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摘要：栾川县庙子镇位于山区，地势为东南高、西北低、地下水资源贫乏。现拟建一新水厂，为考虑日后水厂运行管理方便，制水成本节省，水质安全可靠，现将从水源、取水、厂址、水处理消毒四个角度展开分析和论述。
关键词：村镇供水 流量 水质 水处理
中图分类号： TU991.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）6 （b）-0000-00
1工程概况
庙子镇位于栾川县城东南部，位于栾川县城东南部洛栾快速通道和311国道交汇处，距县城14公里。目前镇区供水依靠咸池村建成一座50m3/h处理量的净水厂，水厂内安装净水机一台，站内建有400m3清水池一座。远远不能满足镇区范围内居民的生活用水需求。所以，在河南村于家沟西侧新建水厂一座，拟建规模5000m3/d，建成后，庙子镇总供水能力达到6200 m3/d。
2 水源选择
根据当地水文资料显示，庙子镇所在区域地下水资源贫乏，地下地质结构为岩石层，地下水由于埋深太深，且打井出水量不足，致使投资及运行费用太高，不宜作为镇区饮用水水源，因此本工程取用地下水源作为供水水源的方案不可行。
对现有地表水从水量和水质上分析，只有东沟河以及其洪洛河的水可以作为供水水源，但两条河流都属于季节性河流，月来水量非常不均，都需兴建一定规模的水库进行蓄水，才能确保镇区供水需求，但东沟河据镇区附近河道较宽，两侧河岸地质结构不稳定，适宜兴建水库大坝的地点据镇区约15公里左右。而洪洛河据镇区附近河床较窄，河道稳定，两岸植被较好，适宜兴建水库大坝的地点据镇区约3公里左右，水文地质条件适于水库大坝的建设，从技术经济等方面多方对比论证，目前已经确定选择庙子镇卡房村青坪组洪洛河段作为水库大坝修建地址，拟建水库兴利库容不低于32万m3，可确保该项目供水保证率不小于95%。
因此本项供水工程选择伊河支流洪洛河为供水水源。
3 取水方案
根据地形图资料，并对现场多次踏勘，提出以下两个取水方案。
方案一：从项目拟建取水口位置庙子镇卡房村青坪组洪洛河取水，经取水泵房加压后，设计两道DN250输水管道，沿现有河道西侧河滩地敷设至河南村附近后，然后沿规划进厂道路敷设至水厂。
方案二：从项目拟建取水口位置庙子镇卡房村青坪组洪洛河取水，经取水泵房加压后，设计两道DN250输水管道，从河道西侧沿现有龙峪大道敷设至河南村附近，然后沿规划进厂道路敷设至水厂。
经过对两个方案的对比，方案二施工难度较小，施工周期短，运行管理简单，因管道沿线地形较好，工程拆迁量少，管道日常维护简单，供水安全性也较高。方案一因管道需考虑降水措施，工程施工难度较大，管道日常维护较复杂，供水安全性也较低，因此本工程供水方案推荐采用方案二。
取水点选定在庙子镇卡房村青坪组洪洛河的拟建水库大坝处，地形标高775m左右，这里水文地质条件较好，在村镇规划区范围之外，四周群山环绕，树林密布，郁郁葱葱，附近及河流上游均无污染源，水质良好，有利于水源地的卫生防护。
取水泵房处地面高程为775m，拟建水厂进水口处高程为780m，原水自水库取水后需进行加压送至拟建水厂。考虑8%水厂自用水量，5%的漏失水量，设计两道DN250管道，单管设计流量117.71m3/h，流速0.67m/s，水力坡度3.214‰。线路全长2220m。根据水力计算，局部水头损失考虑为沿程水头损失的20%左右，由此计算输水管水头损失为8.6m。
设计在取水点西侧河岸边修建取水泵房一座，设计规模5000m3/d，泵房采用半地下式，平面尺寸为6.0m×15.0m，占地面积0.8亩。泵房前设进水间，为拦截大的漂浮物，在进水间进水一侧前设置格栅，栅条直径10mm，栅条间净距50mm。泵房内设置单级双吸离心泵2台，1用1备，设计参数：Q=261m3/h，H=15m，N=15KW，η=72%。
水泵吸水管设手动闸阀，压水管设多功能水泵控制阀、电动蝶阀。泵房内设电动单梁悬挂起重机一台，起重量为1.5t。
针对本工程，管线沿途地势高差较大，在保证供水安全性和可靠性的前提下，考虑施工和日后维护管理方便，本工程输水管材选择球墨铸铁管，接口采用胶圈接口。
3 厂址选择
新建水厂有两处地点可供选择，两处地域均位于庙子镇河南村，都系山丘坡地，土地比较贫瘠，属靠天收的旱地和荒坡，区域内无其它建筑设施。方案一位于庙子镇河南村西南420m的山坡处，为山坡阶地，地形标高772m～780m左右；方案二位于庙子镇河南村西南100m的山坡上，为山坡阶地，地形标高750m～756m。
两厂址均符合水厂的建设条件，方案一征地的难度小、费用低；可充分利用地势高差自流至镇区，满足镇区供水需求，节省了工程投资，综合运行费用较小；用地条件好。因此本工程推荐采用方案一作为水厂厂址。
4 水处理工艺
根据水质检测报告，一般化学指标、毒理学指标、放射性指标符合要求，正常用水期原水水质除细菌学指标超标外，其余指标均满足要求；雨季洪水期主要为色度等感官性指标和细菌学指标超标，具体体现在色度、浊度、菌落总数超标。
