規模的確定 ............................................................................................ 9

第二節 水源選擇及工藝流程 ................................................................................... 11

一、 水源選擇原則及順序 .................................................................................. 11

二、 工藝流程 ...................................................................................................... 12

第二章 工程設計 .............................................................................................................. 18

第一節 工程總體布置 ............................................................................................... 18

第二節 取水工程 ..................................................................................................... 19

一、 低壩取水構筑物 .......................................................................................... 19

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

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

四、 岸邊式泵站 .................................................................................................. 25

第三節 輸水工程 ....................................................................................................... 26

一、 渾水輸水管設計 .......................................................................................... 26

二、 調節構筑物設計 .......................................................................................... 35

第四節 凈水工程 ..................................................................................................... 37

一、 凈化工藝設計 .............................................................................................. 37

二、 消毒設計 ...................................................................................................... 43

三、 鐵錳超標地下水處理工藝 .......................................................................... 50

第五節 配水工程 ..................................................................................................... 52

一、 布置原則 ...................................................................................................... 52

二、 設計計算依據 .............................................................................................. 53

三、 管材選擇、 管道附件與配件及敷設要求 .................................................. 53

 II

四、 配水管網水力計算 ...................................................................................... 55

第六節 計算實例 ....................................................................................................... 64

第三章 水質管理 ............................................................................................................ 69

第一節 水源水質管理 ............................................................................................. 69

一、 地表水源的衛生防護 .................................................................................. 69

二、 地表水源日常水質管理 .............................................................................. 70

三、 地下水源的衛生防護 .................................................................................. 71

四、 地下水源日常水質管理 .............................................................................. 71

第二節 凈水廠水質管理 ......................................................................................... 72

一、 混凝劑的選擇與投加 .................................................................................. 72

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

三、 水質檢驗 ...................................................................................................... 74

第三節 管道水質管理 ............................................................................................. 79

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

第一節 地表水源水量管理 ..................................................................................... 81

第二節 地下水源水量管理 ..................................................................................... 82

第五章 生產運行管理 .................................................................................................... 83

第一節 生產與技術 ................................................................................................. 83

第二節 水泵運行管理 ............................................................................................. 85

第三節 濾池的運行管理 ......................................................................................... 91

第四節 加藥消毒的操作管理 ................................................................................. 94

第五節 管網的維護管理 ......................................................................................... 97

第六節 水表及入戶管的維護 ............................................................................... 102

江西省農村飲水安全工程設計指南

1

“讓廣大人民群眾喝上干凈的水” 是黨中央、 國務院向全國人民作出的莊重承諾, 也是中央大力推進的一項重大民生工程。 自 2003 年以來, 歷年中央一號文件都對農村飲水安全工作提出了 明確要求。 2009 年中央一號文件更要求加快工程建設步伐, 在五年內, 即 2013 年底前解決全部農村飲水安全問題。

在水利部等國家部委的大力支持下, 自 2005 年以來, 江西省大力推進農村飲水安全工程建設進程。 截至目 前, 我省已累計完成農村飲水安全工程總投資 19 億元, 共興建集中供水工程1. 3 萬余處, 分散工程 5. 5 萬余處, 解決了 472. 31 萬農村人口的飲水安全問題。 全省農村飲水安全工作在取得階段性成果的同時, 在規劃、 前期工作、 投資計劃管理、 工程建設、 運行保障措施等方面也積累了 一定的經驗, 為今后大規模實施農村飲水安全項目 、 順利完成規劃確定的目 標任務奠定了 良好基礎。

從農村飲水安全項目的實施情況看, 工程設計大多由各設區市、 縣水利行業的設計單位承擔。 由于這些單位長期從事水利工程設計, 在農村飲水工程設計方面缺乏相關專業人員 , 技術力量匱乏, 再加上當前可供借鑒、 參考的針對性設計工具書和資料較少, 因此設計人員 急切盼望得到農村飲水安全工程規劃設計工作的技術指導。 為此, 我們組織江西省水利科學研究院和南昌 大學設計研究院編制了 這套設計指南和設計實用圖集, 旨在為扎實做好農村飲水安全工程前期工作, 提高前期工江西省農村飲水安全工程設計指南作效率和質量, 解決類似以往農村飲水安全項目 實施過程中普遍遇到的問題, 更好地服務于我省下一階段農村飲水安全規劃項目 的設計、 施工和建設管理, 使之更趨于規范化等方面提供借鑒和指導。

本設計指南和設計實用圖集的編制, 適用于農村日 供水規模 1000 立方米( 或供水受益人口 1 萬人) 以下集中供水工程。在充分調研和論證的基礎上, 綜合考慮我省各地農村飲水安全工程背景和條件的差異, 科學、 規范、 合理地提出了 相應的工程設計和工程建設管理方案。 作為工具書, 其適用面廣, 實用性強, 可彌補水利行業工程技術人員 在農村飲水安全工程設計和建設管理方面的專業不足。 本設計指南和設計實用圖集的施行, 對提高農村飲水安全項目 前期工作質量, 加快工程建設步伐, 促進農村飲水安全工作又好又快發展將起到有效的指導和幫助作用。

希望全省各級水利部門特別是基層水利部門, 要認真學習指南、 使用指南, 大力推動農村飲水安全這惠及千萬農民群眾的“民生工程”、 “德政工程” 建設, 確保如期完成中央確定的目 標任務, 確保工程建的成、 用得起、 管得好, 長受益, 為促進江西經濟社會發展, 全面建設小康社會作出新的更大貢獻。


江西省農村飲水安全工程設計指南

前 言

黨中央、 國務院高度重視農村飲水安全工作。 自 2003 年以來, 歷年中央一號文件都對農村飲水安全工程提出了 明確要求。2009 年中央一號提出了 要在五年內, 即 2013 年底前解決全部農村飲水安全問題, 讓農民群眾喝上干凈衛生的水。

在水利部等國家部委的大力支持下, 自 2005 年以來, 江西省大力推進農村飲水安全工程建設進程。 截止目前(2008年), 我省已累計完成了 農村飲水安全工程總投資 19 億元, 其中, 中央投資 9. 3億元, 地方配套資金 9. 7 億元, 共興建集中供水工程 1. 3 萬余處、 分散工程 5. 5 萬余處, 已解決了 472. 31 萬農村人口 的飲水安全問題。 全省農村飲水安全工作在取得了 階段性成果的同時,在規劃、 前期工作、 投資計劃管理、 工程建設、 運行保障措施等方面積累了 一定的經驗, 為今后大規模實施農村飲水安全項目 、 順利完成規劃確定的目 標任務奠定了 良好的基礎。

《指南》 分工程方案、 工程設計、 水質管理、 水量管理和生產運行管理 5 個章節。 第一章工程方案包括供水人口 與設計規模、 水源選擇及工藝流程兩方面內容; 第二章工程設計包括工程總體布置、 取水工程、 輸水工程、 凈水工程、 配水工程 5個方面設計內容; 第三章水質管理包括水源水質管理、 凈水廠水質管理、 管道水質管理 3 個方面的內容; 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 個方面的內容; 第五章生產運行管理包括生產與 技術、 水泵運行管理、 濾池的運江西省農村飲水安全工程設計指南行管理、 加藥消毒的操作管理、 管網的維護管理、 水表及入戶管的維護 6 個方面的內容。 《圖集》 包括取水工程、 輸水工程、凈水工程、 配水工程 4 個分冊。

2009 年 10 月 江西省水利廳組織編制了《江西省農村飲水安全集中 供水單項工程實施方案編制提綱》, 供項目 設計單位使用, 并為單項工程審查審批工作提供依據。 本《指南》 和《圖集》 主要是針對其中工程設計和工程建設管理方案內容的細化,供廣大水利工作者, 特別是基層的水利同行們學習 、 參考和借鑒。

本《指南》 和《圖集》 由省水利廳頒發, 省水利科學研究院和南昌 大學設計研究院市政工程設計所負 責具體解釋工作。在使用過程中, 希望各單位能積極總結經驗, 提出意見和修改建議。

在《指南》 和《圖集》 編制過程中, 得到了 許多領導與專家的大力支持和指導, 以及廳有關處室的積極配合和幫助, 在此表示衷心感謝。 由于設計水平有限, 加之時間較為倉促, 本書難以概全, 存在不足與 疏漏之處, 懇請讀者批評指正, 以便于今后進一步完善、 充實提高。

第一章 工程方案

第一節 供水人口與設計規模

一、 各用水量的計算

農村飲水安全供水工程設計時, 首先須確定該工程在設計年限內供水規模, 因為系統中取水、 凈水和管網等設施的規模都須按供水規模確定。 農村供水工程的設計年限, 應與當地村鎮總體規劃相銜接, 以近期為主, 近、 遠期結合, 設計年限宜為 10 年~15 年。

農村供水工程設計供水規模, 即最高日的用水量應包括下列水量:

居民生活用水量、 公共建筑用水量、 飼養畜禽用水量、 企業用水量、 消防用水量、 澆灑道路和綠地用水量、 管網漏失水量和未預見用水量等。

各用水量的計算如下:

1、 居民生活用水量 Q 1

(1) 居民生活用水量計算公式:

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額, 根據對江西省已建成農村飲水工程的實際調查, 若該供水區域沒有向集鎮發展的可能, 則取 60L/(人·d) ~90 L/(人·d)。 若該供水區域有向集鎮發展的可能, 則需考慮遠期發展需要, 人均用水定額取 120-150L/(人· d); 具體取值時, 應根據后面所列的原則確定。

P—設計用水居民人數, 人;若該供水區域沒有向集鎮發展的可能, 則 P 為供水范圍內的現狀常住人口數, 其中包括無當地戶籍的常住人口。

若供水區域有向集鎮發展的可能, 需考慮人口自然增長率和機械增長率, 則

P=P 0 (1+γ )n + P1 (1-2)

式中: P—設計用水居民人數, 人;

P 0 —供水范圍內的現狀常住人口數, 其中包括無當地戶籍的

常住人口, 人;

γ —設計年限內人口的自然增長率, 可根據當地近年來的人口

自然增長率確定;

n —工程設計年限, a;

P 1 —設計年限內人口的機械增長總數, 可根據各村鎮的人口

規劃以及近年來流動人口和戶籍遷移人口的變化情況按平均增長法確

定, 一般取 0 人。

(2) 最高日居民用水定額的選取原則

①該用水定額包括居民散養畜禽用水量、 散用汽車和拖拉機用水量、家庭小作坊生產用水量;

②取值時, 應對當地實際情況, 如各村鎮居民的用水現狀、 用水條件、 供水方式、 經濟條件、 用水習慣、 發展潛力等情況進行調查分析,

一般認為:

a) 村莊比鎮區取值低;

b) 水源水量貧乏地區比水源水量豐富地區取值低;

c) 山區比平原地區取值低;

d) 定時供水比全日供水取值低;

e) 發展潛力相對較小的地區取較低值;

f) 制水成本高的地區取較低值;

g) 村內有其他清潔水源便于使用時取較低值;

h) 環境污染較輕地區比環境污染嚴重地區取值低;

i) 村莊內大多數住戶無“三大件” 衛生設施(熱水器、 洗衣機和大便器) 的取較低值。

2、 公共建筑用水量 Q 2

農村內的公共建筑一般為學校, 無學校的村莊不計此項。 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 —住宿生人數, 人;

q 2 ′ —走讀生的人均用水量, 取 10L/(人· d)

P 2 ′ —走讀生人數, 人;

3、 畜禽飼養用水量 Q 3

集體或專業戶飼養畜禽最高日用水量, 應根據畜禽飼養方式、 種類、數量、 用水現狀和近期發展計劃確定。

若村莊內無企業養殖, 或企業養殖有獨立的自備水源, 以及家養畜禽, 不計此項。

圈養時, 畜禽飼養用水量可按下式計算:

Q 3 =∑(該類型畜禽用水量定額×數量) (1-4)

各畜禽最高日用水定額可按表 1-1 選取。

4、 企業用水量 Q 4

有企業的村莊, 企業用水量應根據企業類型、 規模、 生產工藝、 用水現狀、 近期發展計劃和當地的生產用水定額標準確定。

企業內部工作人員的生活用水量, 應根據車間性質確定, 無淋浴的可為 20~35L/(人· 班); 有淋浴的可根據具體情況確定, 淋浴用水定額可為 40~60L/(人· 班)。

對耗水量大、 水質要求低或遠離居民區的企業, 是否將其列入供水范圍應根據水源充沛程度、 經濟比較和水資源管理要求等確定。

5、 消防用水量 Q 5

消防用水量 Q 5 應按照《建筑設計防火規范》(GBJ16) 和《村鎮建筑設計防火規范》(GBJ39) 的有關規定確定。

允許短時間間斷供水的村鎮, 當上述用水量之和高于消防用水量時,確定供水規模時, 可不計此項。

6、 澆灑道路和綠地用水量 Q 6經濟條件好或規模較大的鎮可根據需要適當考慮, 其余鎮、 村可不計此項。

7、 管網漏失水量和未預見水量之和 Q 7

管網漏失水量和未預見水量之和, 宜按上述用水量之和的 10%~25%取值, 規模較小的供水區域取較低值、 規模較大且有向集鎮發展可能的供水區域取較高值。

8、 水廠自用水量 Q 8

水廠自用水量 Q 8 應根據原水水質、 凈水工藝和凈水構筑物(設備)類型確定。 采用常規凈水工藝的水廠, 可按最高日用水量的 5%~10%計算; 只進行消毒處理的水廠, 可不計此項。

二、 供水規模的確定

供水規模(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=供水規模+水廠自用水量 (1-6)

根據江西省實際情況, 在簡化水量計算過程, 可以采用人均綜合用水指標; 具體人均綜合用水指標一般為 80~120L/(人· d), 但是若該供水區域有向集鎮發展的可能, 需考慮遠期發展需要, 人均綜合用水指標為 200L/(人· d)。

各設計人口設計供水規模上下限見表 1-2。

根據慢濾池的設計等級, 將萬人以下的供水規模分為六個等級, 各等級供水規模見表 1-3。

第二節 水源選擇及工藝流程

一、 水源選擇原則及順序

(一) 水源選擇原則

由于村鎮水源的類型多, 水源水質差異較大, 應結合村鎮水源特點考慮以下幾個方面:

1、 水質良好, 水量充沛, 便于水源保護。 地下水源水質符合《地下水質量標準》(GB/T14848-93) 的要求; 地表水源水質符合《地表水環境質量標準》(GB3838-2002) 的要求, 或符合《生活飲用水水源水質標準》(CJ3020-93) 的要求。

