规模化集中供水工程规划设计要点.doc

规模化集中供水工程规划设计要点1 总体思路采取“以大带小、以城带乡，以小并大、小小联合”的方式，以“能延则延、能并则并、能扩则扩”的原则，科学合理确定工程规划布局与供水规模，以跨村、跨镇规模化集中供水为发展方向，充分发挥城镇水厂优势，管网向农村辐射延伸，扩大城镇水厂覆盖范围；加大单村供水工程整合力度，推进联村并网规模化集中供水，由单村分散供水向联村规模化集中供水发展。2 水源选择对于规模化集中供水工程而言，一个关键性的、制约性的因素就是水源问题。水源选择恰当，不但可以保证水量充足、水质安全卫生，而且可以简化工艺，降低工程投资及制水成本，便于管理和进行卫生防护。2.1 水源选择的原则（1）水质良好、便于卫生防护。地表水水源水质符合地面水环境质量标准（三类以上），地下水水源水质符合地下水质量标准（四类以上）。当水源水质不符合上述要求时，应采用相应的特殊净化工艺进行处理。取水点应避开污染源，保护区内的污染源和污染物应便于及时清除。（2）水量充沛。地表水水源的的设计枯水期流量的年保证率不低于95%（严重缺水地区不低于90%）单一水源水量不能满足要求时，可采取多水源或加大调蓄能力等措施。地下水水源的设计取水量应小于允许开采量，开采后不应引起地下水水位持续下降、水质恶化及地面沉降。（3）符合当地水资源统一规划管理的要求，应能获得取水许可证；按照优质水源优先保证生活用水的原则，合理处理与其他用水之间的矛盾；符合防洪管理要求。（4）水源选择应为发展规模化集中供水，实现专业化管理，提高水质和供水保证率奠定基础。水源的选择可不受村、镇，甚至县的行政区划限制，应从区域的角度合理配置水资源、选择优质可靠水源并加强水源保护。（5）有多个水源可供选择时，应对其水质、水量、位置、高程、施工和管理难度、卫生防护，结合净水工艺及成本、供水系统布置、管网布置等进行综合比较，择优确定。（6）规模化集中供水工程有条件时应有备用水源。2.2 水源选择的建议（1）当现有城镇和村镇集中供水工程水源水量充沛、设施可靠、技术可行时，周边村镇供水宜优先采用现有配水管网的延伸供水。如果水厂供水能力不足，可考虑对水厂进行扩建或超负荷运行改造；如果管网水压不够，可考虑设置加压泵站供水；如果管网消毒剂余量不够，可设置补加消毒剂的措施。 （2）当不具备管网延伸供水条件或管网延伸供水明显不合理时，规模化集中供水工程可优先选择保证率高且水质良好的地表水源，尤其应优先选择水库、傍河井或渗渠等水源。（3）供水区周边没有可供利用的水库，且地下水无法利用，若有水质较好的地表径流时，可修建引水工程供水。（4）当单一水源水量不能满足要求时，可采用多水源联合供水或建设调蓄水库等措施保障供水量。（5）对于污染水源或受特定污染物污染的水源，可对水源进行生态治理或采用有针对性的净水工艺。（6）区域内缺乏优质、可靠水源时，经过综合分析比较，也可采用跨区域调水。（7）山丘区宜选择地势较高的水源，建立重力自流供水系统。（8）适宜饮用的地表水源的选择顺序为: 水库水、湖泊水、河水。适宜饮用的地下水源的选择顺序为: 泉水、承压水( 深层地下水) 、潜水( 浅层地下水) 。（9）对拟选水源要从水质、水量方面进行研究分析，确保水源在水质和水量上满足规模化集中供水工程的要求，特别要做全面的水源水质检测，这是水源选择和水处理工艺设计的重要依据。（10）利用管网延伸工程供水或已有水源工程供水时，应分析其水量、水质和供水保证率是否能满足要求，并应取得原工程管理单位的书面同意。