农村集中供水工艺设计课件

农村集中供水工艺设计农村集中供水工艺设计1农村供水与城市供水相比，具有以下特点：用水点分散，用水量小，农村饮水工程供水规模较小，多在500m3/d以下，且很分散。(2)以生活饮用水为主，其它用水较少。(3)用水时间集中，时变化系数较大，可达城市供水时变化系数的2～3倍，可间歇供水。(4)管理难度大，经营较困难。(5)由于农村水厂规模一般较小，水厂多采取间歇运行，调节构筑物的容积较大。(6)农村供水的专业技术人员比较缺乏，尤其是缺水厂运行管理技术人员，不能很好地掌握水厂的生产规律，及时发现和解决生产中出现的问题。农村供水与城市供水相比，具有以下特点：用水点分散，用水量小2村镇供水工程的基本流程框图

水源取水输送水处理厂输送

(第一级泵站)(输水管)

(第二级泵站)(输水管)

配水管网入户管用户

(户外)

村镇集中供水工程的组成

村镇供水工程的基本流程框图村镇集中供水工程的组成3

首先应估算用水量和给水系统中各单项工程设计流量，制定给水系统的组成。取水工程:研究水源的选择—选择水源品种,确定取水位置;取用天然水的正确方法和构筑物．给水处理：研究在不同的天然水水质和不同的用户对水质的要求，用相应的构筑物把天然水处理成合乎要求的水．输水管和配水管网：在安全经济的条件下，如何把原水输送到水处理厂－－配水管网－－向用户供水．首先应估算用水量和给水系统中各单项工程设计流量，制定给水系4做好前期工作取得可靠的基本资料调查。调查水资源、人口、当地生活水平及用水量、饮水不安全问题、牲畜养殖场数量及用水量、地方病、污染、经济结构及规模、电力、交通、建筑材料等。勘察。勘察水文、地形、地质情况。收集情况。收集国民经济发展、洪水、干旱、冰情、潮汐、咸水入侵情况。化验。化验水质情况。做好前期工作取得可靠的基本资料调查。调查水资源、人口、当地生5设计报告的主要内容综合说明基本情况(水文、地质）工程任务和规模取水构筑物设计泵站设计调节构筑物设计水厂总体设计净水设计输配水设计消防设计施工组织设计淹没处理及永久占地环境保护设计工程管理设计设计概算经济评价结论及今后工作意见附件设计报告的主要内容综合说明消防设计6确定工程设计年限、设计水平年和设计基准年。设计年限宜为10~15年。

设计年限确定工程设计年限、设计水平年和设计基准年。设计年限宜为10~7水量：用水情况和用水水平水质：外观无色透明、无臭、无味、不含致病微生物以及其他有害健康的物质,符合«生活饮用水卫生标准»。水压：生活用水管网任何一点都一定有压。为了供应用户用水,生活用水管网必须保证一定的水压,通常叫做自由水压,即为从地面算起的最小水压,其值由给水区内的建筑物层数确定:单层建筑物为5～10m,二层为10～12m,二层以上每加一层增加3.5～4m。水量：用水情况和用水水平8供水范围和供水方式根据当地发展规划合理确定供水范围和主要供水对象。联片集中供水、单村或单镇供水、管网延伸供水有地形条件时，宜选择重力流方式供水应按供水到户设计受条件限制时，可定时供水（Ⅳ型、Ⅴ型）、分压供水、分质供水供水范围和供水方式根据当地发展规划合理确定供水范围和主要供水9设计保证率供水保证率：供水保证率不低于95%为安全，不低于90%为基本安全。取水保证率：干旱年枯水期设计取水量保证率，严重缺水地区不低于90%，其他地区不低于95%。设计保证率10１、Ⅰ～Ⅲ型供水工程主要构筑物按20～30a一遇洪水设计、50～100a一遇洪水校核；Ⅳ型、Ⅴ型供水工程主要构筑物按10～20a一遇洪水设计、30～50a一遇洪水校核。２、Ⅰ～Ⅲ型供水工程按本地区抗震设防烈度提高１度采取抗震措施；Ⅳ型、Ⅴ型供水工程按本地区抗震设防烈度采取抗震措施。防洪和抗震１、Ⅰ～Ⅲ型供水工程主要构筑物按20～30a一遇洪水设计、511１.我国的水资源情况1）.人均淡水资源占有量低2）.水资源短缺3）.水资源污染严重资源型缺水污染型缺水管理型缺水一.水源１.我国的水资源情况资源型缺水一.水源12２．水源水质

悬浮物：尺寸较大，易于在水中下沉或上浮．胶体：尺寸很小，在水中长期静置也很难下沉．水中存在的胶体通常有粘土、某些细菌及病毒、腐殖质及蛋白质、有机高分子等．悬浮物和胶体是使水产生混浊现象的根源，是饮用水处理的主要去除对象．溶解物：包括无机物和有机物两类．有毒、有害无机溶解杂质及溶解的有机物也是饮用水处理的重点去除对象．２．水源水质133、给水水源分类及其特点给水水源地下水源泉水自流水（承压地下水）潜水（无压地下水）地表水源江、河湖泊、水库水山溪水、塘水雨水海水3、给水水源分类及其特点给水水源地下水源泉水自流水（承压地下14(1).地下水源的特点1）水质澄清、不浑浊，成无色状态；2）水温稳定，变化小，一般在4～5℃;3）分布面广、储存形式呈片状、便于选择取水点；4）不易受地表生物活动的污染；5）含矿物成分多，含量高，矿化度和硬度大；6）径流量/取水量低。(1).地下水源的特点15(2).地表水源的特点1）混浊度高，尤其表现在洪水期；2）水温变幅大；3）容易受到地表生物活动的污染；4）有机物和细菌含量高、有时还有较高的色度；5）径流量大，但洪、枯季节水位水量差异大；6）含矿物质较少，矿化度和硬度低、含锰铁量低。(2).地表水源的特点161).潜水潜水是处于地表以下第一个连续分布的隔水层以上，具有自由表面的地下水。1).潜水172).承压水承压水是处于两个连续分布的隔水层之间或构造断层及不规则裂隙中，具有一定水头压力的地下水。有时可形成自流。3).泉水泉水是地下水涌出地表的天然水点。2).承压水184、给水水源选择及水源的合理利用原则：1.所选水源应水质良好，水量充沛，便于防护；选择地下水为给水水源时，开采的水量应低于含水层的允许开采量。选择地表水为给水水源时，其枯水期的保证率不得低于设计取水量保证率。2.符合卫生要求的地下水，应优先作为饮用水源取用顺序：泉水——承压水——潜水人工回灌３.在有条件的地方，应尽量以山泉或地势较高的水库水为水源，可以靠重力输水。山泉水一般无须净化，且不易受污染。4、给水水源选择及水源的合理利用19

水源选择应通过技术经济比较后综合考虑确定。存在多种水源时，选择水源一般按以下顺序选择：⑴可直接饮用或经消毒等简单处理后即可饮用的水源，如泉水、深层地下水、浅层地下水、山溪水、无污染的洁净水库水、和无污染的洁净湖水；⑵经常规净化后即可饮用的水源，如江、河水、受轻微污染的水库水及湖泊水等；⑶便于开采，但需经特殊净化后方可饮用的地下水源，如含铁（锰）量超过《生活饮用水卫生标准》的地下水水源、高氟水源。⑷需进行深度处理的地表水；水源选择应通过技术经济比较后综合考虑确定。存在多种水源20二、设计用水量及各系统设计流量的确定设计供水规模按设计水平年的用水量确定设计用水量的组成1.生活用水量；2.畜禽饲养用水量；3.企业用水量和公共建筑用水量；4.消防用水量；5.浇洒道路和绿地用水；6.未预计水量及管网漏失水量。二、设计用水量及各系统设计流量的确定设计供水规模按设计水平21