2、 當有多個水源可選時, 應從水質、 水量、 投資、 運行成本、 施工和管理條件、 衛生防護條件進行綜合比較, 擇優選取。

3、 當選用山泉水時, 盡可能使之重力自流, 以節省造價。

4、 可使取水、 輸水、 凈化設施安全經濟和維護方便。

5、 具有施工條件。

6、 符合當地水資源統一規劃管理的要求。

7、 水源選擇還應進行水源水量保證率分析, 干旱年枯水期可供水量應為 90%以上, 設計取水量保證率一般為 95%。

(二) 水源選擇的一般順序

在選擇農村供水水源時, 可參照上述原則, 并結合水源水質監測報告, 在優先考慮城鎮已建水廠管網延伸水源后, 按以下先后順序考慮:

1、 可直接飲用或經簡單處理即可飲用的水源, 如山泉水、 深層地下水、 未受工業或農業污染的淺層地下水、 未污染的潔凈的水庫水及未污染的潔凈的湖水。

2、 經常規化處理后即可飲用的水源, 如江河水、 水庫水及湖水等。

3、 便于開采, 但需經特殊處理方可飲用的地下水源, 如鐵(錳) 量超過《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006) 規定的地下水源。另外, 一些特殊的水源即高氟、 高砷水、 苦咸水, 由于處理工藝復雜、 處理成本高和運行管理麻煩, 一般不作為水源考慮; 本指南未涉及該種水源。

(三) 常用水源

結合江西省實際情況, 有四種常用水源。 分別是: 山泉水、 地下水、水庫水(山塘水、 湖泊水) 及江河水。

四種水源的特點見表 1-4。

二、 工藝流程

農村飲水安全工程主要以生活飲用水為主。 由于水源不同, 水質也有較大的差別, 因此, 其工藝流程的確定應根據水源水質檢測報告、 用戶對水質的要求并結合有關規范、 以及參考相似情況下已建成運行工程的工藝流程確定。

(1) 以地表水為水源的生活飲用水, 其處理工藝流程中一般包括混合絮凝、 澄清、 過濾和消毒等。 其工藝流程如下:

原水→混凝沉淀(澄清) →過濾→消毒→管網→用戶

通常, 在農村飲水工程中, 采用混凝沉淀(沉淀) +過濾工藝的采用一體化凈水設備或者慢濾技術。

(2) 當地表水原水濁度比較低、 長期不超過 20NTU、 瞬間不超過60NTU 時, 同時不受工業廢水污染且水質變化不大, 可省略混凝沉淀(或澄清) 構筑物, 原水采用雙層濾料或多層濾料濾池直接過濾。 其工藝流程如下:

原水→接觸過濾→消毒→管網→用戶

(3) 當原水水質除細菌學指標外, 其余指標必須符合《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006) 規定, 則一般只需經過消毒即可供給用戶飲用。 其工藝流程如下:

原水→消毒→管網→用戶

(4) 若原水中鐵、 錳含量超過飲用水水質標準時, 則需經過曝氣與催化氧化過濾等處理工藝, 其處理工藝流程如下:

原水→曝氣→催化氧化過濾→管網→用戶

結合江西省實際情況, 主要有四種水源, 即山泉水、 地下水、 水庫水及江河水, 這四種水源的凈水處理工藝流程主要分為兩類: 一類只需消毒即可供給用戶, 如地下水, 山泉水; 另一類須經常規工藝處理后方可供給用戶, 如水庫水(山塘水、 湖泊水)、 江河水。

下列工藝流程可作參考:

1、 山泉水消毒

山泉水 → 高位水池 → 管網 → 用戶

選用以上工藝的山泉水水源水質除細菌學指標外, 其余指標必須符合《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006) 規定。 當山泉水水質經常不達標時, 其工藝流程可以按照江河水處理; 當山泉水由于歷時較短的暴雨導致水質不達標, 可短時間內停止供水。

選用山泉水作為水源, 應盡量利用重力自流供水, 以降低造價, 方便運行管理。

2、 淺層地下水

方案一:

消毒 (變頻或氣壓控制)

淺層地下水 → 大口井 → 泵房 → 管網 → 用戶

方案二:

消毒 (液位控制)

淺層地下水 → 大口井 → 泵房 → 高位水池(水塔) → 管網 → 用戶

選用淺層地下水作為水源, 采用該工藝除其水質除細菌學指標外,其余指標必須符合《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006) 規定; 否則按江河水處理。

若供電電源穩定可靠, 且凈水廠附近有高地可建高位水池, 則可通過經濟技術比選確定工藝流程;若凈水工程無穩定的供電電源, 則選用高位水池。

3、 深層地下水

方案一:

(變頻或氣壓控制) 消毒

深層地下水 → 管井 → 泵房 → 管網 → 用戶

方案二:

(液位控制) 消毒

深層地下水 → 管井 → 泵房 → 高位水池(水塔) → 管網 → 用戶

選用深層地下水水源采用該工藝除水質除細菌學指標外, 其余指標必須符合《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006) 規定; 否則按江河水處理。

若供電電源穩定可靠, 且凈水廠附近有高地可建高位水池, 則可通過經濟技術比選變頻控制和高位水池方案。若凈水工程無穩定的供電電源, 則選用高位水池。

4、 水庫水(山塘水、 湖泊水)

方案一:

殺藻劑 混凝劑 消毒

↓ ↓ ↓

水庫水 → 取水泵房 → 一體化凈水設備或慢濾技術 → 清水池→ 管網 → 用戶

方案二:

殺藻劑 混凝劑 消毒 (變頻或氣壓控制)

↓ ↓ ↓ ↓

水庫水 → 取水泵房 → 一體化凈水設備或慢濾技術 → 清水池 → 送水泵房 →管網 → 用戶

方案二:

殺藻劑 混凝劑 消毒 (液位控制)

↓ ↓ ↓ ↓

水庫水 → 取水泵房 → 一體化凈水設備或慢濾技術 → 清水池 → 送水泵房→ 高位水池(水塔) → 管網 → 用戶

當水庫水的濁度長期不超過 20NTU, 瞬間不超過 60NTU 時, 采用慢濾加消毒或接觸過濾加消毒的凈水工藝; 否則采用一體化凈水設備。

若凈水廠的高程高于供水最不利點的高程, 且高差大于等于輸水管網水頭損失與最小服務水頭之和, 則不需設置送水泵房, 可重力自流供水;若供電電源穩定可靠, 且凈水廠附近有高地可建高位水池, 則可通過經濟技術比選確定工藝流程;若凈水工程無穩定的供電電源, 則選用高位水池。

5、 江河水

方案一:

混凝劑 消毒 (變頻或氣壓控制)

↓ ↓ ↓

江河水 → 取水泵房 →一體化凈水設備或慢濾技術 → 清水池 → 送水泵房 → 管網 → 用戶

方案二:

混凝劑 消毒 (液位控制)

↓ ↓ ↓

江河水 → 取水泵房 → 一體化凈水設備或慢濾技術 → 清水池 → 送水泵房→ 高位水池(水塔) → 管網 → 用戶

當江河水的濁度長期不超過 20NTU, 瞬間不超過 60NTU 時, 采用慢濾加消毒或接觸過濾加消毒的凈水工藝; 否則采用一體化凈水設備。

若供電電源穩定可靠, 且凈水廠附近有高地可建高位水池, 則可通過經濟技術比選確定工藝流程;若無穩定的供電電源, 則優先選用高位水池。

6、 鐵錳超標地下水

方案一:

(變頻或氣壓控制) 消毒

↓ ↓

鐵錳超標地下水 → 泵房 → 曝氣 → 錳砂過濾器 → 管網 → 用戶

方案二:

(液位控制) 消毒

↓ ↓

鐵錳超標地下水 → 泵房 → 曝氣 → 錳砂過濾器 → 高位水池(水塔) →管網→ 用戶

若供電電源穩定可靠, 且凈水廠附近有高地可建高位水池, 則可通過經濟技術比選確定工藝流程;若無穩定的供電電源, 則優先選用高位水池。

第二章 工程設計

第一節 工程總體布置

農村供水工程的總體布置主要考慮以下幾個因素:

1、 以人口的發展以及相應的水量、 水質、 水壓資料作為其考慮的因素。

2、 供水的安全性和可靠性。

3、 供水系統一般可按遠期設計, 近期實施。

4、 供水系統的壓力應滿足國家規范和當地行政主管部門有關規定的要求。

5、 水源選擇應根據第一章第二節水源選擇的一般順序, 經過多方案經濟比較, 選擇經濟合理的水源。

6、 為了盡量減少占地, 水廠及泵站的布置應盡量布置緊湊。 且為了減少投資, 應盡量減少工程的征地和拆遷。

7、 水廠位置宜選擇在交通方便, 以及供電安全可靠和水廠生產廢水處置方便的地方。

8、 當取水地點距離用水區較近時, 水廠與取水構筑物建在一起。 當取水地點距離用水區較遠時, 將水廠設置在離用水區域較近的地方。

除此之外, 還應充分考慮地形、 地質等條件, 力求整個系統經濟合理、 高效。

第二節 取水工程

根據前面所述的水源類型及選取的原則, 取水工程設計中主要包括四種取水構筑物, 分別是: 低壩取水構筑物、 大口井、 管井及岸邊式取水泵站。

一、 低壩取水構筑物

引山泉供水方式可以實現山泉—高位水池—配水管網—用戶的全線重力自流, 是最節能的一種供水方式。 為能有效地取得山泉水, 需在水源處建低壩取水構筑物。 考慮到農村的實際情況, 壩體采用漿砌石重力壩, 壩高 H 分別采用 1.0m、 1.5m、 2.0m、 2.5m 和 3.0m, 5 種壩高相應的斷面形式詳見表 2-1, 各地可根據山泉水水源的實際情況和相應的供水規模采用不同的壩高。

低壩取水構筑物的設計圖詳見《江西省農村飲水安全工程設計實用圖集(取水工程分冊)》。 圖 2-1 為五種壩高相應的斷面形式。

二、 大口井

當地下含水層總厚度 5~10m、 底板埋深小于 20m, 且涌水量滿足當地供水規模時, 可選擇大口井作為供水水源。 江西省大部分地區的潛水層埋藏厚度在 8~12m 且埋深小于 20m, 因此大口井的適用范圍較廣。

據有關資料表明, 江西省潛水含水層地層巖性處于細砂層~粗砂夾小礫石層范圍內; 相應的滲透系數 K 處于 10~100m/d 之間; 影響半徑處于50~500m 之間。

大口井采用潛水非完整井井底進水, 根據取水量計算井直徑分別采用 2.0m、 3.0m、 4.0m、 5.0m, 含水層厚度取 10m, 井底至不透水底板距離取 2m, 穩定水位降落值取 4m(相應的井內水深也為 4m), 潛水非完整井大口井井底進水流量公式為:

式中: Q — 大口井出水流量, m 3 /d;

K — 滲透系數, m/d;

S — 穩定水位降落深度, m;

r — 大口井半徑, m;

m — 井底至含水層底板高度, m;

R — 影響半徑, m;

H — 潛水層厚度, m。

根據公式(2-1) 的計算結果得出 4 種直徑大口井在不同含水層滲透

系數條件下相應的供水規模, 詳見表 2-2。

      各地修建大口井前需進行鉆孔試驗確定含水層厚度及底板埋深并且通過抽水試驗確定含水層滲透系數。

大口井設計圖詳見《江西省農村飲水安全工程設計實用圖集(取水工程分冊)》。

考慮到含水層埋深較大的情況下吸出高度的影響, 大口井的地下水源一律采用清水潛水泵抽取, 水泵的日工作時間根據實際情況確定, 一般每天不少于 8h; 其流量為根據水泵工作時間即后續工藝確定: 若 24h不間斷供水, 當采用變頻泵直接供水時, 則流量采用最高日最高時; 當采用建調節構筑物的形式時, 則流量為最高日平均時; 間斷供水, 則為水泵設計流量為最高日用水量除以水泵工作時間。 揚程根據輸配水管網水頭損失與控制點所需最小服務水頭及兩地高差之和計算確定確定, 具體見配水工程章節; 水泵臺數可按如下條件確定: 允許間斷供水的村莊,可選用一臺水泵; 不允許間斷供水的村莊, 可選用兩臺水泵, 一用一備,以便檢修。 擬選用 QWG 型等清水潛水泵。

為方便儀器設備、 閥門及管道混合器等設施的安裝, 大口井泵房采用井上式, 其設計遵照《村鎮供水工程技術規范》(SL310-2004) 第 5.0.12條的要求, 大口井泵房的設計圖詳見《江西省農村飲水安全工程設計實用圖集(取水工程分冊)》。

三、 管井

當當含水層總厚度大于 5m、 底板埋深大于 15m 時, 可選擇管井。管井設計采用潛水完整井, 含水層厚度取 10m, 穩定水位降落值取 4m,潛水完整井管井流量計算公式為:

式中: Q — 管井出水流量, m 3 /d;

K — 滲透系數, m/d;

H — 潛水含水層厚度, m;

S — 穩定水位降落, m;

R — 影響半徑, m;

r — 管井半徑, m。

根據公式(2-2) 的計算結果得出 2 種直徑管井在不同含水層滲透系數條件下相應的供水規模, 詳見表 2-3。

        各地修建管井前需進行鉆孔試驗確定含水層厚度及底板埋深并且通過抽水試驗確定含水層滲透系數。

管井設計圖詳見《江西省農村飲水安全工程設計實用圖集(取水工程分冊)》。

管井的地下水源采用深井泵抽取, 水泵的日工作時間根據實際情況確定, 一般每天不少于 8h; 其流量為根據水泵工作時間即后續工藝確定:

若 24h 不間斷供水, 當采用變頻泵直接供水時, 則流量采用最高日最高時; 當采用建調節構筑物的形式時, 則流量為最高日平均時; 間斷供水,則為水泵設計流量為最高日用水量除以水泵工作時間。 揚程根據輸配水管網水頭損失與控制點所需最小服務水頭及兩地高差之和計算確定確定, 具體見配水工程章節; 水泵臺數可按如下條件確定: 允許間斷供水的村莊, 可選用一臺水泵; 不允許間斷供水的村莊, 可選用兩臺水泵,一用一備, 以便檢修。 擬選用 QJ 或 JC 型等長軸型深井泵。

管井泵房采用井上式, 泵房的設計遵照《村鎮供水工程技術規范》(SL310-2004) 第 5.0.12 條的要求, 管井泵房的設計圖詳見《江西省農村飲水安全工程設計實用圖集(取水工程分冊)》。