（11）尽可能选择便于划定水源保护区，并开展有效水源保护的水源。3 供水系统发展农村规模化集中供水系统，建议优先选择城镇管网延伸供水方式，实现城乡供水一体化，同网同质。对于距离城镇水厂较远的农村，综合考虑水资源条件、人口密度、经营效益等因素，合理确定供水范围及供水布局，建设跨村或跨乡镇的规模化集中供水工程。对地处偏远、人口稀少、水资源条件有限无法发展规模化集中供水工程的村庄，可因地制宜的建设标准化小型集中供水工程。（1）城镇管网延伸供水系统规划设计要点：1）应从离规划用水村镇较近的供水干管上接管。 2）对规划用水区进行需水量调查和计算，对已有供水工程的水源水量、水厂净化能力和供水能力、实际用水量等进行调查，据此确定已有工程的水源、水厂是否有富余供水能力、是否需要扩建、有无扩建条件等。3）对规划接管点的压力和消毒剂余量进行实测，根据延伸距离、地形高差等论证是否需要设加压泵站、是否需要补加消毒剂。（2）新建规模化集中供水系统规划设计要点：1）应选用水质优良、水量保证率大于95%，便于保护的水源并考虑备用水源，应有完善的净化、消毒措施及满足日常水质检测需要的化验设施等。2）应加强区域水源调查、筛选优质可靠的水源进行规模化集中供水。3）当单一水源无法实现规模化集中供水时，可采用多个水源联合向水厂供水，水源互为备用。4）供水范围不应受村、镇，甚至县的行政区划限制，应从区域的角度合理配置水资源、根据区域水源条件、地形条件和居民点分布等合理确定供水范围及供水布局，尽量扩大并优化规模化集中供水系统范围。5）山丘区，应充分利用地形，建高位水厂或高位水池，建设重力自流供水系统。6）当规划供水范围内地形高差较大或个别用水区较远时，可采用分压供水，对远离水厂或位置较高的乡镇及村庄设置加压泵站供水。7）当供水范围较大、管线较长时，应按降低系统运行能耗、便于运行管理等原则合理确定水厂、加压泵站和高位水池的位置、高程、供水干管管径，必要时应考虑补加消毒剂措施。8）在高氟水、苦咸水地区，确无水质较好的水源可利用时可采用分质供水，采用反渗透等技术建立纯净水厂仅满足居民饮用水需要。4 净水工艺4.1 净水工艺选择的原则净水工艺方案的选择应针对原水水质特点，以最低的基建投资和经常运行费用达到要求的出水水质。为此应充分考虑以下主要因素：（1）原水水质的历史资料：对原水的水质应作长期的监测，如有条件应对丰水期和枯水期、丰水年和枯水年的水质均加以分析比较。（2）污染物的形成及其发展趋势：对产生污染物的原因进行分析，寻找污染源，对潜在的污染影响和今后发展的趋势作出分析和判断。（3）出水水质的要求：除必须符合国家现行的水质标准外，还应结合今后水质可能的提高作出相应考虑。（4）相同或类似水源净水处理的实践。（5）操作人员的经验和管理水平：要使工艺过程能达到预期的处理目标，操作管理人员具有十分重要的作用。同样的处理设备由于操作人员的不同可能产生不同的效果。因此在工艺选择时，应尽量选择符合当地习惯和使用要求的净水工艺。（6）场地的建设条件：不同处理工艺对于占地或地基承载力、抗浮等会有不同的要求，因此在工艺选择时还应结合建设场地可能提供的条件进行综合考虑。有些处理工艺与气候关系密切，在其选用时还应充分注意当地的气候条件。（7）今后可能的发展：随着水质要求的提高，或者原水水质的变化，可能会对今后给水工艺提出新的要求，因此选择的工艺要求对今后的发展具有较大的适应性。