确定供水规模时，应综合考虑现状用水量、用水条件及其设计年限内的发展变化、水源条件、制水成本、已有供水能力、当地用水定额标准和类似工程的供水情况。

对于联片集中供水工程的供水规模，应分别计算供水范围内各村、镇的最高日用水量。确定供水规模时，应综合考虑现状用水量、用水条件及其设计22

1.居民最高日生活用水量按下列公式计算：W

=Pqf/1000

其中：P=P0（1+γ）n+P1

式中W

—最高日生活用水量，m3/d；

P

—设计水平年用水人数，人；

P0—设计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。在设计中P0对那些户籍虽在本地，但常年在外务工或工作的人员不应计入。

1.居民最高日生活用水量按下列公式计算：23

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；

P1—设计年限内人口的机械增长总数。根据各村镇的人口规划以及近年流动人口和户籍迁移人口的变化情况按平均增长法确定，人；

q—最高日生活用水量定额，L/人·d。可按《村镇供水工程技术规范》中的《最高日居民生活用水定额》表确定；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24

2.公共建筑用水量农村公共建筑主要指学校、机关、医院、饭店、旅馆、公共浴室、洗车场、商店等，根据其性质、规模及其用水定额确定用水量。

条件好的村镇，应按《建筑给水排水设计规范》（GBJ15）确定公共建筑用水定额；条件一般或较差的村镇，可根据具体情况对规范GBJ15中的公共建筑用水定额适当折减，一般可按照15～25L/d·人计算。

缺乏资料时，公共建筑用水量可按居民生活用水量的5%～25%估算，其中村庄为5%～10%，集镇为10%～15%，建制镇为10%～25%,其中无学校的村庄不计此项。2.公共建筑用水量25

3.牲畜用水量。农户散养牲畜、家禽不计用水量。对于专业养殖场,应根据畜禽饲养方式、种类、数量、用水现状和近期发展计划，根据《村镇供水工程技术规范》,参照工程所在地实际用水情况确定。3.牲畜用水量。农户散养牲畜、家禽不计用水量。对于专26

4.企业用水量。企业生产用水量，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。

5.消防用水量。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。允许短时间中断供水的村镇，当上述用水量之和高于消防用水量时，确定供水规模可不单列消防用水量。规模较小的村组供水工程及分散供水工程，可不考虑消防用水。4.企业用水量。企业生产用水量，应根据企业类型、规模、27

6.浇洒道路和绿地用水量。一般可不计此项。对于经济条件较好或规模较大的集镇可根据需要适当考虑。

7.管网漏失水量和未预见水量。宜按上述用水量之和的15%～25%取值，村庄取较低值、规模较大的集镇取较高值。

8.水厂自用水量。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。

6.浇洒道路和绿地用水量。一般可不计此项。对于经济条28

最高日用水量应为居民生活用水量、公共建筑用水量、畜禽饲养用水量、企业用水量、管网漏失水量和其它未预见用水量之和。

最高日用水量应为居民生活用水量、公共建筑用水量、畜29在确定供水规模后正确划分工程类型工程类型ⅠⅡⅢⅣⅤ供水规模W（m3/d)W＞1000010000≥W＞50005000≥W＞10001000≥W≥200W＜200在确定供水规模后正确划分工程类型工程类型ⅠⅡⅢⅣⅤ供水规模W30

最高日用水量：设计年限内一年中用水量最大一日的用水量日变化系数：Kd=最高日用水量/年平均日用水量

Kd

变化在1.3～1.6之间最高日最大时用水量：用水量最大的一天中最大一小时的用水量时变化系数Kh

：Kh=最高日最大时用水量/最高日平均时用水量

Kh

通常变化在1.6～3.0之间

最高日用水量：设计年限内一年中用水量最大一日的用水量31给水系统中所有构筑物都按最高日用水量计算。给水系统的设计基础：最高日用水量Qd1、以地表水作为水源设计流量：QI=αQd/T(m³/h)

α:水厂自用水量系数（生产用水）α=1.05～1.10

T:一天内运行时间（小时）；大型水厂T=24小时。水厂工作时间长，设计流量↓，规模↓，节省投资。农村水厂因用水需求小，可考虑不连续工作，视具体情况而定。取水构筑物一级泵站水厂给水系统中所有构筑物都按最高日用水量计算。取水构筑物322、以地下水作为水源设计流量：QI=αQd/T(m³/h)α:水厂自用水系数α=1.0或α=1.05～1.10。如果地下水水质良好，符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）的要求，经消毒即可时，水厂本身用水量为零，α取1.0；若地下水水质不符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）的要求，需进行处理时，水厂自用水系数根据所采用的处理工艺确定，取值范围为α=1.05～1.10。

T:一天内运行时间（小时）2、以地下水作为水源33结论：取水构筑物、一级泵站和水厂等按用水量的最高日平均时流量计算。注意：水厂一天工作时间主要由水厂规模、取水方式等因素确定。由于农村饮水工程供水量较小，可考虑一班或两班制运转。因此，自流引水工程净水厂按全天运行，泵站扬水工程净水厂运行时间可按8～16h来考虑。对集中供水工程的管网供水系统一般应按全日制供水设计.

农村集中供水工艺设计课件34其计算流量按照用水量变化曲线和二级泵站工作曲线确定。二级泵站、水塔（高地水池）、管网1.管网不设水塔时工况：二级泵站供水量等于管网用水量，任何小时的供水量都应等于用水量。二级泵站

管网

输水管清水池其计算流量按照用水量变化曲线和二级泵站工作曲线确定。二级泵站35结论：设计流量应满足二级泵站：最高日最高时用水量输水管：最高日最高时用水量管网：最高日最高时用水量要求：①清水池作为调节构筑物，容积应足够大；②泵站内设计麻烦，需考虑水泵大小搭配，以适应每小时的用水量变化，并保证水泵在高效范围内运转。结论：设计流量应满足36管网中设网前水塔二级泵站：分级工作管网：最高日最高时用水量输水管(泵站—水塔）：水泵最大一级供水量二级泵站

管网

输水管水塔清水池管网中设网前水塔二级泵站管网输水管水塔清水池37三、调节构筑物---清水池和水塔农村水厂由于规模小，且考虑到管理与停电等因素，某些水厂或泵房采用间歇式运行方式，因此一般情况下均要设置水量调节构筑物。

1、作用：清水池：调节一级、二级泵站供水量的差额水塔：调节二级泵站供水量和管网用水量之间的差额2、调节容积：等于一天内累计贮存的水量或累计取用的水量。三、调节构筑物---清水池和水塔38有效容积计算：①有可靠电源的工程，清水池和高位水池一般按最高日用水量的20%～40%设计，水塔按最高日用水量的10%～20%设计；②同时设置清水池和高位水池时，清水池按最高日用水量的20%～30%设计，高位水池按最高日用水量的20%～60%设计；同时设置清水池和水塔时，清水池按最高日用水量的20%～30%设计，水塔按最高日用水量的10%～20%设计；有效容积计算：39③向净水设施提供冲洗用水的调节构筑物，其有效容积按最高日用水量的5%～8%增加水厂自用水量；④在供电保证率低的地区，应适当加大调节构筑物。设计日供水规模大于200m3/d的，其有效容积按最高日用水量的40%～60%设计；设计日供水规模小于200m3/d的，其有效容积按最高日用水量的50%～100%设计；⑤对运行时间为6～16小时的水厂，清水池调节容积可取较高值。