四、 岸邊式泵站

對于山泉水和地下水的水源條件不能滿足供水規模要求的村莊, 可以考慮取用水庫水(山塘水、 湖泊水) 及江河水等地表水源, 取水口建岸邊式泵站。 岸邊式泵站的設計只考慮供水規模大于 5000 人的村莊, 水泵的日工作時間根據實際情況確定, 一般每天不少于 8h; 其流量為根據水泵工作時間即后續工藝確定: 若 24h 不間斷供水, 當采用變頻泵直接供水時, 則流量采用最高日最高時; 當采用建調節構筑物的形式時, 則流量為最高日平均時; 間斷供水, 則為水泵設計流量為最高日用水量除以水泵工作時間。 其揚程根據輸配水管網水頭損失與控制點所需最小服務水頭及兩地高差之和計算確定確定, 具體見配水工程章節; 水泵臺數可按如下條件確定: 允許間斷供水的村莊, 可選用一臺水泵; 不允許間斷供水的村莊, 可選用兩臺水泵, 一用一備, 以便檢修。 擬選用 AOSh或 S、 SA 型等清水離心泵。

根據供水規模確定的水泵臺數選擇不同類型的泵房, 即容納 1 臺機組 和 2 臺 機 組的 兩 種 泵 房 。 泵 房 的 設 計 按 照 《 泵 站 設 計 規 范 》(GB/T50265-97) 的要求進行, 泵房的設計圖詳見《江西省農村飲水安全工程設計實用圖集(取水工程分冊)》。

第三節 輸水工程

一、 渾水輸水管設計

以地表水(包括水庫水、 山塘水、 湖泊水和江河水) 為水源的供水工程, 需渾水輸水管設計。

(一) 布置原則

輸水管的布置原則主要有以下幾點:

1、 沿現有道路或規劃道路;

2、 盡量縮短輸水距離;

3、 輸水方式的選擇, 往往受當地自然條件, 特別是天然水源條件的制約。 當水源高于供水區時, 采用重力輸水方式; 否則均為壓力輸水。在水源水質好且水量充沛的情況下, 一般優先考慮重力輸水;

4、 盡可能避開障礙物和工程地質條件不良地區;

5、 減少占地和拆遷, 少占農田, 盡可能不占良田;

6、 便于施工、 運行、 維護;

7、 在管道凸起點, 應設自動進(排) 氣閥; 長距離無凸起點的管段,每隔一定距離亦應設自動進(排) 氣閥;

8、 在管道低凹處, 應設排空閥;

9、 重力流輸水管道, 地形高差超過 60m 并有富余水頭時, 應在適當位置設減壓設施;

10、 輸水管線的條數, 應根據給水系統的重要性、 輸水量的大小等因素, 全面考慮確定。 當允許間斷供水或水源不止一個時, 可設一條輸水管線; 當不允許間斷供水時, 應設兩條; 若只設一條, 則應同時修建有相當容量的安全儲水池, 以備輸水管線發生故障時供水。

無論是采用重力輸水, 還是壓力輸水, 連接管的條數對輸水管工作情況的影響都很大, 設置連接管, 可保證輸水系統的可靠性, 輸水管設置連接管后, 必須在連接管和輸水管的交接處設置閥門。 即在被連接管分隔的輸水管段的兩端設置閥門, 在連接管的兩端設置閥門, 每設置一個連接管, 則增加 3 個閥門。

(二) 設計計算依據

主要根據設計流量、 輸水水質、 輸水區地形圖及工程地質資料, 輸水起點、 終點高程及經濟流速等確定渾水輸水管的管徑、 線路。

(三) 管材的選擇與附件、 配件的選擇以及管道敷設要求

1、 管材的選擇

管材的選擇主要取決于管道承受的水壓、 外部荷載、 地質及施工條件、 供水可靠性要求、 使用年限、 價格及市場供應情況等。 按照供水工程設計和運行的要求, 供水管道應具有良好的耐壓性和封閉性, 管道材料應耐腐蝕, 內壁光滑不結垢、 管路通暢、 水管接口應施工簡便, 使管網運行可靠、 安全, 水質穩定, 節省輸水能量。 因此, 供水工程人員必須掌握水管材料的種類、 性能、 規格、 供應情況等, 才能做到合理選用管材, 保證管網安全供水。 目前常用的給水管道材料主要有鑄鐵管、 鋼管、 塑料管、 鋼筋混凝土管等, 我國國內普遍采用的幾種管材的優缺點、適用條件及接口方式見表 2-4。

多年來我國給水行業大口 徑供水管多采用球墨鑄鐵管及鋼管和UPVC 管等。 近年來發現, 雖然 UPVC 管綜合造價最低, UPVC 管材本身無毒, 嚴格控制生產可以用作供水管材, 但是有些廠家在生產過程可能出現以下問題: 配方中誤用了有毒的助劑, PVC 樹脂氯乙烯單體超標,單體氯乙烯和一些小分子在應用時轉移到水中成為水中細菌的營養劑,使殘留細菌加速繁殖, 造成水質污染。 另外如果 UPVC 管采用 TS(膠接)接口, 所用的粘接劑很難保證無毒, 同時粘接劑內可能會含有有利于微生物產生的物質, 對飲用水的味道及水質都會一定影響, 因此不建議用于供水工程。

而塑料管中的 PE 管和 PPR 管優越性較為明顯: PE 管管壁光滑, 化學穩定性強, 耐腐蝕, 不易結垢, 能保持水質的長期穩定, 且衛生條件好, 不會產生有害物質, 水力條件和密封性都比球墨鑄鐵管好, 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, 采用熱熔連接, 無須保養維護, 衛生條件好, 耐熱性能好; 但抗紫外線能力差,在陽光的長期照射下容易老化, 可燃材料, 不能用作消防管道。球墨鑄鐵管不會膨脹, 且抗外壓能力比塑料管強。

以上三種管材都有各自的優勢, 農村飲水安全工程的管網建設中,各種管徑建議一般管材為: 管徑≥DN200 的建議采用球墨鑄鐵管或鋼管,其余管徑建議采用給水 PE 管。但是長距離和特殊環境下的管材應根據使用條件和管材特點以及施工條件等因素綜合考慮, 對經濟、 技術指標進行比較, 擇優選擇。

配水工程中管材的選擇與輸水工程中管材選擇相同, 一般管材建議為: 入戶管建議采用 PPR 管、 管徑≥DN500 的建議采用球墨鑄鐵管, 其余管徑建議采用給水 PE 管。但是長距離和特殊環境下的管材應根據使用條件和管材特點以及施工條件等因素綜合考慮, 對經濟、 技術指標進行比較, 擇優選擇。

2、 管道附件與配件的選擇

供水除了管道以外, 還應設置各種必要的附件, 以保證管網的正常運行。

管網的附件主要有調節流量用的閥門、 供應消防用水的消火栓, 其他還有控制水流方向的單向閥、 安裝在管線高處的排氣閥和安全閥等。輸水管檢修閥布設間距見表 2-5。

管道配件是在水流方向有改變或者管徑改變時, 管道之間或管道與附件之間銜接時采用的管件, 各配件見表 2-6 和表 2-7。

配水工程中管道配件與附件的選擇與輸水工程中管道配件與附件的選擇相同, 在配水工程章節不再詳細敘述。

3、 管道敷設要求

管道敷設應符合以下要求:

(1) 管頂覆土應根據冰凍情況、 外部荷載、 管材強度、 與其他管道交叉等因素確定。管頂覆土層厚度原則上不小于 0.7m, 穿越道路、 農田或沿道路鋪設時, 管頂覆土層厚度原則上不小于 1.0m。

(2) 管道一般應埋設在未經擾動的原狀土層上; 管道周圍 200mm范圍內應用細土回填; 回填土的壓實系數不應小于 90%。

在巖基上埋設管道, 應鋪設砂墊層; 在承載力達不到設計要求的軟地基上埋設管道, 應進行基礎處理。

(3) 當供水管道與污水管交叉時, 供水管應布置在上面, 且不應有接口重疊; 若供水管敷設在下面, 應采用鋼管或設鋼套管, 套管伸出交叉管的長度每邊不得小于 3m, 套管兩端應采用防水材料封閉。

(4) 供水管道與建筑物、 鐵路和其他管道的水平凈距, 應根據建筑物基礎結構、 路面種類、 管道埋深、 內水工作壓力、 管徑、 管道上附屬構筑物大小、 衛生安全、 施工和管理等條件確定。

與建筑物基礎的水平凈距應大于 3.0m; 與圍墻基礎的水平凈距應大于 1.5m; 與鐵路路堤坡腳的水平凈距應大于 5.0m; 與電力電纜、 通訊及照明線桿的水平凈距應大于 1.0m; 與高壓電桿支座的水平凈距應大于3.0m; 與污水管、 煤氣管的水平凈距應大于 1.5m。

(5) 露天管道應有調節管道伸縮的設施, 冰凍地區尚應采取保溫等防凍措施。

(6) 穿越河流、 溝谷、 陡坡等易受洪水或雨水沖刷地段的管道, 應采取必要的保護措施。

(7)承插式管道在垂直或水平方向轉彎處支墩的設置, 應根據管徑、轉彎角度、 設計內水壓力和接口摩擦力等因素通過計算確定。

(8) 采用明渠輸送原水時, 應有可靠的防滲和水質保護措施。

(四) 渾水輸水管水力計算

(1) 渾水輸水管設計流量

式中: Q s —渾水輸水管設計流量, m3/h;

Q—最高日用水量與水廠自用水量之和, m3/d, 見式 1-5、 1-6;

T —給水系統連續制水小時數, h/d。

(2) 渾水輸水管管徑 D

輸送渾水的管道, 設計流速不宜小于 0.6m/s。

式中: D—渾水輸水管管徑, m ;

Q—輸水管設計流量, m3/s;

v e —平均經濟流速, m/s。

(3) 渾水輸水管

水頭損失 h

式中: h—水頭損失, m;

i—為水力坡度, 可查水力計算表;

l—計算管段長度, m;

1.05~1.10—局部水頭損失系數。

(4) 渾水輸水管管徑

各管徑渾水輸水管對應的管材、 經濟流量、 流速、 水力坡度等可參照表 2-8 采用內插法確定, 也可按照設計指南中所列公式計算。

根據上表, 可得出各個等級所對應的管徑, 具體見表 2-9。

       在農村飲水安全工程中, 應進行經濟比較, 選擇合理的管材、 管徑。

相同流量下, 管徑越大, 水損越小, 但工程造價較高, 電耗相對比較少,運行費用較低; 管徑越小, 水損越大, 工程造價較低, 但電耗相對較低。

渾水輸水管的設計圖詳見《江西省農村飲水安全工程設計實用圖集(輸水工程分冊)》。

二、 調節構筑物設計

(一) 設計原則

考慮節能和降低成本的需要, 當電穩定可靠, 且具備建高位水池地形條件的條件下, 綜合考慮經濟因素和當地管理水平, 合理選擇變頻泵和氣壓泵的供水調節方式或者采用高位水池作為條件構筑物; 在無穩定供電條件, 且具備建高位水池地形條件的情況下, 應選擇高位水池作為調節構筑物; 在既無穩定供電條件, 又不具備建高位水池地形條件的情況下, 應選擇水塔作為調節構筑物。

(二) 調節構筑物設計

考慮到農村地形條件和施工要求, 高位水池宜采用矩形鋼筋混凝土蓄水池或圓形鋼筋混凝土蓄水池, 水塔采用鋼筋混凝土倒錐殼水塔。 根據《村鎮供水工程技術規范》(SL310-2004) 7.0.2 的要求, 有可靠電源和可靠供水系統的工程, 單獨設立的清水池和高位水池可按最高日用水量的 20%~40%設計; 同時設置清水池和高位水池時, 清水池可按最高日用水量的 10%~20%設計, 高位水池可按最高日用水量的 20%~30%設計; 水塔可按最高日用水量的 10%~20%設計; 向凈水設施提供沖洗用水的調節構筑物, 其有效容積尚應增加水廠自用水量。 取值時, 規模較大的工程宜取低值, 小規模工程宜取高值。

供電保證率低或輸水管道和設備等維修時不能滿足基本生活用水需要的工程, 調節構筑物的有效容積(即高位水池或水塔) 可按最高日用水量的 40%~60%設計。 取值時, 企業用水比例高的工程應取低值, 經常停電地區宜取高值。

高位水池的設計圖詳見《江西省農村飲水安全工程設計實用圖集(輸水工程分冊)》。水塔的設計圖詳見《江西省農村飲水安全工程設計實用圖集(輸水工程分冊)》。

第四節 凈水工程

一、 凈化工藝設計

根據第一章第二節所述水源, 地下水和山泉水僅需消毒即可供給用戶飲用, 而水庫水(山塘水、 湖泊水) 及江河水需要經過凈化后方能供給用戶。 凈水工藝設計應根據水源種類和水質合理選擇處理工藝流程。

水處理構筑物的選擇, 應根據原水水質、 設計生產能力、 處理后水質要求、 水廠用地面積和地形條件等, 結合當地條件即水價承受能力和水廠管理水平, 通過技術經濟比較研究確定。

(一) 水處理構筑物設計流量 Q

式中: Q —設計流量, m3/h;

Q q —水源取水量, m3/d, 見式 1-5、 1-6;

T —給水系統連續制水小時數, h/d。

(二) 投藥與混合設施

1、 溶液池

混凝劑采用硫酸鋁或其它混凝劑, 由于混凝劑用量較小, 因此溶液池可兼作投藥池。 溶液池采用 ABS 板或鋼板(防腐) 制作。

溶液池容積 W 1 :

式中: W 1 —溶液池容積, m3;

Q—設計處理水量, m3/d;

a—混凝劑最大投加量, g/L, 取 20mg/L;

b—溶液濃度, 取 1%(按商品固體質量計);

n—每日調制次數, 每日 1 次。

溶液池具體尺寸及圖集號見表 2-10。

若供水規模小于等級三, 則需建溶液池的工程溶液池等級仍按等級三確定。

2、 投藥設施

采用水射器直接投加在水泵壓水管上, 投藥量采用浮杯計量(見《江西省農村飲水安全工程設計實用圖集(凈水工程分冊)》)。各等級水射器型號見表 2-11。

3、 混合設施

采用管式混合中的靜態混合器, 應根據所采用的混凝劑品種, 使藥劑與水進行恰當的急劇、 充分地混合, 一般混合時間 10~30 秒。各等級的靜態混合器規格見表 2-12。

