农村饮水安全工程技术设计讲座讲稿

-1-农村饮水安全工程技术设计讲座主要内容：1、水质、水质指标和水质标准。2、水的常用处理方法。3、工程设计中应注意的问题。一、水质、水质指标和水质标准A、水质和水质指标水质：就是水及其所含杂质共同表现出来的物理的、化学的和生物学的综合特性。水中杂质，按来源不同分：无机物、有机物和微生物。按杂质尺寸分：悬浮物、胶体和溶解物质。水质指标：按其性质分物理的、化学的和生物的三类。水的物理水质指标：温度、色度、浑浊度、嗅味、电导率、总固体、溶解性固体等。水的化学水质指标：主要有pH值、碱度、硬度、各种阳离子、各种阴离子、总含盐量、溶解氧、各种有机物、化学需氧量、生化需氧量、总有机炭等。水的生物学指标：主要有细菌总数、总大肠菌群等。B、水质标准（1）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）（2）《生活饮用水水源水质标准》（CJ3020-1993）（3）《生活饮用水卫生标准》（GB5749－2006）（一）生活饮用水水质卫生要求：（1）生活饮用水中不得含有病原微生物。（2）生活饮用水中化学物质不得危害人体健康。（3）生活饮用水中放射性物质不得危害人体健康。（4）生活饮用水的感官性状良好。（5）生活饮用水应经消毒处理。（6）生活饮用水水质应符合生活饮用水水源水质标准的指标要求。（二）《生活饮用水卫生标准》（GB5749－2006）1、指标分类：（1）微生物指标；（2）毒理指标；（3）感官性状-2-和一般化学指标；（4）放射性指标。2、生活饮用水水质标准2006年(GB5749—2006)与85年(GB5749-85)的比较：水质标准由35项增加至106项，增加了71项，修订了8项，其中：（1）微生物指标由2项增至6项，增加了大肠埃希氏菌、耐热大肠菌群、贾第鞭毛虫和隐孢子虫，修订了总大肠菌群；（2）饮用水消毒剂由1项增至4项，增加了一氯胺、臭氧、二氧化氯；（3）毒理指标中无机化合物由10项增至21项，增加了溴酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐、锑、钡、铍、硼、钼、镍、铊、氯化氰，并修订了砷、镉、铅硝酸盐；毒理指标中有机化合物由5项增至53项，增加了甲醛、三卤甲烷、二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、1，1，1-三氯乙烷、三溴甲烷、一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、环氧氯丙烷、氯乙烯、1，1-二氯乙烯、1，2-二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、六氯丁二烯、二氯乙酸、三氯乙酸、三氯乙醛、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、2，4，6-三氯酚、氯苯、1，2-二氯苯、1，4-二氯苯、三氯苯、邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯、丙烯酰胺、微囊藻毒素-LR、灭草松、百菌清、溴氰菊酯、乐果、2，4-滴、七氯、六氯苯、林丹、马拉硫磷、对硫磷、甲基对硫磷、五氯酚、莠去津、呋喃丹、毒死蜱、敌敌畏、草甘瞵；修订了四氯化碳；（4）感官性状和一般化学指标由15项增至20项，增加了耗氧量、氨氮、硫化物、钠、铝；修订了浑浊度；（5）放射性指标中修订了总α放射性。（三）生活饮用水水源水质卫生要求：1、采用地表水为生活饮用水水源时应符合《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）或《生活饮用水水源水质标准》（CJ3020-1993）2、采用地下水为生活饮用水水源时应符合GB/T14848-93要求。二、水的常用处理方法（1）格栅和筛网格栅：拦阻大块物体。筛网：拦截细小的悬浮物。-3-在河水取水工程中：格栅和筛网设于取水口，拦截河水中大块漂浮物和杂草。（2）混凝和絮凝混凝：向水中投加混凝剂，混凝剂能在水中生成与胶体颗粒表面电荷相反的荷电物质，从而能中和胶体带的电荷，减小颗粒间的排斥力，从而促使胶体及悬浮物聚结成易于下沉的大的絮凝体。