③向净水设施提供冲洗用水的调节构筑物，其有效容积按最高日40清水池1.形式：圆形、矩形2.管道：(1).进水管管径按最高日工作时用水量计算，管口应在池内平均水位以下。(2).出水管管径按最高日最高时用水量计算。一般采用水泵吸水管直接弯入池底集水坑吸水。(3).溢流管管径一般与进水管相同。管端为喇叭口，并与池内最高水位持平。池外出水管应设网罩，管道出口不得装阀门。当溢流管出口经常处于排水位以下时，可设置溢流井排水。清水池41(4).排水管管径可按2h内池中水泄空计算。但最小管径不得小于100mm，管底应与集水坑底持平。如清水池埋深较大，排水有困难时，可在池外设排水井，用潜水泵从井内抽排。为了便于排空池水，池底应有一定的坡度，坡向集水坑。(5).通气管及人孔池顶设通气管，管径一般为100～200mm，进气孔一般高出覆土1m，出气孔高出覆土1.5m。同时设人孔，孔径一般为700mm，并沿池壁设铁爬梯。池顶覆土厚度一般为300mm；若室外平均气温为-10～30℃，则覆土厚度为700mm。在地下水位比较高的地区，覆土厚度应满足抵抗浮力的要求。(4).排水管42农村集中供水工艺设计课件43农村集中供水工艺设计课件44农村集中供水工艺设计课件45水塔1.形式—水塔平面形状通常做成圆筒形，直径∶高＝1～0.5

2.水塔设置的管道进水管出水管排水管溢流管——不设阀门水塔46有效容积：

W=W1+W2W：有效容积，m3W1:调节容积，m3W2：消防贮水量，m3，W2=nqxtn：同时发生火灾次数

qx：一次火灾室内消防用水量

t：火灾延续时间，10min有效容积：47四、地下水取水构筑物分类四、地下水取水构筑物分类48

管井

大口井

复合井管井大口井复合井49

渗渠

辐射井渗渠辐射井50管井构造、施工和管理一、管井构造管井：因其井壁和含水层进水部分均为管状而得名，通常用凿井机械开凿，俗称机井。

完整井非完整井管井构造：井室井壁管过滤器沉淀管——过滤器是否贯穿整个含水层管井构造、施工和管理一、管井构造——过滤器是否贯穿整个含水层51农村集中供水工艺设计课件52农村集中供水工艺设计课件53（一）井室作用：1.安放各种设备

2.进行维护管理的场所

3.保护井口使井水免受污染管井中的抽水设备深井泵深井潜水泵卧式水泵——由井的出水量、动水位、静水位和井的构造来确定（井径、井深）（一）井室——由井的出水量、动水位、静水位和井的54井室结构：深井泵房——泵体和扬水管安装在管井内，泵座和电动机安装在井室内；深井潜水泵房——水泵和电动机安装在管井内，控制设备安装在井室内；卧式泵房——水泵和电动机安装在井室内；地面式——便于维护管理，防水、防潮、通风、采光条件好；地下式——便于总体规划，噪声小，防冻条件好。井室结构：55（二）井壁管1.作用：加固井壁；隔离水质不良或水头较低的含水层；保证施工时，竖直钻孔方向2.材质：1）钢管：适用的井深范围不受限制2）铸铁管：适用的井深＜250m3）钢筋混凝土管、塑料管：适用井深＜150m（二）井壁管1）钢管：适用的井深范围不受限制56（三）过滤器1.作用：集水保持填砾与含水层的稳定防止漏砂和堵塞

——过滤器是管井最重要的组成部分2.基本要求足够的强度和抗蚀性良好的透水性保持人工填砾和含水层的渗透稳定性

（三）过滤器573.几种常用的过滤器1）钢筋骨架过滤器——一般仅用于不稳定的裂隙岩、砂岩或砾岩含水层，主要用作其它形式过滤器的骨架2）圆孔、条孔过滤器——更多的是作为其他过滤器的骨架3）缠丝过滤器，包网过滤器金属丝：抗蚀性要求高非金属丝：抗蚀性强3.几种常用的过滤器584）填砾过滤器——适于各种含水层，以上述各种过滤器作为骨架，围填以与含水层颗粒组成有一定级配关系的砾石层，统称为填砾过滤器。天然反滤层人工反滤层过滤器天然反滤层4）填砾过滤器过滤器天然反滤层59反滤层作用：(人工反滤层）保持含水层的渗透稳定性——截留骨架颗粒提高过滤器的透水性改善管井的工作性能提高管井单位出水量延长使用年限填砾粒径与含水层粒径比：保持过滤器四周为粗颗粒，空隙大，故进水面积大，水头损失小反滤层作用：(人工反滤层）保持过滤器四周为粗颗粒，空隙大，故60填砾厚度：填砾高度：超过过滤器顶8～10m，防止管井下沉后出现不对应现象砾石、粗砂、卵石含水层：75~100mm细粉砂：100~150mm填砾厚度：砾石、粗砂、卵石含水层：75~100mm61不同含水层适用过滤器类型不同含水层适用过滤器类型62（四）沉淀管作用：用以沉淀进入井内的细小砂粒和自地下水中析出的沉淀物长度：2～10m井深＜20m，沉淀管长2m井深＞90m，沉淀管长10m

（四）沉淀管井深＜20m，沉淀管长2m63大口井：大口井是广泛应用的开采浅层地下水的取水设施。常用井径为1～3m，单井出水量为500～5000方/d，使用年限一般为10～20年。大口井适用于潜水、承压水，含水层厚度5～10ｍ、且埋深在10ｍ以内的地下水。井深≤15m。完整井只有井壁进水，适用于颗粒粗、厚度薄(5～8m)、埋深浅的含水层。含水层厚度较大(＞10m)时，应做成非完整井。大口井：64大口井具有出水量稳定、造价低、施工方便等优点，所以被很多地方所采用。大口井适用于潜流水丰富的河床、河漫滩及一级台地、干枯河床、古河道等含水层。大口井具有出水量稳定、造价低、施工方便等优点，所以被很多地方65(1).大口井的组成与适用条件大口井适用于潜水、承压水，含水层厚度5～10ｍ、且埋深在10ｍ以内的地下水。大口井主要由井口、井筒、进水部分三部分组成。(1).大口井的组成与适用条件66（1）井筒井简通常用钢筋混凝土浇注或用砖、石、预制混凝土块、预制钢筋混凝土圈砌筑而成，用以加固井壁，防止井壁坍塌及隔离水质不良的含水层。大口井的外形有圆筒形、截头圆锥形、阶梯圆筒形等，常用的为圆型。圆型井筒的优点是：在施工中易于保证垂直下沉；受力条件好，节省材料；对周围土层扰动程度较轻，有利于进水。但圆筒形片筒紧贴土层、下沉摩擦力较大。（1）井筒67(2)井口井口为大口井露出地表的部分。为了避免地面污水从井口或沿井外壁侵入含水层而污染地下水，影响给水水质，井口应高出地表0.5m，并在井口周围设置宽为1.5m的排水坡。

(2)井口68(3).进水部分

进水部分：井壁进水孔有水平孔与斜形孔两种型式。大口井混凝土井壁宜采用直径为50～100mm圆形进水孔。

大口井进水段井壁孔隙率宜按15～20%设计。(3).进水部分69五、地表水取水构筑物按水源分：河流、湖泊、水库、海水取水构筑物活动式：浮船式、缆车式按构造形式不同固定式：岸边式、河床式、斗槽式五、地表水取水构筑物按水源分：河流、湖泊、水库、海水取水构筑70一、江河的径流特征1.江河的水位和流量的特征——径流变化规律是取水构筑物设计的重要依据水位流量流速设计最高水位：按设计防洪标准设计设计最低水位：水源情况供水重要性按保证率90~97%的枯水位确定一、江河的径流特征水位设计最高水位：按设计防洪标准设计按保证71