(三) 凈水設施

1、 鋼筋混凝土凈水構筑物

(1) 設計原則

①凈水工藝采用直接過濾技術, 考慮農村管理水平有限, 盡量采用慢濾池。

②濾池出 水水質經消 毒后應符合現行《生活飲用 水衛生標準》(GB5749-2006) 的要求。

③濾料應具有足夠的機械強度和抗蝕性能, 并不得含有有害成分。

④濾池應設取樣裝置。

(2) 重力無閥濾池

當水源水的濁度不滿足直接接觸過濾工藝, 且供水規模大于 900m 3 /d的村莊, 可采用微絮凝工藝, 濾池采用重力無閥濾池。 重力無閥濾池采用小阻力配水系統, 其孔眼總面積與濾池面積之比為 1.0%~1.5%。

設計要點:

①濾速一般采用 6~8m/h;

②平均沖洗強度一般采用 15L/s·m 2 ; 沖洗時間為 5min

③沖洗前的期終水頭損失值, 取 2.0m;

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

⑤沖洗水頭應通過計算確定, 宜采用 1.0~1.2m, 并應有調整沖洗水頭的措施;

計算公式:

式中: F—濾池凈面積, m 2 ;

Q—設計水量, m3/h;

v—濾速, 按規范采用, m/h;

H 1 —集水區高度, m;

M—濾池長度, 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—沖洗強度, L/(s· m 2 ), 采用 15L/(s· m 2 );

t—沖洗歷時, min, 采用 5min;

F’—沖洗水箱凈面積, m 2 ;

F 2 —連通渠及斜邊壁厚面積, m 2 。

重力無閥濾池的規格和使用供水規模見表 2-13。

(3) 慢濾池

考慮到農村管理水平和規模, 當原水濁度滿足直接接觸過濾的工藝時, 建議采用慢濾工藝。

設計要點:

① 進水濁度宜小于 20NTU, 布水應均勻。

② 應 24h 連續工作設計。

③ 濾速一般采用 0.1~0.3m/h, 進水濁度高時取低值;

④ 濾料表面以上水深宜為 1.0~1.3m; 池頂應高出水面 0.3m、 高出地面 0.5m。

⑤ 出口應有控制濾速的措施, 可設可調堰或在出水管上設控制閥和

轉子流量計。

⑥ 濾料宜采用石英砂, 粒徑 0.3~1.0mm, 濾層厚度 800~1200mm。

⑦ 濾料表面以上水深宜為 1.0~1.3m; 池頂應高出水面 0.3m、 高出地面 0.5m。

⑧ 承托層一般為卵石或礫石, 分為四層, 其粒徑和厚度(自上而下)

列于表 2-14。


⑨ 濾池面積小于 15m 2 時, 采用底溝集水, 集水坡度為 1%; 當濾池

面積較大時, 可設置穿孔集水管, 管內流速宜采用 0.3~0.5m/s。

⑩ 有效水深以上應設溢流管; 池底應設排空管。

慢濾池計算公式如下:

慢濾池總面積 F 可按下式計算:

式中: Q —最高日用水量, m 3 /d;

v —設計濾速, m/h;

T —過濾工作時間, h/d。

經過計算, 將慢濾池分為六個等級, 各等級慢濾池規格見表 2-15。

(4) 慢濾池與清水池合建

當慢濾池的表面積不超過 15m 2 時, 過濾工藝還可采用慢濾池與清水池合建, 合建的慢濾池的做法與規格仍可參照表 2-19 的尺寸。

2、 一體化凈水裝置

(5) 一體化凈水設備

當水源水的濁度需經過“混凝→沉淀→過濾→消毒” 工藝才可供給用戶使用時, 由于農村飲水安全工程的規模較小, 建設小型水廠不經濟,且考慮到農村的管理水平, 推薦采用一體化凈水設備。

一體化凈水裝置以地表水為水源, 將混凝、 沉淀、 過濾等凈水工藝緊密地組合在一起, 適用于小型生活和工業用水處理, 小型一體化凈水裝置規格見表 2-16。

一體化凈水裝置適用于 1000 人以上不間斷供水的農村安全飲水工程, 當供水規模不足 120m 3 /d, 而又沒有其他合適的水源時, 也可采用一體化凈水裝置, 間斷供水。

二、 消毒設計

(一) 原理及作用

消毒是指殺滅外環境中病源微生物的方法。 其目的是切斷傳染病的傳播途徑, 預防傳染病的發生或流行。 據研究, 可污染飲用水的致病微生物有上百種, 為杜絕介水傳染病的發生和流行, 保證人體健康, 生活飲用水必須經過消毒處理方可供飲用。

(二) 常用消毒方式及特點

目前我國農村用于飲用水消毒的常用方法有二氧化氯消毒、 漂白粉消毒, 也可以采用次氯酸鈉消毒和紫外線消毒。

二氧化氯對細菌、 病毒及真菌孢子的殺滅能力均很強, 其氧化力相當于氯的 5 倍, 是極為有效的飲水消毒劑。 二氧化氯對微生物的殺滅原理是: 二氧化氯對細胞壁有較好的吸附性和透過性能, 可有效地氧化細胞內含疏基的酶; 可與半胱氨酸、 色氨酸和游離脂肪酸反應, 快速控制生物蛋白質的合成, 使膜的滲透性增高; 并能改變病毒衣殼蛋白, 導致病毒滅活。

漂白粉又稱含氯石灰、 氯化石灰。 它是將氯氣通入熟石灰中而制成的混合物, 主要成分為次氯酸鈣(含 32%—36%), 還含氯化鈣(29%)、 氧化鈣(10%—18%)、 氫氧化鈣(15%)及水(10%), 通常以 Ca(ClO)2 代表其分子式。 漂白粉為白色顆粒狀粉末, 有氯臭, 能溶于水, 溶液呈堿性,有大量沉渣。 漂白粉穩定性差, 在一般保存過程中, 有效氯每月可減少1%—3%, 因此不宜保存過長時間。

次氯酸鈉是一種強氧化劑, 在溶液中產生次氯酸離子, 通過水解作用生成次氯酸, 具有與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、 溫度的影響而分解, 所以一般都采用次氯酸鈉發生器現場制取, 就地投加, 操作簡單, 安全方便。 次氯酸鈉不宜長期久貯。

紫外線殺菌消毒主要是通過對微生物(細菌、病毒、芽孢等病原體) 的輻射損傷和破壞核酸的功能使微生物致死, 從而達到消毒的目的。 紫外線消毒的特點:(1) 紫外線消毒器具有較高的殺菌效率, 運行安全可靠;(2) 紫外線消毒器對隱孢子蟲和賈第蟲有特效消毒效果;(3) 紫外線消毒器消毒后不產生有毒有害副產物, 不增加飲用水的 AOC 含量;(4) 紫外線消毒器能降低臭味和降解微量有機物; (5) 紫外線消毒器設備占地面積小, 運行維護簡單、 費用低;(6) 紫外線消毒系統消毒效果受水溫、pH 影響小。

(三) 工程設計

1、 采用投加二氧化氯消毒

飲用水中的二氧化氯的限量 0.4ppm, 出廠水中的二氧化氯濃度不低于 0.2ppm。 二氧化氯的投加量取 0.5-1.0mg/L, 對于二氧化氯發生器選JSN-PW 或 CPF-D 的正壓式系列等高純二氧化氯發生器。

反應原理:

5NaClO 2 +4HCl→ 4ClO 2 +5NaCL+2H 2 O

其中采用的亞氯酸鈉應是工業一級品, 含量大于 80%, 鹽酸應是工業一級品, 濃度 31%。

性能特點:

制備高純二氧化氯消毒液, 原料轉化率大于 95%, 二氧化氯含量大于 95%進口計量泵進料, 發生量準確, 占地空間小。

運行成本:生產 1 克有效氯, 用亞氯酸鈉 2.2 克, 用鹽酸 2.0 克, 約合人民幣0.004 元。各等級的二氧化氯發生器型號見表 2-17。

其他等級不宜采用二氧化氯發生器。

2、 采用投加漂白粉消毒

投加方式有直接投加法和間接投加法 。

(1) 定時(次) 直接投加漂白粉消毒法(以井水為例)

① 先按井水的水量計算出漂白粉的用量, 有條件時可取井水水樣進行需氯量測定, 漂白粉的投加量應根據水體的水質狀況、 水量、 規定加氯量及漂白粉有效氯含量等因素決定。

水量及加藥量計算公式:

例如: 某一圓井直徑 0.8m, 水深 2.5m, 消毒時規定加氯量為 2mg/L,所用漂白粉含 25%有效氯, 則其用藥量可按公式計算:

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)

日常工作中可以根據井水水質具體情況, 按每噸水 5~8 克來估算,如上例中: 1.28×8 =10.24(g)。

不同水源水消毒的加氯量見表 2-18。

② 配制漂白粉溶液, 將上清液投入井水中。 將所需量漂白粉(或漂白粉精片研細) 放入碗或盆中, 加少許冷水調成糊狀, 再加適量的水,靜置 10 分鐘左右。 將上清液倒入井水中, 用取水桶上下振蕩數次或用干凈木棍攪拌數分鐘, 使之混勻, 半小時后即可飲用。 每天消毒 2~3 次,消毒應在取水前 l~2 小時進行。 當水井被污染時, 消毒用藥量可增加 2~3 倍。

(2) 持續直接投加漂白粉消毒法

根據水量和水質情況加入漂白粉。 將一定量的漂白粉裝入無毒塑料袋、 竹筒、 小口瓶、 木盒或陶罐等容器中, 在容器上面或旁邊鉆若干小孔(一般 4 個~6 個, 孔的直徑為 0.2cm~0.5cm), 一般竹筒裝漂白粉250g~300g, 塑料袋裝 250g~500g。 將加漂白粉容器口塞住或扎緊, 放入井內, 用浮筒懸在水中, 利用取水時的振蕩, 使容器中氯慢慢從小孔放出, 以保持水中一定的余氯量。 一次加藥后可持續消毒 1 周左右。

(3) 間接投加法

主要是適用于以地表水或深層地下水為水源, 人口規模相對較大的地區, 投加點為蓄水池, 該方法需設消毒劑溶液池。

漂白粉用量:

式中 Q—漂白粉用量, kg/d;

Q1 —設計水量, 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%。

溶液池容積:

式中: W 1 —溶液池容積, m 3 ;

n —每日調制次數, 取 1~2 次;

b —漂白粉溶液百分比濃度, %, 一般采用 1~2%。

各等級溶液池的圖集號及規格等見表 2-19。

計量設備:

農村供水采用浮杯計量。 浮杯計量設備是利用浮體在溶液中的固定浸沒深度或液位差以達到恒定出流, 適用于溶液池變位的場合, 是一種小型計量設備。

3、 采用次氯酸鈉消毒

次氯酸鈉消毒一般采用次氯酸鈉發生器現場制取, 就地投加。 氯的投加量一般采用 1.0mg/L。 可選用 WSB 系列次氯酸鈉發生器。

次氯酸鈉發生器, 是利用鈦陽極電解鹽水產生次氯酸鈉, 產生的次氯酸鈉為淡黃色透明狀液體, 含有效氯 6~11mg/L; 其有效氯產量一般為50~1000g/h; 制取有效氯的成本比采用漂白粉低。各等級的次氯酸鈉發生器規格見表 2-20。

其他等級不建議采用次氯酸鈉發生器。

4、 采用紫外線消毒

紫外線消毒技術是國際上 90 年代末興起的最新一代消毒技術。 它集光學、 微生物學、 電子、 流體力學、 空氣動力學為一體, 具有高效率、廣譜性、 低成本、 長壽命、 大水量和無二次污染的特點, 是國際上公認的 21 世紀的主流消毒技術。紫外消毒設備可采用 GY 系列, 各等級的紫外消毒設備規格見表2-21。

三、 鐵錳超標地下水處理工藝

曝氣:

曝氣裝置采用射流器曝氣裝置, 各等級的射流器型號范圍見表 2-22。

接觸氧化過濾:

接觸氧化過濾采用錳砂過濾器, 各設計規模錳砂過濾器型號見表2-23。

當每天用水量少于 270m 3 /d 不建議采用鐵錳超標水源, 如果無法避免必須采用鐵錳超標水源, 其處理設備可參照 270m 3 /d 選用, 間斷供水。

鐵錳超標水工藝處理流程圖、 水射器及錳砂過濾器圖詳見《江西省農村飲水安全工程設計實用圖集(凈水工程分冊)》。

第五節 配水工程

一、 布置原則

村鎮配水管網一般采用樹枝狀管網布置型式, 配水管網的選線和布置, 應符合以下要求:

1、 管網應合理分布于整個用水區, 線路盡量短, 并符合村鎮有關建設規劃。

2、 管線宜沿現有道路或規劃道路路邊布置。

3、 在管道凸起點, 應設自動進(排) 氣閥; 樹枝狀管網末稍, 應設泄水閥; 干管上應分段或分區設檢修閥; 各級支管上均應在適宜位置設檢修閥。

4、 地形高差較大時, 應根據供水水壓要求和分壓供水的需要在適宜的位置設加壓泵站或減壓設施。

5、 集中供水點應設在取水方便處。

6、 測壓表應設在水壓最不利用戶接管點處。

7、 干管的延伸應當和二級泵站供水到用戶或大用戶的水流方向一致。

8、 沿水流方向平行布置數條干管, 干管間距一般為 500~800m 或根據街坊大小確定。

9、 干管應布置在兩側均有用戶的現有或規劃道路上。 給水管道與其他工程物的水平凈距見表 2-24。

10、 干管應盡量避免穿越障礙物, 穿越時應按有關技術規范執行。

二、 設計計算依據

設計計算流量和校核計算流量依據建設規劃資料(路網、 街坊、 豎向、 管線綜合等)、 用戶分布及用水狀態、 水源等確定。

三、 管材選擇、 管道附件與配件及敷設要求

1、 管材選擇

配水工程中管材的選擇與輸水工程中管材選擇相同, 具體見輸水工程中管材的選擇。

2、 管道附件與配件

管道附件與配件布置主要有以下兩種:

(1) 閥類 配水管網應根據管道連接情況設置分區檢修閥門, 并且能滿足事故管段切斷的需要。 宜 500m 設置一個閥門。 配水管道的隆起點應裝設排(進) 氣閥, 低凹點應裝設泄水閥, 限制水流流向處應裝止回閥。

(2) 管道配件 根據管材和管道連接情況正確選擇配件、 標準配件和特種配件, 具體見表 2-6 和表 2-7。

3、 配水管道的敷設要求

配水管道埋設除了需滿足輸水管道的埋設要求外, 還需要注意以下幾個方面:

(1) 管道應采用塑料管、 鍍鋅鋼管或給水鑄鐵管。 塑料管給水管的管材、 配件, 應是同一廠家的配套產品。

(2) 架空或在地溝內敷設的室外給水管道其安裝要求按室內給水管道的安裝要求執行。 塑料管道不得露天架空鋪設, 必須露天架鋪設時應有保溫和防曬等措施。

(3) 供水管道不得直接穿越污水、 化糞池、 公共廁所等污染源。

(4) 管道接口法蘭、 卡扣、 卡箍等應安裝在檢查井或地溝內, 不應埋在土壤中。

(5) 供水系統各種井室內的管道安裝, 如設計無要求, 井壁距法蘭或承口的距離: 管徑小于或等于 450mm 時, 不得小于 250mm; 管徑大于 450mm 時, 不得小于 350mm。

(6) 管網必須進行水壓試驗, 試驗壓力為工作壓力的 1.5 倍, 但不得小于 0.6MPa。 其檢驗方法: 管材為鋼管、 鑄鐵管時, 試驗壓力下 10min內壓力降不應大于 0.05MPa, 然后降至工作壓力進行檢查, 壓力應保持不變, 不滲不漏; 管材為塑料管時, 試驗壓力下, 穩壓 1h 壓力降不大于0.05MPa, 然后降至工作壓力進行檢查, 壓力應保持不變, 不滲不漏。

(7) 供水管道在竣工后, 必須對管道進行沖洗, 飲用水管道還要在沖洗后進行消毒, 滿足飲用水衛生要求。

(8) 管道和金屬支架的涂漆應附著良好, 無脫皮、 起泡、 流淌和漏涂等缺陷。

(9) 管道在連接應符合工藝要求, 閥門、 水表等安裝位置應正確。塑料給水管道上的水表、 閥門等設施其重量或啟閉裝置扭矩不得作用于管道上, 當管徑大于或等于 50mm 時必須設獨立的支承裝置。

(10) 采用橡膠圈接口的埋地給水管道, 在土壤或地下水對橡膠圈有腐蝕的地段, 在回填土前應用瀝青膠泥、 瀝青麻絲或瀝青鋸末等材封閉橡膠圈接口。

(11) 設在通車路面上下或小區道路下的各種井室, 必須使用重型井圈和井蓋, 井蓋上表面應與路面相平, 允許偏差為±5mm。 綠化帶上和不通車的地方可采用輕型井圈天井蓋, 井蓋的上表面應高出地坪 50mm,并在井口周圍以 2%的坡度向外做水泥砂漿護坡。

(12) 重型鑄鐵或混凝土井圈, 不得直接放在井室的磚墻上, 磚墻上應做不小于 80mm 厚的細石混凝土墊層。

(13) 管溝回填土, 管頂上部 200mm 以內應用砂子或無塊石及凍土塊的土, 并不得用機械回填; 管頂上部 500mm 以內不得回填直徑大于100mm 的塊石和凍土塊; 500mm 以上部分回填土中的塊石或凍土塊不得集中。 上部用機械回填時, 機械不得在管溝上行走。管件、 防水套管及管道附屬構筑物等詳圖見《江西省農村飲水安全工程設計實用圖集(配水工程分冊)》。

四、 配水管網水力計算

農村供水中的管網布置型式一般采用樹枝狀管網, 不采用環狀管網。因此, 本設計指南只作樹狀管網設計的介紹。配水管網布置, 需進行水力計算, 確定配水管網的管徑等。

配水管網的水力計算步驟如下:

1、 根據最高日最高時計算人均用水當量;

2、 計算管段的沿線流量;

3、 計算管段設計流量;

4、 確定管段管徑和水頭損失;

5、 根據分配干管沿程地形選定控制點;

該點自由水壓相對最小, 必須保證該控制點所要求的自由水壓。 按此條件, 結合地形標高, 推算各節點水壓; 設計時, 對很高或很遠的個別用戶所需的水壓不宜作為控制條件, 可采取局部加壓或設集中供水點等措施滿足其用水需要。

6、 計算水塔或高位水池高度和水泵揚程。

計算時應先計算配水干管, 后計算配水支管。 配水干管是管網起點(泵站、 水塔或高位水池) 到控制點之間的管段。 其終點, 即控制點的水壓已定, 而起點水壓須在干管計算后才能確定。 從配水干管接出的管段為配水支管, 其起點和終點的水壓均為已知, 因此支管的水力坡度已定。 干管與支管管徑的確定方法不同, 干管按流量和經濟流速確定管徑,支管按流量和已知水力坡度確定, 即充分利用其現有水壓。

(一) 配水管網設計流量

配水管網設計流量計算公式:

式中: Q h —配水管網設計流量, 以最高日最高時計, L/s;

Q d —最高日用水量, m3/d;

K h —全日供水工程時變化系數, 可按表2-25 采用內插法確定。

定時供水工程的時變化系數, 可在 3.0~4.0 范圍內取值, 日供水時間長、 用水人口多的取較低值。

供水日變化系數應根據供水規模、 用水量組成、 生活水平、 氣候條件, 結合當地相似供水工程的年內供水變化情況綜合分析確定, 可在1.3~1.6 范圍內取值。

(二) 主配水管水力計算

從水廠到配水管網的輸水管(主配水管), 設計流量應按最高日最高時用水量確定。 管徑、 流速及水力坡度的確定方法與渾水輸水管相同。主配水管的管徑見表 2-26。

根據上表, 可得出各個等級所對應的主配水管管徑范圍, 具體見表2-27。

在農村飲水安全工程中, 應進行經濟比較, 選擇合理的管材、 管徑。相同流量下, 管徑越大, 水損越小, 但管材價格較高, 電耗相對比較少,運行費用較低; 管徑越小, 水損越大, 管材價格較低, 但電耗相對較低。

(三) 人均綜合用水當量

人均綜合用水當量可按公式(2-16) 計算:

q=1000(W-W 1 )· K h /(86400P) (2-16)

式中: q —人均用水當量, L/(s· 人);

W—村或鎮的最高日用水量, m 3 /d;

W 1 —企業、 機關及學校等用水大戶的用水量之和, m 3 /d;

K h —時變化系數;

P—村鎮設計用水人口, 人。

(四) 沿線出流量

沿線出流量, 可根據人均用水當量和各管段用水人口、 用水大戶的配水流量計算確定。

q l =q· P i (2-17)

式中: q l —沿線流量, L/(s);

q —人均用水當量, L/(s· 人);

P i —計算管線上的累積人口, 人。

(五) 管段設計流量

樹枝狀管網的管段設計流量, 按其沿線出流量的 50%加上其下游各管段沿線出流量計算。 即

式中: q s —管段設計流量, L/(s);

q l ’ —本段沿線出流量, L/(s);

(六) 管徑和水頭損失

設計管段的管徑通常由設計流量和經濟流速確定。 輸配水管道的設計流速, 宜采用經濟流速; 設置消火栓的管道內徑不應小于 100mm。管道水頭損失計算, 包括沿程水頭損失和局部水頭損失。

1、 沿程水頭損失, 可按公式(2-18) 計算:

h 1 = iL (2-19)

式中: h 1 —沿程水頭損失, m;

L—計算管段的長度, m;

i—單位管長水頭損失, m/m;

1)UPVC、 PE 等硬塑料管的單位管長水頭損失, 可按公式(2-20)

計算:

式中: Q—管段流量, m 3 /s;

d—管道內徑, m;

2)鋼管、 鑄鐵管的單位管長水頭損失, 可按下列公式(2-21~2-22)計算:

式中: v—管內流速, m/s;

d—管道內徑, m;

3)混凝土管、 鋼筋混凝土管的單位管長水頭損失, 可按公式(2-23)計算:

式中: Q—管段流量, m3/s;

d—管道內徑, m;

n—粗糙系數, 應根據管道內壁光滑程度確定, 可為 0.013~0.014。

當 100 mm<DN<400mm, 管徑按經濟流速 0.6~0.9m/s 確定; 當 DN<100mm 時, 管徑按 1000i≤8m 確定。

2、 配水管網的局部水頭損失, 可按其沿程水頭損失的 5%~10%計算。

(七) 水泵揚程和水塔或高位水池高度

1、 水泵揚程的計算

(1) 取水泵的揚程

取水泵的揚程一般按式(2-24) 計算。

式中: H 0 — 靜揚程, 為取水構筑物集水井最低水位與水廠第一級處理構筑物(濾池) 最高水位之間的高差, m;h s , h d — 取水構筑物設計流量對應的吸水管、 壓水管和泵站

管線中的損失, m。

(2) 送水泵的揚程

送水泵揚程是從水廠清水池取水直接送往用戶或先送往水塔(或高位水池), 而后送往用戶。當供水管網中不設水塔(或高位水池) 時, 送水泵的揚程按式 2-25計算。

式中: H p —送水泵總揚程, m;

Z c —管網控制點 C 的地面標高和清水池生活調節容積最低水位的高程差, m;

H c —控制點所需的最小服務水頭, m;

hs—吸水管中的水頭損失, m;

h c , h n —輸水管和管網中的水頭損失, m。

當供水管網中建有水塔(或高位水池) 時, 送水泵所需的靜揚程為清水池最低水位和水塔(或高位水池) 最高水位的高程差, 水頭損失為吸水管、 水泵到水塔(或高位水池) 的管網水頭損失之和, 水泵揚程仍可參照式 2-24 計算。

(3) 取送水泵揚程

農村安全飲水中, 當水質較好, 經過消毒即可供用戶使用的深(淺)層地下水時, 水泵既需要從大口井或管井中取水, 即充當取水泵; 又要承擔向用戶送水的任務, 即充當送水泵, 這種水泵的總揚程可按式(2-26)計算。

式中: H p —送水泵總揚程, m;

Z c —管網控制點 C 的地面標高和大口井(或管井) 最低水位的高程差, m;

H c —控制點所需的最小服務水頭, m;

hs—吸水管中的水頭損失, m;

h c , h n —輸水管和管網中的水頭損失, m。

2、 水塔或高位水池的高度計算

一般在靠近水廠的位置設置水塔(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) 計算:

式中: H c —控制點所需的最小服務水頭, m;

h n —按最高時供水量計算的從水塔(或高位水池) 到控制點的管網水頭損失, m;

Z t —設置水塔(或高位水池) 的地面標高與清水池最低水位的高差, m;

Z c —控制點的地面標高與清水池最低水位的高差, m。

配水管網的說明、 平面布置圖及剖面圖見《江西省農村飲水安全工程設計實用圖集(配水工程分冊)》。

第六節 計算實例

【實例】 某行政村為湖中一孤島, 地理位置較偏僻, 遠期發展潛力不大。 該行政村設計水平年共有村民 1212 人, 分住三個自然村, 村內沒有學校或其他公共建筑及集中用水點, 居民分布具體見圖 2-2 平面分布示意圖。 水源水質較好, 僅需消毒即可供給用戶使用, 由節點 0 的大口井供水。

圖 2-2 某鎮樹狀管網計算簡圖

1、 供水規模

由于該村地理位置較偏僻, 發展潛力不大, 故設計人口按設計水平年來計算, 人均綜合用水指標取下限 80L/(人· d), 則設計規模為

3、 各管段的沿線流量 q l

根據公式 2-16 計算, 計算結果列于表 2-28。

4、 各管段的設計流量

根據公式 2-17 計算, 計算結果列于表 2-28。

5、 確定各管段的直徑和水頭損失

(1) 配水干管計算

選定地形標高最高的節點 5 為控制點, 并以節點 1 到控制點節點 5 為配水干管, 管材擬選用 PE 管, 其水力計算見表 2-29。

(2) 干管各節點自由水壓確定

配水管網中用戶接管點的最小服務水頭, 根據《村鎮供水工程技術規范》 規定, 單層建筑物可為 6m, 兩層建筑物為 10m, 二層以上每增高一層增加 4.0m; 當用戶高于接管點時, 尚應加上用戶與接管點的地形高差。

配水干管的各節點水壓可從控制點 5 推算, 節點 5 的地面標高為3.50m, 該處住房為兩層, 所需自由水頭為 10m, 而管線到達該處用水點的總水頭損失為 4.64m, 因此該節點的總水壓為:3.50m +10m+4.64m=18.14m。

按照水流方向倒著推算各節點的水壓, 如節點 4 的地形標高為 3.0m,管線到達該處用水點的總水頭損失等于節點 5 的水壓減去管段 4—5 的水頭損失, 即: 4.64m-0.90m=3.74m, 則節點 4 的節點水壓為:18.14m-3.00m-3.74m=11.4m。其余節點水壓可用相同的方法推算, 見表 2-30。

配水干管上各節點的水壓標高計算后, 應逐點校核是否均滿足各點自由水頭的要求, 如果有許多點不滿足要求, 說明控制點選擇有錯, 應重新選擇控制點, 再行計算。

(3) 配水支管計算

配水支管的水力計算結果見表 2-31。

由于干管上各節點的水壓均為已知, 因此支管起點水壓已定, 因此計算過程跟配水干管的計算相反, 是從起點開始計算。

例如支管 1—6, 管長 250m, 起點 1 的水壓為 17.03m, 則終點 6的水壓為節點 1 的水壓 18.14m-該處地面標高 1.50m-支管 1-6 的總水頭1.91 損失-管段 0-1 的總水頭損失 0.11m=14.62m。其余節點水壓可用相同的方法推算, 見表 2-32。

4、 水泵揚程計算

考慮當地實際情況, 本設計采用變頻泵 24h 連續供水, 其揚程為

式中: H p —送水泵總揚程, m;

Z c —管網控制點 C 的地面標高和大口井(或管井) 最低水位的高程差, m, 大口井最低水位為-3.50m;

H c —控制點所需的最小服務水頭, m;

hs—吸水管中的水頭損失, m, 取 1.5m;

h c , h n —輸水管和管網中的水頭損失, m。

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

圖 2—3 所示為該鎮樹狀管網計算結果圖。

第三章 水質管理

水質管理主要有三個環節, 即水源水質管理、 凈水廠水質管理和管網水質管理。

第一節 水源水質管理

一、 地表水源的衛生防護

地表水源的衛生防護主要包括以下幾個方面:

1、 取水點周圍半徑 100m 的水域內嚴禁捕撈、 停靠船只、 游泳、 和從事可能污染水源的任何活動, 并應設有明顯的范圍標志和嚴禁事項的告示牌。

2、 河流取水點上游 1000m 至下游 100m 的水域內, 不得排入工業廢水和生活污水; 其沿岸防護范圍內不得堆放廢渣、 不得設立有害化學物品的倉庫、 堆棧或裝卸垃圾、 糞便和有毒物品的碼頭; 不得使用工業廢水或生活污水灌溉, 及施用有持久性或劇毒的農藥, 并不得從事放牧等有可能污染該段水域水質的活動。