（8）经济条件：经济条件是工艺选择中一个十分重要的因素。有些工艺虽然对提高水质具有较好的效果，但由于投资较大或运行费用较高而难以被接受。4.2 净水工艺选择（1）化学成分不超标的原水1）水质良好的地下水可只进行消毒处理。2）南方山丘区的小型规模化集中供水工程，以山溪水或高位水库为水源时，可根据原水浊度及变化情况选择“预沉粗滤慢滤”等组合净水工艺。3）地表水浊度长期不超过20NTU、瞬间不超过60NTU时，可采用微絮凝接触过滤或微絮凝超滤膜净水工艺。4）地表水浊度长期不超过500NTU、瞬间不超过1000NTU时，可采用“混凝沉淀过滤”或“混凝沉淀超滤膜过滤”净水工艺。5）地表水含沙量变化较大或浊度经常超过500NTU时，宜在常规净水工艺前增设预沉池。6）地表水季节性浊度变化较大时宜设沉淀池超越管，水质较好时可超越沉淀池进行微絮凝过滤。（2）微污染原水1）原水在短时间内含有较高浓度溶解性有机物、有异臭异味或存在污染风险时，可增加粉末活性炭吸附工艺作为应急处理措施。2）水源污染较轻时，可采用滤前化学预氧化。3）水源污染较严重，有适宜地形条件时，可采用人工湿地处理；规模较大工程可采用生物预处理池处理。4）已污染的地表水源以及存在污染威胁的地表水源，有条件时宜在常规过滤后，设颗粒活性炭吸附池进行深度处理。5）藻类含量较高的原水可在常规净水工艺中增加气浮工艺。（3）劣质地下水、苦咸水1）地下水除铁：当水中二价铁易被空气氧化时，宜采用曝气氧化法；当受硅酸盐影响或水中的二价铁空气氧化较慢时，宜采用接触氧化法。2）地下水除铁除锰：当原水含铁量低于2.05.0mg/L（北方采用2.0 mg/L，南方采用5.0mg/L）、含锰量低于1.5mg/L时，可采用“原水曝气单级过滤除铁除锰”；当原水含铁量或含锰量超过上述数值且二价铁易被空气氧化时，可采用“原水曝气一级过滤除铁二级过滤除锰”；当除铁受硅酸盐影响或二价铁空气氧化较慢时，可采用“原水氧化一级过滤除铁曝气二级过滤除锰”。3）地下水除氟：可采用反渗透法、吸附法、混凝沉淀法等工艺。4）地下水除砷：可采用吸附过滤法。5）硬度超标的地下水：可采用离子交换法。6）苦咸水脱盐：可采用反渗透法、电渗析法。4.3 净水设施型式（1）供水规模大于等于1000m3/d的工程，宜采用钢筋混凝土构筑物型式。（2）供水规模小于1000m3/d的工程，当原水（或经过预沉后）浊度较低且变化较小时，可采用一体化净水设备。1）原水浊度长期不超过500NTU、瞬间不超过1000NTU时，可选择将絮凝、沉淀、过滤等工艺组合在一起的一体化净水设备。2）原水浊度长期不超过20NTU、瞬间不超过60NTU时，可选择接触过滤工艺的净水设备。（3）超滤膜饮用水净化多采用“内压管式”和“外压浸没”超滤膜组件。1）“内压管式”超滤膜组件：原水浊度长期不超过20NTU、瞬间不超过60NTU时，可只在膜前设“加药混合微絮凝”预处理措施；原水浊度长期超过20NTU时，宜在膜前设“加药混合絮凝沉淀”预处理措施。2）“外压浸没”超滤膜组件：原水浊度长期不超过50NTU、瞬间不超过200NTU时，可只在膜前设“加药混合絮凝”预处理措施；原水浊度长期超过50NTU时，宜在膜前设“加药混合絮凝沉淀”预处理措施。3）有机物、铁、锰超标的原水应进行氧化处理后方可进入超滤膜过滤。5 消毒饮用水消毒十分重要，目的是杀灭出厂水中的病原微生物并防止配水过程中的二次污染。