地表水取水构筑物的设计最高水位，—般按设计防洪标准确定。设计枯水位和设计枯水流量的设计频率，应根据水源情况和供水重要性选定。当地表水作为城镇供水水源时．其设计枯水位和设计枯水流量的保证率，一般可采用90％～97％,严重缺水地区不低于90%,其他地区不低于95%；当地表水作为工业企业供水水源时，其设计枯水流量的保证率应技行有关部门的规定选取。地表水取水构筑物的设计最高水位，—般按设计防洪标准确72

意义：江河取水构筑物位置的选择是否恰当，直接影响取水的水质和水量、取水的安全可靠性、投资、施工、运行管理以及河流的综合利用。要求：深入现场调查研究，根据取水河段的水文、地形、地质、卫生等条件，全面分析，综合考虑，提出几个可能的取水位置方案，进行技术经济比较，从中选择最优的方案。江河取水构筑物位置的选择：意义：江河取水构筑物位置的选择是否恰当，直接影响取水73(1)设在水质较好地点为避免污染，取水构筑物宜位于上游的清洁河段，在污水排放口的上游100～150m以上；取水构筑物应避开河流中的回流区和死水区，以减少进水中的泥沙和漂浮物；污水灌溉农田、农作物施加杀虫剂等都可能污染水源，也应予以注意。(1)设在水质较好地点74(2)具有稳定河床和河岸，靠近主流，有足够的水深在弯曲河段上，取水构筑物位置宜设在河流的凹岸；如果在凸岸的起点，主流尚未偏离时，或在凸岸的起点或终点；主流虽已偏离，但离岸不远有不淤积的深槽时，仍可设置取水构筑物。在顺直河段上，取水构筑物位置宜设在河床稳定、深槽主流近岸处，通常也就是河流较窄、流速较大，水较深的地点，在取水构筑物处的水深一般要求不小于2.5～3.Om。(2)具有稳定河床和河岸，靠近主流，有足够的水深75(3)具有良好的地质、地形及施工条件取水构筑物应设在地质构造稳定、承载力高的地基上；取水构筑物不宜设在有宽广河漫滩的地方，以免进水管过长；选择取水构筑物位置时，要尽量考虑到施工条件，除要求交通运输方便，有足够的施工场地外，还要尽量减少土石方量和水下工程量，以节省投资，缩短工期。(3)具有良好的地质、地形及施工条件76(4)靠近主要用水地区取水构筑物位置选择应与工业布局和城市规划相适应，全面考虑整个给水系统的合理布置。在保证取水安全的前提下，取水构筑物应尽可能靠近主要用水地区，以缩短输水管线的长度，减少输水管的投资和输水电费。此外，输水管的敷设应尽量减少穿过天然或人工障碍物。(4)靠近主要用水地区77(5)注意人工构筑物或天然障碍物取水构筑物应避开桥前水流滞缓段和桥后冲刷、落淤段，一般设在桥前0.5～1.0km或桥后1.0km以外；取水构筑物与丁坝同岸时，应设在丁坝上游，与坝前浅滩起点相距一定距离处，也可设在丁坝的对岸；拦河坝上游流速减缓，泥沙易于淤积，闸坝泄洪或排沙时，下游产生冲刷泥沙增多，取水构筑物宜设在其影响范围以外的地段。(5)注意人工构筑物或天然障碍物78(6)应与河流的综合利用相适应选择取水构筑物位置时，应结合河流的综合利用，如航运、灌溉、排洪、水力发电等，全面考虑，统筹安排。在通航河流上设置取水构筑物时，应不影响航船通行，必要时应按照航道部门的要求设置航标；应注意了解河流上下游近远期内拟建的各种水工构筑物和整治规划对取水构筑物可能产生的影响。(6)应与河流的综合利用相适应79

固定式取水构筑物与活动式取水构筑物相比具有取水可靠，维护管理简单，适应范围广等优点，但投资较大，水下工程量较大，施工期长，在水源水位变幅较大时尤其突出。固定式取水构筑物设计时应考虑远期发展的需要，土建工程一般按远期设计，一次建成，水泵机组设备可分期安装。

江河固定式取水构筑物固定式取水构筑物与活动式取水构筑物相比具有取水可靠，80采用岸边式取水一般应符合如下条件(1)河水主流靠近取水岸，或靠取水岸有稳定的主流深槽，即岸边有足够的水深，能保证在最低水位时也可安全取水。(2)具有稳定的河床和河岸，避免取水构筑物建成后，改变主流位置，而使取水地段产生淤积。(3)岸边为地质条件较好的陡坡，如岩石陡坡，这样，取水构筑物设在陡岸可减少连接堤岸的工程量，同时岸堤对河流水力条件影响较小，不致引起河床变形。

(4)在水位变幅大，特别是急涨快落且流速大的取水河段上，采用竖井式岸边取水构筑物，具有管理操作方便、取水安全可靠等优点。(5)水中泥沙、漂浮物和冰凌较严重的河流上不适宜采用自流管取水时。采用岸边式取水一般应符合如下条件(1)河水主流靠近取水岸，或81一、岸边式取水构筑物适用条件：岸边较陡，主流近岸，岸边有足够的水深，水质、地质条件较好，水位变幅不大由进水间、泵房组成（一）岸边式取水构筑物的基本形式合建式——进水间与泵房合建分建式——进水间与泵房分建一、岸边式取水构筑物821.合建式特点：进水间与泵房合建，设备布置紧凑，总建筑面积小，吸水管较短，运行安全，维护方便。土建结构复杂，施工较困难。1.合建式83

合建式岸边取水构筑物进水间与泵房合建，水经进水孔进入进水室，再经格网进入吸水室，然后由水泵抽送至水厂或用户。进水孔上的格栅用以拦截水中粗大的漂浮物。进水间中的格网用以拦截水中细小的漂浮物。

合建式的优点是布置紧凑，占地面积小，水泵吸水管路短，运行安全，管理维护方便；缺点是土建结构复杂，施工较困难。只有在岸边水深较大，河岸较陡，同时河岸地质条件良好的地方以及水位变幅和流速较大的河流才可采用。合建式岸边取水构筑物进水间与泵房合建，水经进水孔进入84农村集中供水工艺设计课件85

(1)基础呈阶梯布置的合建式岸边取水构筑物在河岸地质情况较好(岸边为基岩)的条件下才可采用这种布置形式，以保证不致因进水间与水泵间的基础标高不同而引起构筑物的不均匀沉陷。由于进水间与水泵间的底部标高不同，可减小泵房的建筑高度，节省土建投资，便于施工。但在枯水期低水位时，水泵不能自灌引水需采用抽真空方式或灌注压力水引水方式，对运行管理不方便。(1)基础呈阶梯布置的合建式岸边取水构筑物86农村集中供水工艺设计课件87(2)基础呈水平布置的合建式岸边取水构筑物进水间与水泵间的底在同一标高上。在岸边地质条件较差，不宜作阶梯形基础布置时采用这种形式。这种形式的取水构筑物多用卧式泵，安装在最低设计水位以下，使水泵自灌引水启动，运行管理方便。但由于水泵间高度大，建筑面积(包括相应的进水间面积)也较大，因而造价较高，检修不便，水泵间通风条件较差。(2)基础呈水平布置的合建式岸边取水构筑物88农村集中供水工艺设计课件892、分建式岸边取水构筑物