供生活飲用的水庫和湖泊, 應根據不同情況講取水點周圍部分水域或整個水域及其沿岸列入此范圍, 并按上述要求執行。受水位漲落影響的河流取水點上、 下游的防護范圍, 由水廠會同當地疾病控制中心環境衛生檢測站根據具體情況研究確定。

3、 水廠生產區范圍應明確劃定并設立明顯標志, 在生產區外圍不小于 30m 的范圍內, 不得設置生活居住區和修建禽畜飼養場、 滲水廁所、滲水坑; 不得堆放垃圾、 糞便、 廢渣或鋪設污水渠道; 應保持良好的衛生狀況和綠化。 單獨設立的泵站和清水池外圍不小于 30m 的區域內, 其衛生要求與水廠生產區相同。

二、 地表水源日常水質管理

(一) 主要工作內容

1、 認真分析和記錄取水口附近河水的濁度、 pH 值及水的溫度, 每日一次, 在水質變化頻繁的季節要適當增加分析次數和內容;

2、 每月或每季對取水口附近河水的水質進行一次取樣進行常規分析。 分析項目包括濁度、 色度、 臭和味、 肉眼可見物、 pH 值、 總堿度、氨氮、 亞硝酸氮、 硬度、 溶解氧、 耗氧量、 細菌總數、 大腸菌值, 以及本水源有代表性的幾個重要理化指標。 水庫、 山塘與湖泊水源還要增加氮、 磷;

3、 每季或每半年對取水口 附近河水按《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006) 規定的所有項目進行一次全分析;

4、 每年對取水口上游進行水源污染調查;

5、 水庫、 山塘與湖泊水源每三個月還要對不同深度的水溫、 濁度進行一次檢測, 并要掌握藻類與浮游動物含量。 在水質變化頻繁季節, 還要增加檢測次數。

(二) 職責分工

水源水質管理的分工要明確。

1、 每日的渾濁度、 pH 值及水溫可由進水泵房或凈化操作工人進行測定。

2、 常規分析、 全分析與其他檢測都應由廠化驗室負責, 沒有化驗室的由廠部責成水質管理人員委托當地衛生部門或其他有條件的水廠進行。

3、 水源污染調查由廠部負責。

4、 所有分析資料都要指定專人進行分析、 整理。 發現異常情況, 要立即分析研究, 查找原因、 尋求對策。 每年還要寫出源水水質分析方面書面總結材料, 所有資料都要存檔保存。

三、 地下水源的衛生防護

地下水源防護主要包括以下幾個方面:

1、 取水構筑物的防護范圍應根據水文地質條件、 取水構筑物形式和附近地區的衛生狀況進行確定, 其防護措施應按地面水水廠生產區要求執行。

2、 在單井或井群的影響半徑范圍內, 不得使用工業廢水或生活污水灌溉和施用有持久性或劇毒的農藥, 不得修建滲水廁所、 滲水坑、 堆放廢渣或鋪設污水渠道, 并不得從事破壞深層土層的活動。 如取水層在水井影響半徑內不露出地面或取水層與地面水沒有相互補充關系時, 可根據具體情況設置較小的防護范圍。

3、 在地下水水廠生產區范圍內, 應按地面水水廠生產區要求執行。

四、 地下水源日常水質管理

地下水源的管理除參考地表水源管理的內容外, 在水量與水質管理上還有它的特殊性。地下水源水質管理除了同地表水源管理一樣, 做每日一次簡單項目分析, 每月一次常規分析和每年一次全分析外, 還要嚴格做好水源的衛生防護工作。

第二節 凈水廠水質管理

凈水廠的水質管理一般包括選擇和正確投加混凝劑、 加氯消毒管理及水質檢驗等。 其管理要點如下:

1、 各構筑物運行中, 要根據進水量或水質變化及時調整投藥量;

2、 及時排泥和沖洗;

3、 投產前的各構筑物內要保持無雜物, 并宜每年對構筑物進行一次徹底沖洗與清理;

4、 在進行機泵大修和更換水表時, 應防止污染水質;

5、 新投產的井, 在使用前必須抽水洗井、 檢測水質各項指標合格后再投產使用。 停用三個月以上的井, 在恢復使用之前, 仍需抽水洗井,待水質合格后使用。

6、 遇有突然停電、 造成停泵不停氯的情況, 再開泵時, 應先放水、檢查余氯正常后再開閘送水;

7、 凝聚劑投加量一般應根據原水水質變化加以調整。

8、 做好生產運行中規定的水質檢測項目的檢測工作。 過濾水和管網末梢水的余氯應達到有關規定的指標。 出廠水英符合《生活飲用水衛生標準》 規定的各項指標。

一、 混凝劑的選擇與投加

(一) 藥劑選擇的一般要求

1、 藥劑的選擇, 應根據原水混凝沉淀試驗確定。 村鎮水廠如沒有條件進行試驗, 可參考相似原水條件下的凈水廠運行經驗數據, 并結合藥劑來源情況, 選擇效果較好、 價格低廉, 能保證供應的混凝劑和助凝劑。

2、 當單用混凝劑不能取得良好效果時, 可投加助凝劑。

(1) 原水中有機腐殖質或藻類含量高、 色度較大時, 在投加混凝劑之前先加適量的氯(或漂白粉), 可起到提高混凝效果, 減少混凝劑投加量的作用。

(2) 原水堿度不能滿足混凝劑絮凝需要時, 可選擇助凝劑石灰或氫氧化鈉, 控制 pH 值。

(3) 水玻璃與硫酸鋁或硫酸亞鐵配合使用, 能提高低溫低濁原水的絮凝效果。

(二) 影響藥劑投加量的主要因素

原水懸浮物含量、 粒徑組成, 膠體顆粒性質, 溶解物含量及成分、pH 值、 堿度、 水溫和色度等。

二、 加氯消毒管理

(一) 氯消毒的方法

1、 我國村鎮供水中主要采用氯消毒, 即投加液氯、 漂白粉、 次氯酸鈉等, 目前在在有些有條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, 次氯酸具有很強的殺菌能力, 能殺滅水中的病原生物, 達到消毒的目的。

(二) 加氯點的位置

加氯點的位置應根據原水水質與凈水工藝要求確定, 加氯位置及其作用具體見表 3-1。

(三) 影響加氯量的因素

1、 pH 值 氯的消毒有效性隨 pH 而變化, pH 低時消毒效率高, 反之效率低。 在同樣的水質條件下, 擬取得相同的消毒效果, pH 值越高,需氯量越大。

2、 水溫 通常夏季水溫高時, 余氯損耗大, 應適當提高清水池的氯量 。

3、 水源水質。

三、 水質檢驗

自來水水質量直接關系到人民身體健康和工業產品的質量。 保證水質、 確保供應的自來水符合“國家生活飲用水衛生標準” 是自來水企業必須牢固樹立的主導思想。 各水廠無論大小都要根據當地水情況和生產條件, 毫無例外的將水質管理工作作為自來水廠企業管理的重要任務來抓。

(一) 水質管理的機構與職責

設有科室管理的中小水廠都應設立水質管理科, 二級管理的小型水廠也應有專門負責水質管理的人員。水質管理和水質化驗密切相關, 水質化驗室是水質的檢測部門, 有條件的水廠都應設立是指化驗室。 無條件設立水質化驗室的水廠也應配備化驗人員, 進行簡單項目的水質化驗并要掛靠附近較大的設有水質化驗機構的自來水廠或其它部門, 定期完成應該完成的各項水質的化驗工作。

水質管理機構或專職人員的主要職責是:

(1) 負責貫徹執行國家、 省、 市、 縣有關的各項政策、 法令、 標準、規程和制度。

(2) 負責水質凈化工藝管理和水質化驗、 分析、 監督、 管理或委托工作。

(3) 配合各級衛生防疫部門, 對水源衛生防護狀況進行監督, 對重大水質事故進行調查處理。

(4) 負責水源污染狀況的衛生學調查。

(5) 參與水廠和官網施工過程衛生監督及竣工驗收工作。

(6) 對危及供水安全的水質事故, 有權采取緊急措施, 直至通知有關部門停止供水, 事后逐級報告。

(7) 掌握水質變化動態, 分析變換規律, 提出水質階段分析報告及水質升級規劃。

(二) 水質管理的主要內容

(1) 建立和健全規章制度

1) 建立各項凈水設備操作規程, 制定各工序的控制質量要求;

2) 健全水源衛生防護、 凈化水質管理、 官網水質管理、 水質檢驗頻率、 水質化驗的有關規定等以工作標準為中心的各項規章制度。

(2) 加強衛生防護

1) 制定水源防護條例、 對破壞水源衛生防護的行為提出有力的制止措施;

2) 對水源防護地帶設置明顯的防護標志;

3) 對污染源進行調查和檢測, 對消除重大污染源提出有效措施。

(3) 確保凈化過程中的水質監控

1) 確定投藥點, 及時調整投藥量

2) 監督生產班組對生產過程中的水質監測, 確保沉淀水、 過濾水、出廠水的余氯、 濁度、 pH 值(地下水只有余氯)、 無論何時都要達到規定的要求;

3) 提出凈化、 消毒設備及其附屬設施的維修意見、 組織清水池、 蓄水池、 配水池定期清刷, 保持水源、 凈化構筑物的整潔、 嚴禁從事影響供水水質的活動。

(3) 進行管網水質管理

1) 確定管網水采樣點;

2) 對每個采樣點進行采水分析, 確保管網水質達到要求;

3) 對新敷設管道堅持消毒制度。

(三) 水質監測

1. 檢驗類別、 周期

(1) 原水、 出廠水水質全分析

全分析是指按國家規定的生活飲用水衛生標準的各項標準, 進行全面檢驗。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。縣鎮水廠無條件進行全分析的也應委托當地有關水廠或衛生防疫站進行。

(2) 原水、 出廠水水質簡分析

地面水每日一次, 地下水每月一次。 分析項目一般指色度、 濁度、臭和味、 肉眼可見物、 pH 值、 鐵、 錳、 細菌總數、 大腸菌、 游離性余氯、氨氮、 亞硝酸氮、 氯化物、 耗氧量、 總硬度共計 15 項。

地下水的余氯、 細菌總數、 大腸菌三項指標每日一次。

以上簡分析如目前無條件進行的水廠應積極創造條件、 爭取早日進行, 在此之前要按時委托其它水廠或化驗室進行, 待有條件后還應負責所在地的各鄉 、 村級水廠的簡分析。

(3) 出廠水余氯、 濁度、 pH 值由生產班組負責, 每小時一次。

(4) 管網水質(余氯)、 細菌總數、 大腸菌群、 濁度四項指標, 每星期一次。

2. 檢驗方法

按《生活飲用水標準檢驗法》, 水質檢驗方法包括定性分析檢驗、 定量分析檢驗兩種方法。凡水質化驗人員, 必須經過專業培訓, 掌握化驗基本知識, 并經考試合格方可做化驗工作。

3. 報告制度

(1) 生產班組每日將余氯、 濁度、 pH 值得檢驗結果報告廠部水質管理人員或水質化驗室(員)。

(2) 水廠化驗室(員) 將原水和出廠水水質簡分析結果和考核指標按月匯總報告廠部主管領導, 如發現問題應隨時匯報, 并要求采取相應措施, 迅速加以解決。

第三節 管道水質管理

管道的水質管理是整個給水系統管理的重要內容, 直接關系到人民群眾的身體健康。 符合飲用水標準的水進入管網要經過長距離輸送到達用戶, 如果管網本身管理不善, 容易造成二次污染, 將難以滿足用戶對水質的要求, 甚至可能導致飲用者患病乃至死亡等重大事故。 所以加強給水管道管理, 是保證水質的重要措施, 一般管道水質管理主要是施工中應注意的問題:

1、 新建或改建管道的末梢應設置閘門, 以便及時排放管網末梢的“死水”, 新建管道投產前, 沖洗流速應不小于正常供水中的最大流速, 一般應大于 1m/s, 如水量不足應考慮加壓縮空氣沖洗, 以保證足夠的沖洗強度。

2、 新建管道與原有管道聯接處盡可能安裝臨時或正式閘門, 防止放水時污染原管道水質; 下管前要清楚管道內以及管件內的泥土和雜物;施工間隙, 管道內不能存放工具雜物, 并應將管道兩端用木塞堵嚴。

3、 遇有過河管時, 應在出水側安裝永久性放水口和排水井, 其口徑一般不應小于管徑的三分之一, 對于具有排泥條件的應在過河管最低處一側安裝吐泥三通和排泥井。

4、 管道接口材料優先采用橡膠圈; 管道試壓充水應使用清潔的自來水, 試壓合格后要立即進行管道放水沖洗, 同時把沿途的預留放水口和消火栓放水沖洗 5min。

5、 自備水源單位欲與村鎮給水系統聯網, 需經主管部門同意批準,并應負責進戶管逆止閥的檢查、 維護與更換, 防止自備水源水進入村鎮給水系統。

在管網運行過程中, 為保證給水管道正常的水量或水質, 除了 對出廠水嚴格把關外, 還應采取以下措施:

1、 通過消火栓、 給水栓和放水管, 定期沖排管道中停止時間過長的“死水”;

2、 及時檢漏、 堵漏, 避免管道在負壓狀態下受到污染;

3、 對離水廠較遠的管線, 若余氯不能保證, 應在管網中途加氯, 以提高管網邊緣地區的余氯濃度, 防止細菌繁殖;

4、 長期未用的管線或管線末端, 在恢復使用時必須沖洗干凈;

5、 定期對金屬管道清垢、 刮管和襯涂內壁, 以保證管網輸水能力和水質潔凈;

6、 無論在新敷管線竣工后還是舊管線檢修后均應沖洗消毒。 消毒之前先用高速水流沖洗水管, 然后用 20~30mg/L 的漂白粉浸泡 24h 以上,再用清水沖洗, 同時連續測定排出水的濁度和細菌, 直到合格為止;

7、 長期維護與定期清洗水塔、 水池以及屋頂高位水箱, 并檢驗貯水水質;

8、 在管網的運行調度中, 重視管道內的水質檢驗, 發現問題及時采取有效措施予以解決。

第四章 水量管理

第一節 地表水源水量管理

一、 主要工作內容

1、 認真觀察和記錄取水口所在河流的流量和水位, 每日觀察和記錄一次, 洪水期間適當增加觀察次數;

2、 記錄每日取水流量和總取水量;

3、 收聽當地氣象預報, 記錄每日氣象情況;

4、 水庫(山塘、 湖泊) 水源還要觀察和記錄水庫的入、 出庫水量以及水庫蓄水量。

5、 汛期應密切注意取水水源水文條件變化和洪水影響情況;