絮凝：将具有链状构造的高分子物质投入水中，高分子物质的链状分子能吸附于胶体和悬浮物颗粒表面，将两个以上的颗粒连接起来，构成一个更大的颗粒，当生成的絮体颗粒足够大时，便易于沉淀下来被从水除去。(3）沉淀利用空气产生的微小气泡去除水中细小的悬浮物，使其随气泡（4）粒状材料过滤过滤：用细颗粒材料（如石英砂）构成滤层，当水通过滤层时，水中的悬浮物能被截留在滤层的滤料表面和缝隙中，从而使水得到澄清。过滤：水由上向下经过滤层过滤。反冲洗：水自下而上流经滤层，当水的流速足够大时，滤层中滤料开始悬浮于上升水流中，滤料相互碰撞摩擦，同时在水流剪切力作用下，使滤料表面的积泥脱落下来，随上升水流排出，从而使滤层得到清洗，恢复过滤功能。（5）氧化还原和消毒-4-氧化还原法：对水中的有毒物质进行氧化或还原，使这些物质经过氧化或还原后转化为无毒或无害的存在形态，或使之转化为容易从水中分离去除的形态。消毒：杀灭病原微生物。常用消毒剂：氯、臭氧等。（6）吸附吸附：一种物质（吸附质）附着在另一种物质（吸附剂）表面上的过程。吸附法：使水（或废水）与固体吸附剂相接触，并使污染物吸附于吸附剂上，然后再将水（或废水）与吸附剂相分离，最终使污染物从水中分离出去。（7）膜技术超滤膜：膜的孔隙尺寸增大到10－200μm。只能截留水中的大分子有机物、胶体颗粒，以及病毒、细菌等。微滤膜：膜的孔径增大到0.2μm以上。主要能去除颗粒尺寸比膜孔更大的粘土、悬浮物、藻类、原生生物等。三、工程设计中应注意的问题1、工程建设的必要性（1）项目所在县（市）农村饮水现状调查；（2）项目区饮水存在的主要问题：①项目区农村饮水现状调查（项目区内饮水水源、人口总数、不安全饮水人口数、类型、比例等）；②项目区供水现状（不安全饮水人口的分布特点、饮水方式、饮水设施、经营管理状况、区域供水现状等）；③项目区供水存在的主要问题（水质、水量、水压、供水设施、管理模式等）；（3）农村饮水安全是建设社会主义新农村的重要组成部分；2、工程建设的可行性（1）项目区水源条件分析；（2）项目区经济条件分析；（3）项目区施工条件分析；（4）项目区技术与管理条件分析。-5-3、用水量与供水规模3．1设计供水范围及人口供水村数、拟解决的人口现状数与设计人口数及大、小牲畜现状数。说明：供水规模的确定，有人均综合用水量指标法、用水定额分项计算法等。根据我省农村供水工程规模较小、乡镇企业不发达的情况，建议采用人均日生活用水量计算。设计用水居民人数为考虑自然增长情况下常住人口数(包括无当地户籍的常住人口)与设计年限内人口的机械增长总数之和。有的地方外出打工的人数较多，常大于人口的自然增长。此时设计用水居民人数可按现状人口数作为设计人口数。3.2用水量与设计规模（1）用水量组成及标准①生活用水：按最高日用水量标准和设计受益人口数确定。因各地用水量存有差异，取值标准90～100L/人/日。②牲畜用水：按现有牲畜数量和大小牲畜的用水量标准确定。大畜用水标准20L/头/日，小畜用水量标准5L/只/日。③工业用水：依据现状和发展规划用水量合理确定。④公共建筑用水：按生活用水量的10%确定。⑤浇洒道路和绿地用水量：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。⑥管网漏失水量和不可预见用水：取1～5项用水量之和的15%。⑦水厂自用水：需反冲洗用水的，取1～5项用水量之和的5%。⑧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。说明：水厂自用水不作为设计供水规模。但取水量、输水与净水量的计算中，应考虑水厂自用水。《村镇供水工程技术规范》居民生活用水量中已包括了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。牲畜用水量计算时，仅考虑养殖场的畜禽用水量。（2）设计供水规模：除水厂自用水量之外的其它各项用水量之和为供水工程的日供水规模（m3/d）。-6-说明：在估算年供水总量时，不能简单的用项目区日最高用水量乘以全年日数。因考虑不同季节用水的变化，其日变化系数（K日）一般取1.3～1.6。