适用条件：靠近取水岸，水深岸陡，水位变幅较小，河床与河岸较稳定，河岸地质条件较差。采用分建式岸边取水构筑物时，在地形及地质条件允许的情况下，应尽可能缩短水泵房与进水构筑物之间的距离。如受地形及地质的自然条件限制，则要采取必要的结构措施，缩短其间距，减短水泵吸水管路，有利于维护管理和增加运行的安全性。与合建式岸边取水构筑物形式相比，分建式取水构筑物显然水泵吸水管长，水泵启动所需时间较长，吸水管或吸水底阀漏水时，检修困难。2、分建式岸边取水构筑物90总的来看，合建式比分建式较为优越。在地质和施工条件许可下，尤其是对于取水量大，保水安全性要求较高的取水工程，应尽可能采用合建式。但在地质条件差，且施工技术力量薄弱，施工条件差，对水下施工有困难的情况下，宣采用分建式。合建式与分建式比较总的来看，合建式比分建式较为优越。在地质和施工条件许可下，尤91（二）、岸边式取水构筑物的构造和计算1.进水间进水室吸水室进水孔水位变幅＞6m，双层取水口上、下层取水口的水位要求进水间分格，一般不少于两格吸水室：与泵房设计相同进水室外壁上设进水孔，孔侧设有格栅进水室与吸水室之间设平板格网进水室外壁上设进水孔，孔侧设有格栅92

在水位变幅大的河流，岸边式取水构筑物为了能在洪水位、常水位及枯水位均可取得含砂量较小的河水，一股在进水构筑物的外墙上设置两层或两层以上的进水孔。底层进水孔的下缘一般要高出河底0.5—1.0米．上缘宜低于设计最低水位0.50—1.0米。上层进水口的上缘则要求低于设计洪水位1.00一1.25米以下。为了截留水中粗大的悬浮杂质及漂浮物，须在进水口设置格栅。格栅栅条宽一般采用10毫米，栅条间距为30一50毫米。为了进一步截留水中的细小杂质，可在进水间与吸水间之间的纵向隔墙上设置滤网。在水位变幅大的河流，岸边式取水构筑物为了能在洪水位93（1）根据安全运行，检修和清洗、排泥等要求，进水室通常用隔墙分成可独立工作的若干分隔。（2）一般每一分隔布置一根进水管或一个进水孔口。（3）当河流水位变幅不大时，可采用单层进水孔口，当河流水位变幅超过6m时，可设置两层或三层进水孔，上层进水孔的上缘应在洪水位以下1.0m，下层进水孔的下缘至少应高出河底0.5m，其上缘至少应在设计量低水位以下0.3m。（4）当取水量大，采用轴流泵或混流泵取水时，进水室应结合水泵前池设计的要求进行设计，以免影响水泵效率。（5）进水孔的高宽比，宜尽量配合格栅和闸门的标准尺寸。（6）进水孔口前应设置格栅及阀门槽。

进水间设计要点（1）根据安全运行，检修和清洗、排泥等要求，进水室通常用隔墙94岸边式取水泵房的设汁特点

(1)水泵选择水泵选择包括水泵型号选择和水泵台数确定。水泵台数过多，将增大泵房面积和土建造价；水泵台数过少，不利于运行调度，一般采用3～4台。水泵型号应尽量相同，以便互为备用。当供水量或扬程变化较大时，可考虑大小水泵搭配，以利调节。选泵时应以近期水量为主，适当考虑远期发展。岸边式取水泵房的设汁特点95(2)泵房布置泵房的平面形状有圆形、矩形、椭圆形、半圆形等。矩形便于布置水泵、管路和起吊设备，而圆形受力条件好，当泵房深度较大时，土建费用较低。水泵机组、管路及附属设备布置，既要满足安装、操作、检修的方便，为远期发展留有余地，又要尽量减小泵房面积、减低造价。(2)泵房布置96(3)泵房地面层的设计标高岸边式取水构筑物的泵房地面层(又称泵房顶层进口平台)的设计标高，应分别按下列情况确定：当泵房位于渠道边时，采用设计最高水位加0.5m；当泵房位于江河边时，采用设计最高水位加浪高再加0.5m；当泵房位于湖泊、水库或海边时，采用设计最高水位加浪高再加0.5m，并应设有防止风浪爬高的措施。(3)泵房地面层的设计标高97(4)泵房的通风采暖及附属设备泵房应有通风设施，深度不大时采取自然通风；深度较大时可采用机械通风。寒冷地区，泵房应考虑采暖。为便于泵房内设备的安装、检修，需要设置起吊设备。当水泵启动时不能自灌时，应采用真空泵和水射器引水。地下式或半地下式取水泵房须设置集水沟和排水泵，及时排除漏水及渗水。为便于调度、泵房内还应设置通讯、遥控等自动化设施。(4)泵房的通风采暖及附属设备98(5)泵房的防渗和抗浮取水泵房的侧壁及底部，要求在水压作用下不产生渗漏，因此必须注意混凝土的级配及施工质量。取水泵房在岸边时，将会受到河水和地下水的浮力作用，因此在设计时必须考虑抗浮。具体方式可以依靠自重或增加重物抗浮，也可将泵房底板与基岩嵌出或锚固在一起抗浮。(5)泵房的防渗和抗浮99

利用伸入江河中心的进水管和固定在河床上的取水头部取水的构筑物，称为河床式取水构筑物。河床式取水构筑物由取水头部、进水管、集水间和泵房等部分组成。

当河床稳定，河岸平坦，枯水期主流远离取水岸，岸边水深不够或水质较差，而河中心具有足够的水深或水质较好时，宜采用河床式取水构筑物。河床式取水构筑物利用伸入江河中心的进水管和固定在河床上的取水头部取水1001.集水间、泵房与岸边式取水构筑物的泵房、进水间基本相同2.取水头部常用的有喇叭管、蘑菇形、鱼形罩、箱式、桥墩式、斜板和活动式等1.集水间、泵房1011）形式喇叭管——适宜中小取水量

——设有格栅，构造简单，造价低1）形式102蘑菇形——适宜中小型取水构筑物

——头部高度较大，带入的泥沙及漂浮物较少鱼形罩——适宜于水泵直接取水

——两端带有圆锥头部的圆筒，设进水孔，外形趋于流线型，水体阻力小，进水面积大，可有效减少堵塞蘑菇形——适宜中小型取水构筑物103箱式——中小型取水构筑物

——进水孔总面积较大箱式——中小型取水构筑物104斜板式——便于沉淀泥沙，适用于粗颗粒泥沙较多的河流斜板式——便于沉淀泥沙，1053.进水管自流管虹吸管进水暗渠进水管一般不应少于两条进水管的冲洗：防止管内淤积顺冲反冲进水管流速的确定：不淤流速≮0.6m/s

冲洗时1.5～2.0m/s3.进水管106河床式取水的类型

1)自流管取水自流管淹没在水中，河水靠重力进入集水间，集水间可与泵房合建或分建。自流管取水工作可靠，但敷设自流管时开挖土石方量较大，适用于自流管埋深不大或河岸可以开挖敷设自流管时。在河流水位变幅较大，洪水期历时较长，水中含沙量较高时，可在集水间壁上开设进水孔，或设置高位自流管取上层含沙量较少的水。河床式取水的类型107选择自流管取水构筑物的位置时，特别要注意在洪水期河流底砂及草情对取水的影响。在洪水期容易发生泥砂淤积的河段，如主、支流交汇处，凸岸处或在河水回流区内，均不宜布置自流管取水构筑物。另外，在高浑浊度的游荡性河段或河心滩、河心洲发育的河段，也不宜采用自流管取水。选择自流管取水构筑物的位置时，特别要注意在洪水期河流底砂及草108

2)虹吸管取水河水通过虹吸管进入集水井中，然后由水泵抽走。河水高于虹吸管顶时可自流进水；河水低于虹吸管顶时需抽真空。

当取水构筑物的位置处于枯水期主流远离取水岸、水位又很低、河流水位变幅较大，以及河滩宽阔、岸坡高而陡、且河床多为坚硬的岩石或土质的河床如果采用自流管取水，势必自流管需要埋设很深，施工时要开挖大量的土石方，并且要进行水下施工或铺设自流管道需要穿越防洪堤、防洪墙等水工构筑物时，宜采用虹吸管取水。2)虹吸管取水109