二、 觀察方法

1、 江河水源可請當地水文部門測量取水口附近河床斷面, 標定好流量和水位的大致關系, 然后在便于觀察的地點設置固定的水位標尺, 用觀察水位值來推算河水流量。

2、 水庫、 山塘與湖泊水源可請當地水利部門測量好不同水位的表面積, 繪制水位與庫容量的關系曲線圖, 并在取水塔附近設立水位標尺,根據水位的上升和下降推算進水量、 出水量與庫容。

三、 職責分工

地表水源的管理一般由進水泵房或取水設施值班人員負責觀察和記錄, 每月由廠部管生產、 技術的人員進行匯總, 每年進行一次分析整理,繪制河水流量與水位的變化曲線以逐步掌握水源的變化規律。 發現異常情況時要及時查清原因, 尋求對策。

第二節 地下水源水量管理

1、 每天認真記錄出水量、 井內水位、 水溫;

2、 經常了解和觀察周圍其他取水井水位的變化, 研究由于抽水而造成地下水升降的漏斗范圍;

3、 在靠近河水附近取水的地下水要觀察河水流量與水位變化對地下水取水量的影響。

通過觀察、 了解、 分析, 及時預測取水量可能發生變化的趨勢。

第五章 生產運行管理

第一節 生產與技術

一、 生產技術管理的主要內容

生產技術管理是水廠企業管理的主要內容之一, 搞好生產技術管理直接關系到供水質量、 安全、 成本, 關系到水廠生產能否正常經行、 順利發展。 生產技術管理的主要內容有:

1、 建立健全各項規章制度并檢查執行的情;

2、 合理制定各生產環節的技術狀態標準與定額消耗, 加強以水質中心的各生產環節的管理, 經行生產調度;

3、 組織安全檢查;

4、 抓好原始資料的記錄及整理, 定期測定各構筑物、 機泵及管網中運行參數;

5、 節約用電與能源管理;

6、 設備管理及組織設備的維修與檢測;

7、 技術情報與技術檔案;

8、 生產發展規劃。

二 、 技術檔案

1. 指導生產必須的檔案資料

水廠無論規模大小, 要實現科學管理、 建立必須的技術技術檔案室必不可少的, 主要有:

(1) 全廠總平面圖

應標有各建筑物、 構筑物及其相互之間的聯系, 全廠主要管線、 閘閥位置和道路、 上下水道、 供電線路布置等。

(2) 水廠工藝流程圖

應標有原水最高、 最低水位、 取水頭部(水源井) 及各構筑物之間的聯系及每個構筑物的頂部、 底部和正常工作水位的標高, 泵房、 泵軸及主要管底的標高。

(3) 沉淀、 過濾等主要構筑物的工藝平、 剖面圖, 標有主要尺寸、高程以及設計運行參數。

(4) 泵房及水源井的工藝布置、 機組型號、 性能曲線等。

(5) 高低壓配電系統及主要電氣設備線路圖。

(6) 管網圖檔資料。

2. 檔案資料的管理

(1) 建廠開始就要搜集設計任務書、 設計圖紙、 概(預) 算等設計施工中的文件。

(2) 購置主要設備、 儀器的同時要降說明書、 安裝圖、 合格證歸檔保管。

(3) 生產運行中要注意積累有關技術檔案如設備的性能測定、 各主要生產報表、 統計臺帳等。

三、 其它生產技術管理

1. 搜集同行業的科技情報、 了解發展趨勢、 學習推廣兄弟單位的先進經驗。

2. 制定本廠生產發展規劃, 進行革新項目的鑒定。

3. 加強技術力量的培訓和教育。

第二節 水泵運行管理

一、 離心泵

(一) 引水

一般離心泵啟動前, 須向水泵灌水。 灌水方式采用人工灌注。 引水的目的在于排除水泵與吸水管路中的全部空氣, 保證水泵能正常啟動。

1、 灌水方式適用于在底部裝有底閥的吸水管。 灌水時, 開啟泵頂放氣閥, 待放氣閥溢出不帶氣泡的滿管水流時即可關閉放氣閥, 表示吸水管和水泵都已充滿水;

2、 小型水泵或施工用臨時水泵, 可采取在泵殼上另設加水孔, 人工加水的辦法;

3、 采用真空飲水方式, 吸水管上一般不設底閥, 水泵頂端與抽氣管連接處通常設浮子。 真空泵啟動前應先開啟泵殼頂部抽氣閥, 關閉真空箱放水閥; 真空泵啟動后, 應注意水泵真空表上真空度是否上升, 同時注意水泵頂上抽氣管。 如抽氣管的浮子上升到頂部時, 表示水泵和吸水管都已充滿水;

4、 水射器引水一般安裝在便于排出氣、 水出流的位置。 吸氣端與連接水泵頂端的真空管線相接。 操作時, 首先開啟壓力水管上的閥, 水射器即開始真空引水, 待水泵頂端的浮子上升到頂部時, 真空引水即已完成。

(二) 水泵機組的啟動

1、 啟動前應試轉聯軸器, 檢查是否靈活與有否雜聲, 防止泵體內留存雜物損壞水泵部件;

2、 離心泵引水后一般即可啟動機組。 啟動時, 應注意觀察真空表和壓力表, 壓力表應顯示出水泵的最高揚程。 相繼逐漸開啟水泵出水管上的閘閥;

3、 開啟真空表旋塞, 觀察其指針是否在應有的真空度上, 如發現真空度比通常要高, 說明吸水管路不暢或底閥堵塞; 如真空度比通常要低,表示吸水管路上有關部件存在漏氣現象, 需要檢修;

4、 如用手操作補償器, 啟動機組時, 啟動后要等電流表上指針開始回落時, 才可把操作手柄迅速拉回至運轉位置, 不能一推操作手柄后立即拉回運轉位置, 否則應啟動電流過大, 很容易燒斷熔絲。

(三) 水泵機組的停車

1、 停車前, 應先逐漸關閉真空表和壓力表的旋塞;

2、 再關閉出水閘閥, 使電機最后達到空載狀態;

3、 切斷水泵開關, 停止電機運轉。

(四) 離心泵的運行管理要點

1、 每次開泵后應及時在值班日記簿上填寫各有關記載項目;

2、 運行中, 各儀表指示值應達到額定數值; 要經常觀察水泵機組的音響、 振動等情況, 如有反常現象, 要及時停車檢修;

3、觀測水泵及電機各軸承的溫度, 一般滾珠軸承不得比室溫高 35℃,最高不得高于 75℃, 滑動軸承(軸瓦) 最高不得超過 70℃;

4、 新機組第一次更換油一般宜在轉運 80~100h 之后進行。 以后約每隔 2400h 換油一次, 凡采用機械油潤滑的軸承, 每 240h 換油一次, 并應隨時注意油面在油標尺的兩刻度之間, 不足時應隨時添加;

5、 定期檢查聯軸器和機組上各底角螺栓, 如發現有偏移或松動, 應及時糾正緊固;

6、 如遇供水緊張或其他原因, 致使管網壓力特別低時, 應控制水泵出水閘閥, 使水泵出口壓力不低于銘牌揚程 70%的情況下運轉;

7、 無保溫措施的水泵機組, 在低溫季節水泵不運轉時, 應從水泵底部螺栓管堵處放去存水, 以防水泵凍裂, 長期不用水泵亦應放去存水。

二、 深井泵

深井泵的運行操作與離心泵大體相同, 下面僅介紹不同之處。

1、 深井泵是滿載啟動的, 因此啟動時必須降壓。 全壓啟動容易扭傷傳動軸; 降壓啟動設備宜采用耦變壓器式的補償器, 抽頭電壓應使用 80%或 85%;

2、 每次啟動前要加預潤水。 直接向壓力管路供水的深井泵, 在啟動前應先把出水閘閥全部開啟;

3、 每運行 24h 或每次啟動后, 應將填料黃油杯旋入一圈潤滑填料。油杯內存油壓完, 應及時添滿備用;

4、 電機添加潤滑油時, 油杯上油面線以停車為準。 開車后油面一般將要降低, 若在電動機運行時注滿至油面線, 則停車后油面必然溢出至內部軸承套口, 淋在轉子上, 下次開車時就會飛濺在定子繞組上, 弄臟線圈并影響絕緣;

5、 深井泵停車后, 一般需間隔 5~10min 后才可再啟動。 為達到快速再啟動的要求, 可在預潤水管口加裝一直嘴旋塞, 打開此旋塞導入空氣,促使觀眾水柱立即下降, 當沒有空氣吸入聲時, 關閉旋塞即可啟動水泵。

三、 水泵的維護與管理

水泵正常運行是保證供水的重要環節。 操作人員應掌握水泵機組的主要性能, 能夠判斷常見故障產生原因, 及時排除一般故障。

(一) 一般故障及其排除

水泵機組運行故障及其排除方法見表 5-1。

(二) 水泵零部件的清洗與檢查

水泵零部件的清洗與檢查主要包括以下內容:

1、 水泵零件拆卸后用煤油清洗所有的螺絲, 清洗水泵和法蘭盤各接合面上的油垢和鐵銹;

2、 刮去葉輪內外表面和口環等處的水垢和鐵銹。 要特別注意清除葉輪流道內的水垢, 因為它對水泵的流量和效率影響很大。 檢查口環是否斷裂、 磨損或變形, 檢查口環與葉輪外緣間徑向間隙是否符合要求;

3、 清洗泵殼內表面、 水封管、 水封環。 檢查泵殼內有無磨損或因氣蝕造成的溝槽、 坑斑或孔洞, 檢查葉輪有無裂紋和損傷、 偏磨現象、 輕者可進行修補, 重者需要更換;

4、 用汽油徹底清洗滾動軸承。 如為滑動軸承, 應將軸瓦上的油垢刮去, 再用沒有清洗擦凈; 檢查軸承的滾球是否破損或偏磨, 內外環有無裂紋, 滾珠和內外環之間的間隙是否合格。 滑動軸承應檢查軸瓦有無裂紋和斑點、 磨損程度和軸瓦間隙;

5、 橡膠軸承遇油會軟化, 不能用油類清洗, 可擦刮干凈后涂上滑石粉。 橡膠軸承除一般檢查外, 還應檢查有無偏磨和變質發硬現象;

6、 橡膠軸承遇油會軟化, 不能用油類清洗, 可擦刮干凈后涂上滑石粉。 橡膠軸承除一般檢查外, 還應檢查有無偏磨和變質發硬現象;

7、 對深井泵應徹底清洗止逆裝置。 清洗后將止逆盤、 止逆銷等擦干存放, 其上不能涂抹機油、 黃油, 以防將來安裝后止逆失靈;

8、 用手錘輕敲殼體, 如有破啞聲, 說明泵殼有裂紋。 在疑有裂紋處澆上煤油, 然后擦干表面并涂上一薄層白粉, 若有裂紋, 煤油就會從裂紋中滲出來浸入白粉, 呈現一道濕線, 據此可判斷裂紋的位置和大小。

(三) 泵房的運行管理規程

泵房是村鎮給水的重要組成部分, 它需要專人負責管理、 并應制定安全操作和技術規程。 主要內容包括:

1、 值班人員不得擅自離開工作崗位, 不允許酒后值班。 禁止非值班人員操作機電設備;

2、 必須嚴格按照操作規程啟動、 停泵。 操作高壓電器設備, 送、 停電必須 嚴格按照《電氣安全技術規程》 執行;

3、 各種設施應有安全措施。 如電機吸風口、 聯軸器、 電纜頭必須設置防護罩;

4、 要經常檢查水壓、 電壓、 電流等儀表指示變化情況, 注意運行中的異常現象, 如機泵有振動聲和雜音、 軸承發熱等。 發熱問題及時處理;

5、 突然停電或設備發生事故時, 應立即切斷電源, 然后通報情況和進行處理;

6、 操作人員應積極配合檢修人員進行泵房的各項檢查, 嚴禁帶電維修。 下吸水井工作時, 必須有人在旁邊監護, 以防意外情況發生;

7、 嚴禁在運行中接觸轉動部分, 不得用水沖洗電纜頭等帶電部件。

第三節 濾池的運行管理

一、 無閥濾池

(一) 投產前準備工作

1、 投產前或大修后, 須對濾池的幾個關鍵性標高如虹吸副主管管口、濾池出水口、 進水分配堰口及底部、 進水管 U 形彎底部、 排水井堰口等的標高進行實測和檢查, 要求達到設計要求。

2、 為了防止濾料沖失, 翻換濾料時, 濾料面應加高 50~100mm; 運行前, 先將沖洗強度調節器調整到 1/4 的開啟度, 待試運行后根據情況逐步放大;

3、 投產前, 在沖洗水箱內注入水, 并使水自下而上地浸潤濾料, 以排除池內的空氣; 也可采取控制進水量的辦法使水慢慢地從擋板灑下;

4、 試運行前的濾池可采用人工強制沖洗的連續沖洗濾料, 并按慢濾池消毒的方法進行消毒處理。

(二) 運行管理要點

1、 若濾池進水濁度較高, 可采取增加投藥量的方法, 或采取人工強制方法增加沖洗次數;

2、 當濾池出水水質變壞或虹吸又未形成時, 可采取人工強制沖洗的辦法進行沖洗;

3、 正常運行時, 須對濾池的進、 出水濁度、 虹吸管上透明水位管的水位、 沖洗開始時間, 沖洗歷時等進行定時記錄;

4、 濾池運行后, 最好每半年打開人孔對濾池進行全面檢查, 看濾料是否平整、 有無泥球或裂縫等情況, 其產生原因及排除措施見表 5-2。

二、 慢濾池

(一) 操作要點

逐漸打開進水閥, 當水位上升到排水槽上緣時, 慢慢開啟出水閥,開始過濾。 有排放初濾水條件的, 應將初濾水排掉。 當出水濁度達到要求時, 方可將出水閥全部打開, 引入清水池, 并將有關檢測項目及數據,如出水濁度、 水頭損失等記錄下來。

(二) 運行管理要點

1、 清除濾池內雜物, 檢查各部分管道和閘閥是否正常, 濾料面是否平整、 高度是否足夠, 一般初次使用時濾料比設計要加厚 5cm 左右;

2、 放水檢查, 按“操作要點”進行, 要求緩慢進行以利排出濾料內空氣;

3、 濾池翻換或填加濾料后, 應在運行前用漂白粉或液氯制成 50mg/L左右的含氯水, 在池內浸泡一天左右, 然后再沖洗一次, 即可投入運行;