（3）供水工程设计年限：一般供水工程的设计使用年限为10～15年。４、日变化系数和时变化系数：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。时变化系数应根据各村镇的供水规模、供水方式，生活用水和企业用水的条件、方式和比例，结合当地相似供水工程的最高日供水情况综合分析确定。全日供水工程的时变化系数可在2.0～3.0范围内取值，定时供水工程的时变化系数，可在3.0～4.0范围内取值。５、水源的选择：（1）水源及其特点地下水特点：水质澄清、色度低、细菌少、水温较稳定、变幅小、分布面广且不易被污染，但水的含盐量和硬度较高，径流量有限。地表水特点：通常表现出与地下水相反的特点，如混浊度和水温变化幅度大，水质易受污染；水的含盐量和硬度较低，其它矿物质含量较少；地表水的径流量一般较大，但水量和水质的季节变化明显。用水水源选择原则：1调查当地水资源状况，所选水源应水量充沛可靠，水质好，便于防护。2优先考虑符合卫生要求的地下水作为生活饮用水源，取水量应小于允许开采量。3全面考虑，统筹安排，正确处理同各部门关系，合理综合利用开发水资源。4考虑取水构筑物本身建设施工、允许管理时的安全，注意相应的各种具体条件，如水文、水文地质、工程地质、地形、人防卫生登。（2）地下水取水A.地下水的存在形式和类型-7-作为给水水源，地下水按其埋藏条件分：上层滞水、潜水和承压水三种类型。上层滞水：是在地表以下包气带中留存于某些不透水镜体上的地下水。特点是：量小且直接决定于不透水镜体的分布面积；季节性变化大，水量极不稳定，水质差，易污染。水源：小型、临时水源。潜水：埋藏于地下第一稳定隔水层之上、具有自由表面的重力水。特点是：靠近地表，分布与补给区基本一致，主要靠大气降水补给，水量变化大且不稳定；与地表水联系密切；水质差，易受污染。承压水：充满于两个稳定隔水层之间的重力水。特点是：受气象要素影响小，不易受到污染，卫生条件可靠，水量稳定。水源：宜作为供水水源。B.地下水取水构筑物地下取水构筑物包括：管井、大口井、水平集水管、复合井与辐射井等。（3）地表水取水A.影响地表水取水的主要因素⑴河流的径流变化：河流的水位、流量及流速变化。⑵泥砂运动和河床演变：一般将取水构筑物选在河床稳定的河段；如果是弯曲河段，则应设在凹岸，此处岸陡水深，泥砂不易淤积，水质较好，应避开凹岸主流的顶冲点。⑶河床的岩性、稳定性：取水构筑物一般应选在河岸稳定、岩石露头、未风化的基石上，或其它条件较好的河床处。尽可能不选在不稳定的岸坡，也不能选在淤泥、流沙层和岩溶的地区。⑷河流冰冻情况：⑸水工构筑物和天然障碍物：B.地表水取水构筑物的分类按构造形式一般分为三类：固定式取水构筑物；移动式取水构筑物；山区浅水河流取水构筑物。⑴固定式取水构筑物：按取水点的位置分：岸边式、河床式、斗槽式。岸边式取水构筑物：直接从岸边进水。当河岸较陡，岸边有一定-8-的取水深度、水位变化幅度不大、水质及地质条件较好时采用此种方式。河床式取水构筑物：由取水头、进水管渠及泵站组成。取水头设在河心，通过进水管与建在河岸的泵站连接。适于岸坡平缓、主流离岸较远、岸边缺乏必要的取水深度或水质不好的情况。斗槽式取水构筑物：在取水口附近修建堤坝，形成斗槽，以加深取水深度，亦可起到预沉淀的作用。一般由岸边式取水构筑物和斗槽组成，适于河流缺水量大或泥砂量大、冰凌严重的情况。⑵移动式取水构筑物可分为浮船式和缆车式。浮船式：由船体、水泵机组及水泵压水管与岸上输水管之间的连接管组成。施工简单，工期较短，基建费用低，适应性强，灵活性大；但操作管理麻烦，供水安全性较差。适于水位变化幅度较大，涨落速度在2m/h以下枯水水深不小于1.5-2m，水流平稳，流速较缓，风浪较小的河段。缆车式：建造于岸坡上，主要由泵车、坡道、输水管及牵引设备组成，其中泵车可通过牵引设备随水位涨落沿坡道上下移动。具有供水可靠、施工简单、水下工程量小、投资较少等优点。对于水位涨落幅度较大且水流速度及风浪较大，选用浮船有困难时选用。⑶山区浅水河流浅水构筑物有低坝式和底栏栅式，目的是抬升水位，便于取水。低坝式：由拦河坝、引水渠及岸边式取水构筑物组成。适于枯水期流量小，水层浅薄，不通航，