利用虹吸管管顶可以高于最低设计水位4—6米的特点，可大大减少管道的埋没深度、节约土石方工程量、缩短工期、降低工程造价。采用虹吸管取水，需要安装一套真空抽气设备。水泵启动前，先启动真空泵，将虹吸管道抽真空引水。当虹吸管管径较大且管路较长或河水在低水位时，真空抽气时间较长，亦即水泵起动时间较长，运行管理不如自流管取水方便。虹吸管道施工质量变求很高，必须严密不漏水。由于管路较长，一旦虹吸进水管发生漏气现象，查漏检修也十分困难。利用虹吸管管顶可以高于最低设计水位4—6米的特点，可110农村集中供水工艺设计课件111虹吸进水管设计要求

为确保安全取水的可靠性，虹吸进水管设计应满足以下要求：(1)总虹吸高度一般采用4—6米；(2)虹吸管末端应伸入集水井最低动水位以下1.0米，否则，虹吸作用易遭破坏，难以保证水泵的连续运行。(3)取水头部应保证足够的淹没水深，以防吸入空气，(4)至少设计二根虹吸进水管，而每根虹吸管都应设置单独的真空管路；(5)虹吸进水管一般采用钢管，管内流速一般应大于0.6米／秒。虹吸进水管设计要求为确保安全取水的可靠性，虹吸进水1123)水泵直接吸水不设集水间，水泵吸水管直接伸入河中取水。采用水泵吸水管直接取水的河床式取水构筑物，一般只限于取水量小，源水水质较好的取水工程。3)水泵直接吸水113农村集中供水工艺设计课件114水泵吸水管直接取水具有如下特点：(1)因无滤网设备，同时为防止水泵叶轮磨损过快，延长水泵使用年限，因此只是当河水水质较好，即河水小泥砂(特别是颗粒粗大的泥砂)、漂浮物、青苔均较少时，宜采用之。(2)应尽量采用吸水高度较大的水泵设备，泵房深度可以减少。同时由于不设集水井，施工简单，土建工程造价一般较低。(3)因主流远离取水岸、水泵吸水管路较长，故真空引水的时间也较长。水泵吸水管直接取水具有如下特点：(1)因无滤网设备，同时为防115其它问题（1）从安全取水考虑，只宜采用真空引水方式，不宜采用带底阀的压力灌水引水方式，否则，吸水底阀在洪水期失灵时，检修十分困难。（2）吸水管最好采用钢管，施工要求严密不漏气。（3）吸水管一般埋设在河床下，当河床为非基岩时，最好采用顶管法施工，否则采用明开槽施工。也有不少小型取水工程把水泵吸水管架空在河中桩架之上，吸水头部装栅罩，或在取水口周围拦截漂浮物，布置简单，不造围堰，无水下工程，施工方便，节约投资。但只能在不妨碍水上航运的情况下才允许采用。其它问题（1）从安全取水考虑，只宜采用真空引水方式，不宜采用116农村集中供水工艺设计课件117

给水处理是将地表水源或地下水源的水质，处理成符合生活饮用或工业用水水质要求的过程。因此，水处理工艺流程的选择将原水水质和处理后的水质要求而定。原水的水质越好，处理的工艺流程可以简化，水质的要求越易达到。但是，随着原水污染的加剧，水中影响健康的有机和无机杂质常会增加，水处理流程必然趋于复杂，因此选择质优量多的水源，以简化水处理工艺流程，节省基建投资和运行费用是十分重要的，与此同时，进行水源保护以避免污染，保证良好的水源水质，更是迫切的任务。五、给水处理给水处理是将地表水源或地下水源的水质，处理成符118

“混凝—沉淀—过滤—消毒”是生活饮用水的常规处理工艺。当然，根据水源水质的不同，处理工艺也有所不同。“混凝—沉淀—过滤—消毒”是生活饮用水的常规119

水质良好的地下水，可只进行消毒处理。原水浊度长期不超过20度、瞬间不超过60度时,宜采用慢滤加消毒或微絮凝加消毒的净水工艺。原水浊度长期不超过500NTU、瞬间不超过1000NTU时,宜采用混凝、沉淀、过滤加消毒的常规净水工艺。原水含沙量变化较大或浊度经常超过500NTU时，可在常规净水工艺前加设沉砂池。水质良好的地下水，可只进行消毒处理。120

水源水质不符合相关要求时采取的净化措施：微污染地表水可采用强化常规净水工艺，或增加预处理或采取滤后深度处理；含藻水宜用气浮工艺；铁、锰超标的地下水应采用氧化、过滤、消毒的处理工艺；氟超标的地下水可采用活性氧化铝吸附、混凝沉淀或电渗析等处理工艺；苦咸水淡化可采用电渗析或反渗透等膜处理技术。

121Ｉ～III型工程宜采用净水构筑物，其中III型工程可采用组合式净水构筑物；IV、Ｖ型工程可采用慢滤或净水装置。Ｉ～III型工程宜采用净水构筑物，其中III型工程可采用组合122农村集中供水工艺设计课件123净水构筑物应设排泥管、排空管、溢流管和压力冲洗设备等。构筑物的主要通道上应设有安全防护措施。与水接触的各种设备、材料、药剂、净水装置等，应符合卫生安全要求。净水构筑物应设排泥管、排空管、溢流管和压力冲洗设备等。124净水工艺选择与供水规模的关系

净水工艺流程是指按照水源水质和饮用水水质要求，所采用的一系列净水构筑物的组合，合理选择净水工艺是水厂建设的关键问题。水处理技术可分为若干工艺单元。这些单元可以单独或组合起来应用，这样就组成了水厂的工艺流程，水处理工艺单元有：自然沉淀、混凝、沉淀、过滤、消毒、除铁除锰、软化以及臭味控制等。以地表水为水源的水厂，通常采用混凝、沉淀、过滤和消毒的常规处理工艺过程，主要去除悬浮物质、胶体物质和病原微生物，以满足生活饮用水卫生标准。净水工艺选择与供水规模的关系净水工艺流程是指按照水源水质和125

地下水为水源时，常规处理工艺比较简单，主要是去除水中可能存在的病原微生物。对于不含有其他污染物（如铁、锰、氟、砷等）的地下水，只需消毒就可以达到饮用水水质要求。如果原水水质好，就不一定采用常规工艺，例如，常年浑浊度较低的水源，可省去沉淀过程采用直接过滤，深井水可只消毒就可饮用。但如原水水质较差，就须在常规处理以外增加净水工艺，例如常年泥沙含量较高的水源，需增加预沉池，污染水源需增加生物滤池或活性炭处理等。铁、锰和含氟量高的水需经特种处理等。总之，须在技术可能和经济合理的前提下，应针对原水水质特点，选用合适的工艺流程，以满足饮用水的水质要求。地下水为水源时，常规处理工艺比较简单，主要是去除水中可126水的硬度高不适宜于使用时，可以用离子交换法或石灰苏打软化法去除硬度，这时可附带出去铁和锰，但如只为除铁除锰采用上述方法是不合适的，一般可用曝气过滤法去除铁锰。除井水有时需要软化以符合水质标准外，地表水的软化可在水厂中多加几种药剂，如石灰等，通过常规处理来完成。经过处理的水如水质不稳定，则在管道中流动时，可能会腐蚀金属管材，或可能在管壁上生成一层碳酸钙结垢。为了防止这种情况，可在进水中投加石灰，使水中的碳酸钙含量趋于饱和甚至过饱和：也可以在软水中加入二氧化碳，进行在碳酸化；另外向水中投加六偏磷酸钠时，管道内壁会生成一层磷酸铁保护模，可以防止结垢和防止腐蚀。水的硬度高不适宜于使用时，可以用离子交换法或石灰苏打软化法去127