4、 盡量避免間歇運行和水量的突然變化。

第四節 加藥消毒的操作管理

一、 二氧化氯消毒的操作管理

1、 嚴格按照危險品管理辦法, 對原料中的氯酸鈉、 亞氯酸鈉、 鹽酸等分別存放、 避光保存。

2、 定期對 ClO 2 生產設備進行檢修, 確保反應器、 氣路系統、 吸收系統的氣密性, 防止 ClO 2 氣體的逸出, 定期檢查各閥門(包括滴定針閥)有無漏氣漏水情況, 如有應更換密封圈。

3、 應注意去除藥液中的殘渣、 臟物, 避免造成管路系統及設備堵塞。

4、 嚴格按 ClO 2 的生產工藝要求, 配制原料濃度, 調節原料進料比,控制好進料速度, 做到規范操作。

5、 消毒間要安裝排氣扇, 保持生產環境通風良好、 降低室內二氧化氯的濃度。 儲備堿灰或熟石灰用于鹽酸泄露時進行中和處理, 儲備砂土用于撲滅氯酸鈉、 亞氯酸鈉燃燒。

6 操作人員應配備防護服、 口罩、 化學安全護目鏡、 橡膠手套等個人防護用品。 要不斷增強操作人員的安全防范意識和執行安全操作規范的自覺性; 定期接受安全知識教育, 提高應付突發事故(藥液濺到皮膚及衣物上, ClO 2 泄漏等) 自救、 互救的能力。

二、 漂白粉的投加注意事項

漂白粉的投加及使用中應注意以下問題:

1、 漂白粉宜貯藏在陰涼、 干燥和通風良好的地方, 且不宜在倉庫中貯藏過久;

2、 要經常檢查溶液池的液位變化是否正常, 管道是否通暢。 盡量避免由于藥渣流入管道而發生的堵塞;

3、 盡量做到溶液池中漂白粉不結塊, 無結垢, 排渣及時徹底。 如發現管道堵塞或結垢, 可用稀鹽酸清洗。

三、 次氯酸鈉消毒的操作管理

(一) 操作要點

1、 配制 3~3.5%的食鹽溶液, 將其過濾后接入次氯酸鈉發生器的鹽水進水管, 這時鹽水箱底部位置須高于次氯酸鈉發生器本身;

2、 按要求接好冷卻水、 鹽水、 次氯酸鈉貯液箱及電源;

3、 開機前, 先打開鹽水流量計, 使鹽水進入回流柱、 液滿后關閉流量計, 然后接通電源, 調節工作電源與冷卻水量。 冷卻水流量視回流柱電解槽電極溫度高低而定。 通電 10min 后, 再打開鹽水流量計, 并調整流量, 使其達到所需要求;

4、 關機前, 先關掉鹽水流量控制閥, 讓回流柱內剩余鹽水再電解10min。 隨后切斷電源, 相繼關冷卻水。 再將回流柱消毒液虹吸排空, 每次須用潔凈水沖洗回流柱并將水吸凈。

(二) 管理要點

1、 要經常注意電解液及冷卻水的流暢情況, 觀察各管道接頭是否有漏液現象, 以免造成對某些器件的腐蝕;

2、 不要把酸及酸性物質混入次氯酸鈉, 以免發生氯氣中毒;

3、 次氯酸鈉不宜久貯, 夏天應當天生產當天使用; 冬天貯存時間也不得超過一周, 并避光貯存;

4、 運行中, 電解槽內會產生一些雜質, 一般每周需沖洗電解槽 1~2次。

四、 紫外線消毒的操作管理

工作人員不能讓紫外線直接長期照射人體表和眼睛, 消毒后, 如要進行檢查, 應待聞不到臭氧氣味后人方可進入。接觸紫外線時, 應開展強度監測應做好個人防護, 戴防護面罩或護目鏡。

第五節 管網的維護管理

管網關系到給水的輸配是否暢通、 安全。 其管理工作主要包括管網的測流、 測壓、 檢漏和閘閥的管理, 管道的養護與檢修等。

一、 管網的測流

1、 測流即測定管道的水流速度, 其目的在于掌握管段內水的流向、流量和流速, 測流一般采用畢托管。

2、 由于管道中流速是沿直徑變化的, 除求得管中心處最大流速外,還應將管道沿半徑分成若干份, 分別測量流速, 然后取其平均值, 用管中流速乘以管斷面積, 即得管中流量。

3、 管網的側流點選擇

(1) 將測流點布置在需測定的某干線上的前端, 測定其負荷狀況;

(2) 將測流點設在低壓區域的有關連接管或卡脖管段處可兼測水壓;

4、 測流時應將測流孔設在直線管段上, 前后管段的長度在 30~50倍直徑范圍內不應有支管、 彎頭、 閘門、 排氣閥等。

二、 管網的測壓

1、 測壓管網中有代表性各點的水壓, 位置一般可選在能夠監視管網大片地區和遠離水廠的控制點附近。 選點不宜太多, 測壓時間不能相差太大;

2、 將測得的瞬時水壓及時記錄下來, 整理后繪制水壓曲線圖和等自由水壓線圖。 以利掌握低壓區的分布情況, 分析原因, 采取相應的改善措施。

三、 檢漏

管道漏水的原因很多, 有的是因管材質量不合格而產生裂縫, 有的是施工安裝不善, 有的則是由于操作管理不善。 因此, 檢修是管道維護管理中的一項重要工作。

(一) 檢漏點及檢漏工具

檢漏點主要是從管道上經過的地面上或根據用戶異常情況來確定的, 在下列情況下, 一般應首先考慮檢漏。

1、 管道水壓突然下降, 甚至無水;

2、 路面或岸邊有清水滲出, 排水窖井中有清水不斷流出, 局部路面下陷;

3、 晴天出現潮濕路面, 冬季局部路面積雪融化較早等現象;

4、 用戶用水計量值突然增高。

檢漏工具類型較多, 但基本上可歸納為兩種類型, 即聽漏棒和漏水檢測儀。

(二) 檢漏方法及順序

管道中的水在正常流動時, 一般無聲音。 在不用水或無漏水時也無聲音。 周圍水管中用水或漏水時, 聲音可傳到大管上去, 但大管中的聲音不易傳到小管上去。

對管子查漏的一般順序是表前(用戶端)、 表后和干管。

四、 閘閥的管理

(一) 閘閥啟閉要點

1、 應緩緩操作, 防止水錘現象發生;

2、 管網中一般閘閥只能作啟閉用, 開就開足, 關閉時要關嚴。 只有蝶閥可做調節流量大小用, 可處于微開、 半開狀態;

3、 當管網中同時關閉多處閥門時, 應首先關閉高壓端的大閘閥。 開啟閘閥時, 應先開啟口徑較小的低壓閥門;

4、 閘閥啟閉速度不宜過快, 啟閉程度應有顯示標志。

(二) 閘閥的技術要求

1、 保持較高的閘閥啟閉的完好率;

2、 所有閘閥半年至一年應巡回檢查一次;

3、 主要干管上閘閥約 1~2 年輪流啟閉一次;

4、 配水管上的閘閥 2~3 年需維護和啟閉一次。

(三) 閘閥的一般故障及其排除

閘閥的一般故障及解決措施見表 5-3。

五、 管道的檢修

(一) 鑄鐵管

1、 損壞嚴重時, 需要更換新管或把損壞的管段截去調換新管;

2、 只是發現裂縫, 可在縱向裂縫兩端鉆 6~13mm 小孔, 防止裂縫繼續擴展, 然后用管卡箍住, 再用螺栓固定;

3、 出現接口滲漏現象, 可將滲漏部分的填料剔除, 重新填料、 捻口;

4、 發現鑄鐵管砂眼串水時, 可用鉆孔攻絲加塞頭辦法處理。

(二) 鍍鋅鋼管

1、 若連接處漏水, 對于腐蝕較輕的管道之需重新纏一些麻絲就可堵漏, 對于腐蝕較嚴重的管道, 則在關閉控制閥后更換新的管口部件;

2、 活接頭與接頭螺母漏水, 一般重新緊一緊就可止漏。 如未見效果,可把舊墊刮凈更換新墊;

3、 螺絲短管若產生裂縫, 應將短管卸下重新換新短管, 如果只是絲扣不嚴, 則可加麻絲重新擰緊。

(三) 塑料管

塑料管因裂縫或其他原因造成漏水時, 可將漏水的管段鋸掉, 然后按鋸掉的管長加一個承口長度重新截取一段新管, 將新管兩頭用熱熔法做成承口, 插接在原漏水管段位置。

六、 管道的維護

1、 防凍措施可參見入戶管的維護;

2、 結垢處理, 金屬管道由于腐蝕, 產生鐵銹。 內壁生成的銹垢大多呈瘤狀, 其外表面是一個殼體, 一般采取以下處理方法和措施:

(1) 用水沖洗: 當結垢物表面松軟。 與管壁膠結不夠緊密時可采用高速水流沖洗。 當水壓為 0.2~0.3MPa, 水的流速為正常工作流速的 3~5倍時, 可以講管道沖洗干凈。

(2) 水汽聯合沖洗: 當銹蝕沉積物比較硬化、 與管壁結合又十分緊密時, 在管內通過壓力水洗的同時輸入壓縮空氣。 采用水氣聯合沖洗。

第六節 水表及入戶管的維護

水表及入戶管的維護主要考慮冬季水表的防凍保溫措施。 防凍保溫措施主要包括以下幾個方面:

1、 水表井內供水設施的防凍準備, 要注意保持水表井內的干燥, 避免污水浸泡供水設施; 可將破棉絮、 草墊等保暖物品覆蓋在水表井內的供水設施上; 下雪后及時將水表井蓋上的積雪清除, 避免積雪融化后流入水表井內; 露在外面的管道和閘閥要及時用保暖材料加以包裹。

2、 對水表的防凍。 可用舊棉衣等物將水表和水表兩端的管道裹好,并用塑料膜將其包好, 以防止漏水, 但須留出表蓋以備查表, 不要將金屬放在表蒙上。

3、 室外水管、 龍頭可用棉、 麻絲物或稻草繩子進行包扎防凍。

4、 在冬季三九、 四九的嚴寒期間, 或者白天氣溫低于零度, 夜間溫度低于零下 5°C 時, 可將自來水保持水流成線, 同時將室內、 樓梯、 過道的門窗關閉好, 保持室內溫度。

5、 對已冰凍的龍頭、 水表、 水管, 可以用電吹風烘吹或用熱毛巾裹住水龍頭, 然后澆溫水, 使龍頭解凍, 再擰開龍頭, 用溫水沿水龍頭慢慢向管道澆灑, 使水管解凍, 切不可用火直接烘烤或用開水解凍, 以免造成管道或者水表爆裂。

名詞解釋:

1 、 用水量: 用戶所消耗的水量。

2 、 居民生活用水: 居民日常生活所需用的水, 包括飲用、 洗滌、 沖廁、 洗澡等。

3 、 居民綜合用水指標: 總水量除以居民人數所得的平均用水量。

4 、 工業企業用水: 工業企業生產過程和職工生活所需用的水。

5 、 澆灑道路用水: 對城鎮道路進行保養、 清洗、 降溫和消塵等所需用的水。

6 、 綠地用水: 市政綠地等所需用的水。

7 、 未預見用水量: 給水系統設計中, 對難于預測的各項因素而準備的水量。

8 、 自用水量: 水廠內部生產工藝過程和其他用途所需用的水量。

9 、 管網漏損水量: 水在輸配過程中漏失的水量。

10 、 供水量: 供水企業所輸出的水量。

11 、 日變化系數 : 最高日供水量與平均日供水量的比值。

12 、 時變化系數: 最高日最高時供水量與該日平均時供水量的比值。

13 、 最小服務水頭: 配水管網在用戶接管點處應維持的最小水頭。

14 、 取水構筑物: 取集原水而設置的各種構筑物的總稱。

15 、 管井: 井管從地面打到含水層, 抽取地下水的井。

16 、 大口井: 由人工開挖或沉井法施工, 設置井筒, 以截取淺層地下水的構筑物。

17 、 岸邊式取水構筑物 : 設在岸邊取水的構筑物, 一般由進水間、 泵房兩部分組成。

18 、 水頭損失: 水通過管(渠)、 設備、 構筑物等引起的能耗。

19 、 輸水管(渠): 從水源地到水廠(原水輸水) 或當水廠距供水區較遠時從水廠到配水管網(凈水輸水) 的管(渠)。

20 、 配水管網 : 用以向用戶配水的管道系統。

21 、 樹狀管網 : 配水管網的一種布置形式, 干管和支管分明, 形成樹枝狀。

22 、 原水 : 由水源地取來進行水處理的原料水。

23 、 混凝劑 : 為使膠體失去穩定性和脫穩膠體相互聚集所投加的藥劑。

24 、 助凝劑 : 為改善絮凝效果所投加的輔助藥劑。

25 、 混合:使投入的藥劑迅速均勻地擴散于被處理水中以創造良好反應條件的過程。

26 、 絮凝 : 完成凝聚的膠體在一定的外力擾動下相互碰撞、 聚集,以形成較大絮狀顆粒的過程。

27 、 澄清: 通過與高濃度泥渣層的接觸而去除水中雜物的過程。

28 、 沉淀: 利用重力沉降作用去除水中雜物的過程。

29 、 過濾: 水流通過粒狀材料或多孔介質以去除水中雜物的過程。

30 、 濾料: 用以進行過濾的粒狀材料, 一般有石英砂、 無煙煤、 重質礦石等。

31 、 濾速: 單位過濾面積在單位時間內的濾過水量, 一般以 m/h 為單位。

32 、 沖洗強度: 單位時間內單位濾料面積的沖洗水量, 一般以 L/(m2 · s) 為單位。

33 、 膨脹率: 濾料層在反沖洗時的膨脹程度, 以濾料層厚度的百分比表示。

34 、 沖洗周期(過濾周期、 濾池工作周期):濾池沖洗完成開始運行到再次進行沖洗的整個間隔時間。

35 、 承托層: 為防止濾料漏入配水系統,在配水系統與濾料層之間鋪墊的粒狀材料。

36 、 無閥濾池: 一種不設閥門的快濾池形式。 在運行過程中, 出水水位保持恒定,進水水位則隨濾層的水頭損失增加而不斷在虹吸管內上升, 當水位上升到虹吸管管頂, 并形成虹吸時, 即自動開始濾層反沖洗, 沖洗排泥水沿虹吸管排出池外。

37 、 二氧化氯消毒法: 將二氧化氯投加水中以完成氧化和消毒的方法。

38 、 紫外線消毒法: 利用紫外線光在水中照射一定時間以完成消毒的方法。

參考文獻:

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[27] 國家建筑標準設計圖集《室內給水排水管道及附件安裝(二)》 S4( 二 ) 2004版

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[30] 《村鎮供水工程設計圖集》 李仰斌主編 中國水利水電出版社

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