然而由于认识、技术、设备、管理等原因，消毒一直是农村供水的薄弱环节。消毒技术及设备选择不当是目前农村供水工程消毒效果不佳的问题所在。分析原因：一是工程设计单位未对选用的消毒技术及设备类型进行充分论证；二是设备生产企业片面宣传和推销一定程度上误导了采购者；三是工程建设单位未掌握适宜农村供水的消毒技术，设备采购过程中未对消毒设备生产企业的资质、技术实力进行充分考察比选，不清楚消毒设备的产品标准和衡量设备优劣性的性能指标，缺乏入场设备的性能检验。5.1 适宜规模化集中供水工程消毒的技术及设备目前应用较为广泛的消毒技术有四类，包括：氯消毒（液氯、次氯酸钠、次氯酸钙等）、二氧化氯消毒、紫外线消毒和臭氧消毒。表4-1 消毒技术剂设备比较5.2消毒技术及设备选择考虑的主要因素（1）制取工艺是否简单方便，原料购置是否方便。（2）是否具备好的消毒效果，能适应一定的水质条件变化，且有一定持续消毒能力。（3）消毒设备及运行成本是否可接受。（4）消毒剂投加量是否易控制，消毒剂余量是否易检测以评判消毒效果。（5）原料及产物的运输、储存是否安全。事实上，目前尚无任何一种消毒技术在以上五方面同时具备优势。这就需要结合供水工程特点（水源类型、原水水质特点、供水规模、管网条件、管理水平等）和各种消毒技术的适用条件和优缺点（原料购买方便程度、运行成本等），进行技术经济综合比较，客观评价筛选适宜的消毒技术及设备。5.3消毒技术及设备选择建议供水规模200 m3/d以上的集中供水工程优先选择次氯酸钠或二氧化氯消毒技术及设备，以保证管网末梢消毒效果达标。（1）原水水质较好、pH 值不超过8.0时，可选择次氯酸钠消毒技术。如方便采购到商品次氯酸钠溶液，可优先采用次氯酸钠溶液投加装置，简便实用。否则，可选用现场发生制取次氯酸钠溶液的次氯酸钠发生器， 其原料是食盐，价格低，采购方便，且运行成本低。（2）原水pH 值超过8.0，或水质较差、需要氧化处理时，可选择二氧化氯消毒技术。中小型农村供水工程优先选用二元法高纯型二氧化氯发生器，主要具有设备内部结构简单、反应无需加热、产物纯度高的优点；对于规模较大的农村供水工程，可选用产品性能好、运行成本相对较低的复合型二氧化氯发生器或三元法高纯型二氧化氯发生器。建议购置消毒设备时由供应厂家向供水工程提供原料或稳定可靠的原料采购渠道。（3）规模较小的水厂，条件有限时，也可采用次氯酸钙及其投加装置。6 输配水管网6.1输水线路布置基本要求（1）原水管道可按单管布置。规模较大的集中供水工程，有条件时宜按双管布置。（2）整个供水系统布局要合理，充分考虑节能。平原区，主管道应以较短的长度控制各个用水村镇；山丘区，充分利用地形重力流输水。（3）可根据地形、地质条件、供水特点、供水范围及分布、管理条件等因素，合理布置高位水池、水塔等调节构筑物。（4）尽量缩短线路长度，满足管道地埋要求，尽量沿现有或规划道路敷设。（5）避开不良地质、污染和腐蚀性地段，无法避开时应采取防护措施。（6）避免急转弯、较大的起伏、减少穿越铁路、公路、河流等障碍物。（7）施工、运行和维护方便。（8）少拆迁房屋、少占农田、少损毁植被、保护环境。（9）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或减压设施。（10）在管道凸起点，应设空气阀。在管道低凹处，应设泄水阀。（11）输水干管上分段或在支管接出点下游设检修控制阀。（12）考虑近、远期结合，预