除臭除味时需找出产生臭味的原因。因藻类引起臭味时，根本办法是控制水库和蓄水池中藻类的生长。最经济和有效的除藻药剂还是硫酸铜，投加时药剂不能过量，否则会同时杀灭鱼类。去除地表水臭味的方法是，在水处理流程中的适当部位，投加粉末活性炭或经过颗粒活性炭过滤。投加强氧化剂，如二氧化氯，臭氧等也能去除臭味。根据原水水质，可以将以上各单元过程组合起来，形成整个水厂的工艺流程，以达到饮用水应有的水质。虽然工艺流程可以有各种各样的组合，但是常见的流程不外是以下几种：地下水通常只采用消毒；地表水源采用投药、混合、絮凝、沉淀、过滤和消毒的常规工艺；特种处理主要用于去除地下水中的铁、锰和氟等。除臭除味时需找出产生臭味的原因。因藻类引起臭128选用净水器时应满足以下条件：（1）日供水规模一般不超过200m3/d；一体化净水设备（2）单套设备净水能力一般不超过20m3/h；（3）原水浊度或经过预沉后浊度较低且变化较小时，水的净化可选择净水器。A、浊度长期不超过500NTU、瞬时不超过1000NTU的原水，可选择将絮凝、沉淀、过滤工艺组合在一起的一体化净水器。B、浊度长期不超过20NTU、瞬时不超过60NTU的地表水，可选择接触过滤工艺的净水器；（4）压力式净水器应按工作压力的1.5倍选择；（5）自流引水工程的净水器工作时间按20～22小时计算；（6）净水器工作自用水量按5%计算。反冲洗周期6～24小时，反冲洗时间按5～10min，反冲洗强度按照12～15L/s·m2设计；（7）一般应采用净水器前置消毒，以抑制设备内部微生物生长。

选用净水器时应满足以下条件：129预处理1、预沉原水浊度经常超过500NTU时，先在预沉池中将粗大颗粒除去。（1）预沉时间为8～12小时，有效水深为1.5～3m，超高不宜小于0.3m,池底存泥高度不宜小于0.3m。（2）出水浊度应小于500NTU。（3）应有清淤措施，分两格并设超越管。（4）还可作调蓄池，有效容积由水源枯水流量确定预处理1、预沉1302、粗滤当原水浊度超过慢滤池要求时，可在慢滤池前采用粗滤池进行预处理。粗滤池分为竖流粗滤池和平流粗滤池。(1)原水含砂量常年较低,粗滤池宜设在取水口;原水含砂量常年较高或变化较大时,宜设在预沉池后。(2)进水浊度应小于500NTU,出水浊度应小于200NTU。(3)设计滤速为0.3～1.0m/h,原水浊度较高时限低值。2、粗滤131

混凝处理是向水中投加凝聚剂，使水中的胶体颗粒和细小的悬浮物相互凝聚长大，形成具有沉淀性能良好，尺寸较大的絮状颗粒（矾花），使之在后续的沉淀工艺中能够有效的从水中重力沉淀下来。混凝阶段所处理的对象：水中的悬浮物和胶体杂质。

凝聚剂和助凝剂的选择与投配混凝处理是向水中投加凝聚剂，使水中的胶体颗粒和细132混凝：就是在原水中预先投加凝聚剂，在凝聚剂的溶解和水解产物作用下，使水中的胶体污染物和细微悬浮物脱稳并聚集为具有可分离性的絮凝体的过程，其中包括凝聚和絮凝两个过程。凝聚：胶体失去稳定性的过程。絮凝：脱稳胶体相互聚集的过程。混凝：就是在原水中预先投加凝聚剂，在凝聚剂的溶解和水解产物作133

投药是混凝的必要前提，混合、反应是混凝工艺的两个参数，结合原水性质选用性能良好的药剂，创造适宜的化学和水力条件是混凝工艺上的技术关键。

投药是混凝的必要前提，混合、反应是混凝工艺的两134(一)、凝聚剂和助凝剂的选择：１.凝聚剂和助凝剂品种的选择及其用量，应根据原水悬浮物含量及性质、pH值、碱度、水温、色度等水质参数，及原水凝聚沉淀试验或相似条件水厂的运行经验，结合当地药剂供应情况和水厂管理条件，通过技术经济比较确定：(一)、凝聚剂和助凝剂的选择：135自来水厂常用的凝聚剂主要有：(1)铝盐：硫酸铝（Al2(SO4)3▪18H2O)

聚合铝（碱式氯化铝)(PAC)(2)铁盐：三氯化铁

TeCl32.高浊度水可选用聚丙烯酰胺作助凝剂。3.低温低浊水可聚丙烯酰胺或活化硅酸作助凝剂。４.原水碱度较低时，可采用石灰乳液作助凝剂。自来水厂常用的凝聚剂主要有：136（二）、凝聚剂和助凝剂的投加：向原水中投加凝聚剂的方法有干投法与湿投法两种,村镇水厂宜采用湿投法。湿投法：就是把混凝剂溶解配制成一定浓度的溶液，再投入被处理水中。混凝用的固体药剂要充分搅拌溶解,并严格控制药液浓度不超过5%。混凝药剂配好后，应继续搅拌15分钟，再静置30分钟以上方可使用。（二）、凝聚剂和助凝剂的投加：137

1)溶液池容积：1)溶液池容积：138

溶解池容积：

W1＝（0.2～0.3）W2m3一般建于地下便于操作，池顶高出地面0.2m左右。溶剂腐蚀性强时要注意防腐。同时还要考虑池子的残渣排除、放空措施，池底坡度不小于2%，超高0.3～0.5m。溶解池容积：139注意：

溶解池一般采用钢筋混凝土池体，当药剂量较小时候，也可以在溶液池上部设置淋溶斗代替溶解池。溶液池一般以高架式设置，以便于依靠重力投加药剂，池周围应有工作台，池底坡度不小于2%，底部应设置放空管。必要时设置溢流管。药剂的投加浓度一般采用5%～15%（按照商品固体质量计算）。注意：140

2）药剂的配制1．为加速药剂的溶解，应设搅拌装置（1）机械搅拌：以电动机驱动浆板或涡轮搅动溶药；（2）压缩空气搅拌：设有与溶药直接接触的机械设备，但动力消耗大，溶解速度缓慢。由空压机提供压缩空气，在溶解池底部设置环形穿孔布气管；（3）水泵搅拌（4）水力搅拌：压力水管。效率较低，溶药不够充分。近年已较少采用。(5)人工搅拌

2）药剂的配制141凝聚剂的投加方式：1）泵前投加：药液投加在水泵吸水管或吸水喇叭口处。这种投加方式安全可靠，一般使用于取水泵房距水厂较近的情况。2）高位溶液池重力投加：当取水泵房距水厂较远的情况，可建造高架溶液池利用重力将药液投在水泵压水管路上。或者投加在混合池入口处。这种投加方式安全可靠，但溶液池位置较高。凝聚剂的投加方式：1423）水射器投加利用高压水通过水射器喷嘴和喉管之间真空抽吸作用将药液吸入，同时随水的余压注入原水管中。这种投加方式设备简单，使用方便，溶液池高度不受太大限制，但水射器效率较低，且易于磨损。4）泵投加泵投加有两种方式：一是采用计量泵，二是采用离心泵配上流量计。采用计量泵不必另备计量设备，泵上有计量标志，可通过改变计量泵行程或变频调速改变药液投加量，最适合用于混凝剂自动控制系统。3）水射器投加利用高压水通过水射器喷嘴和喉管之间真空抽吸143农村集中供水工艺设计课件144计量设备：药液投入原水中必须有计量或定量设备﹑药液提升设备﹑投药箱和水封箱以及注入设备等。根据不同的投药方式或投药量控制系统，所用设备也有所不同。常用的计量设备有：转子流量计、电磁流量计、苗嘴、计量泵等。★计量设备：★145混合混合的要求：快速而均匀，10～30s内均匀混合。速度梯度500～1000s-1。要避免特别强烈和长时间的混合，否则将恶化矾花的黏附性能和减慢随后的反应过程。混合设备离后距处理构筑物越近越好，尽可能与构筑物相连接：如必须用管道连接时，则连接管道内流速为0.8～1.0m/s，管道内停留时间不能超过2分钟（即管道距离不宜超过120米）混合混合的要求：快速而均匀，10～30s内均匀混合。速146

按照混合方式分类，常用的混合设备可分为机械混合和水力混合两大类。(1)、水泵叶轮混合当取水泵房靠近水厂时，可将混凝剂加到吸水管中或吸水喇叭口处，利用水泵叶轮高速转动以达到快速而均匀混合目的。按照混合方式分类，常用的混合设备可分为机械混合和水力混147

优点：1）设备简单2）混合充分，效果较好，无额外水头损失3）不另耗动能缺点：吸水管较多时，投药设备要增加，安装、管理困难，且对管道和叶轮有腐蚀。近年较少采用。适合取水泵站距絮凝池距离小于150米。优点：148(２)、桨板式搅拌机机械混合：在池内安装搅拌装置，以电动机驱动搅拌器使之混合。时间T＝1～2min。优点：（1）混合效果好（2）水头损失小缺点：（1）需耗费动（2）管理维护较复杂适用于各种规模的水厂。(２)、桨板式搅拌机机械混合：149

(3)、管道混合器混合：将药剂加入水厂进水管中，利用管中水流紊动进行混合，但必须保证，投药至反应池的管长应不小于50d（d为进水管直径），管中流速不低于1.0m/s，水头损失不小于0.3～0.4m，混合时间为30～40秒，如不能满足这一要求时，应设孔板或文氏管。(3)、管道混合器混合：150

1）静态混合器2）扩散混合器优点：设备简单、不占地缺点：1）当流量减少时可能在管中反应沉淀。2）一般的管道混合效果差；采用静态混合器效果好，但水头损失较大。适用流量变化不大的水厂。

1）静态混合器151农村集中供水工艺设计课件152

(4)跌水混合：在进水渠、进水井或沉砂池出水处设溢流堰，利用堰后跌水进行混合，跌落高度0.5～1.0m，混合时间小于30～40秒。(5)隔板混合：

有多孔隔板式混合槽分流隔板式混合槽障板式混合槽隔板混合槽中设隔板３～４块，利用水流通过缝隙或孔板的收缩与扩散进行混合。(4)跌水混合：153絮凝、沉淀一般要求１.池型选择应根据原水水质、设计规模、出水水质要求、水温、是否连续运行等因素，结合当地条件通过技术经济比较确定。２.进水压力较高或变化较大时，宜在絮凝池前设稳压井；絮凝池与沉淀池合建。３.要均匀配水和集水;出水浊度应低于10NTU。４.要有排泥措施。★絮凝、沉淀一般要求★154（一）絮凝在絮凝反应设备中要求有适当的搅拌或紊流强度，平均速度梯度Ｇ＝20～70s-1，沿池长方向，随着矾花的长大，流速和搅拌强度逐渐减小。絮凝反应池的水力停留时间Ｔ＝10～30min，GT值104～105。絮凝池和沉淀池一般合建，絮凝池的出水在整个断面上穿过花墙，直接分配到沉淀池的过水断面上。避免流速突然升高或出现跌水，以免破坏已经形成的矾花。（一）絮凝155

要求：混合后形成肉眼可见的大、密絮凝体。分类：絮凝池可分为水力和机械两类水力搅拌式：速度梯度由水流本身势能提供，利用沿程水位差，液体沿程水头损失所做的功，使液体达到相应的速度梯度。简单、方便、适应性差。机械搅拌式：速度梯度由外加机械能提供，絮凝效果好，稳定，维护管理工作量大。要求：混合后形成肉眼可见的大、密絮凝体。156

1、机械搅拌絮凝池

利用机械带动叶轮对水进行搅动，速度梯度由水流旋转线速度差造成。可根据水质和水量的变化而改变转速，故适应性强，反应效果好，国外80%水厂均采用。1、机械搅拌絮凝池157

利用电动机经减速装置驱动搅拌器对水进行搅拌，使水中颗粒相互碰撞，发生絮凝。水流能量消耗来源于搅拌机的功率输入。中、小水厂采用垂直轴式机械搅拌絮凝池分格串联，每格一个搅拌机。G由大到小。分格数越多，絮凝效果越好，造价越高，维修量大。搅拌强度取决于搅拌器转速和搅拌面积。利用电动机经减速装置驱动搅拌器对水进行搅拌，使水158

优点：反应效果好，水头损失小，可以适应水量的变化，便于调整。缺点：与水力搅拌池相比，增加了机电和机械装置的维护工作量，且部分设备在水下工作，不便维护。主要参数：总的停留时间15～20min，桨板边缘的线速度从第一级的0.5m/s降到最后一级的0.2m/s优点：反应效果好，水头损失小，可以适应水量的变化，便于调整1592、水力搅拌絮凝池１）、穿孔旋流絮凝池

由若干方格（大于6格）组成，各格之间隔墙上沿池壁开孔，孔口上、下交错布置，水流沿池壁切线方向进入后形成旋流。孔口起端流速0.6～1.0m/s，末端0.2～0.3m/s，时间T＝15～25min。2、水力搅拌絮凝池由若干方格（大于6格）组成，各160农村集中供水工艺设计课件161农村集中供水工艺设计课件162(1).适用条件：水量变化较小的中、小水厂。其特点是构造简单，造价较低和施工方便。缺点是水量变动较大时，效果不能保证，且各格的竖向流速低，底部可能会积泥，可与平流式沉淀池或斜管沉淀池合建。(2).设计要求：穿孔旋流絮凝池的絮凝时间宜为15～25min。进口处流速：0.６～1.0m/s

出口处流速：0.2～0.3m/s每格孔口应上下交错布置，每组絮凝池分格数不宜少于6。

(1).适用条件：水量变化较小的中、小水厂。其特点是构造简单163(3).各格有直径约150～200mm的穿孔排泥管，以便排泥和清洗。(4).每格进、出水孔应靠近池壁布置，下孔应在积泥面以上，上孔应在最高水位以下0.05～0.1m，孔口高度可取为宽度的2倍或1.5倍。(5).孔口水头损失：(3).各格有直径约150～200mm的穿孔排泥管，以便排泥164农村集中供水工艺设计课件165２）、栅条网格絮凝池由多格竖井串联而成，每个竖井安装若干层网格或栅条。各竖井之间的隔墙上，上、下交错开孔。每个竖井网格数逐渐减少。一般分3段控制。前段：密网、密栅中段：疏网、疏栅末段：不安装网、栅２）、栅条网格絮凝池由多格竖井串联而成，每个竖井安装若干层166农村集中供水工艺设计课件167适用条件：

1).原水水温4.0～34.0˚C，浊度25～2500度。

2).中，小型水厂。

3).适用于新建也可用于旧池改造。适用条件：168设计要求：

(1).t:10－15min。

(2).一般分成6～18格，小型水厂不宜大于9格，分成三段，一，二段均为2.5～4.0min.三段：3.0～4.0min。

(3).网格或栅条数前段多，中段少，末段可不放。上下两层间距为60～70cm.农村水厂可适当减少。

(4).每格的竖向流速，前段和