正常月份原水可以经旋流除砂器后直接进清水池，加氯消毒后即可达到国家生活饮用水的卫生标准，可直接送至镇区供水管网。
洪水期的原水经旋流除砂器后，进行混凝沉淀和过滤处理，再进入清水池加氯消毒。达到国家生活饮用水的卫生标准，可直接送至镇区供水管网。
采用的旋流除砂器是根据离心沉降和密度差的原理，在水流在一定压力从除砂器以切向进入设备后，产生强烈的旋转运动，由于砂水密度不同，在离心力、向心浮力、流体拽力的作用下，因受力不同，从而使密度低的清水上升，由溢流口排出，密度大的砂由底部排砂口排出，从而达到除砂的目的。
一体化净水设备集混凝、沉淀、过滤、加药、消毒于一体，将混浊的原水净化成清水，采用全自动控制运行，设备工艺参数合理，结构紧凑，处理效果好，出水稳定可靠，可有效地去除水中杂质、悬浮固体、藻类及微生物，还可去除臭味及铁锰，处理后水质清澈、透明，优于国家饮用水浊度标准。
A、旋流除砂器
设计参数：考虑水厂自用水5%，设计流量为220m3/h
设计采用2台旋流除砂器，单台处理量为250m3/h。
B、一体化净水设施
设计参数：考虑水厂自用水5%，设计流量为220m3/h
设计采用一体化净水机2台，单台设计流量150 m3/h，一期先安装1台，另一台远期安装。
C、清水池
设计容积500m3清水池2座，一期现建设1座，另1座远期再建。清水池为半地下式钢筋砼结构，长12.8m，宽1.28m，池深4.0m，有效水深3.8m，地上1.8米，地下2.2米。
D、加氯加药间
根据原水水质特征，选用液态碱式氯化铝（PAC）为混凝剂，设计最大投加量为20mg/L，平均投加量为10mg/L。设隔膜计量投加泵2台，1用1备，单台流量Q =50L/h，H = 0.10 MPa，
加氯间设2台欧泰华2000数字自控OTH2000-500型二氧化氯发生器，有效氯产量500g/h，1用1备。
5、结束语
由于村镇供水工程与城镇供水工程由于供水对象不同，以及规模、技术、经济等因素的限制，成熟的城镇供水工程理论与运行管理经验无法照搬照抄到村镇供水工程；村镇供水方案设计应从给水排水工程角度出发，结合村镇供水工程的特点进行设计，尽量选择后期运行管理简单，水质安全可靠，水处理成本较低的工艺，并要通过多方案分析比选出最优方案。
关键词：村镇供水 流量 水质 水处理
中图分类号： TU991.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）6 （b）-0000-00
1工程概况
庙子镇位于栾川县城东南部，位于栾川县城东南部洛栾快速通道和311国道交汇处，距县城14公里。目前镇区供水依靠咸池村建成一座50m3/h处理量的净水厂，水厂内安装净水机一台，站内建有400m3清水池一座。远远不能满足镇区范围内居民的生活用水需求。所以，在河南村于家沟西侧新建水厂一座，拟建规模5000m3/d，建成后，庙子镇总供水能力达到6200 m3/d。
2 水源选择
根据当地水文资料显示，庙子镇所在区域地下水资源贫乏，地下地质结构为岩石层，地下水由于埋深太深，且打井出水量不足，致使投资及运行费用太高，不宜作为镇区饮用水水源，因此本工程取用地下水源作为供水水源的方案不可行。
对现有地表水从水量和水质上分析，只有东沟河以及其洪洛河的水可以作为供水水源，但两条河流都属于季节性河流，月来水量非常不均，都需兴建一定规模的水库进行蓄水，才能确保镇区供水需求，但东沟河据镇区附近河道较宽，两侧河岸地质结构不稳定，适宜兴建水库大坝的地点据镇区约15公里左右。而洪洛河据镇区附近河床较窄，河道稳定，两岸植被较好，适宜兴建水库大坝的地点据镇区约3公里左右，水文地质条件适于水库大坝的建设，从技术经济等方面多方对比论证，目前已经确定选择庙子镇卡房村青坪组洪洛河段作为水库大坝修建地址，拟建水库兴利库容不低于32万m3，可确保该项目供水保证率不小于95%。
因此本项供水工程选择伊河支流洪洛河为供水水源。
3 取水方案
根据地形图资料，并对现场多次踏勘，提出以下两个取水方案。
方案一：从项目拟建取水口位置庙子镇卡房村青坪组洪洛河取水，经取水泵房加压后，设计两道DN250输水管道，沿现有河道西侧河滩地敷设至河南村附近后，然后沿规划进厂道路敷设至水厂。
方案二：从项目拟建取水口位置庙子镇卡房村青坪组洪洛河取水，经取水泵房加压后，设计两道DN250输水管道，从河道西侧沿现有龙峪大道敷设至河南村附近，然后沿规划进厂道路敷设至水厂。
经过对两个方案的对比，方案二施工难度较小，施工周期短，运行管理简单，因管道沿线地形较好，工程拆迁量少，管道日常维护简单，供水安全性也较高。方案一因管道需考虑降水措施，工程施工难度较大，管道日常维护较复杂，供水安全性也较低，因此本工程供水方案推荐采用方案二。
取水点选定在庙子镇卡房村青坪组洪洛河的拟建水库大坝处，地形标高775m左右，这里水文地质条件较好，在村镇规划区范围之外，四周群山环绕，树林密布，郁郁葱葱，附近及河流上游均无污染源，水质良好，有利于水源地的卫生防护。
取水泵房处地面高程为775m，拟建水厂进水口处高程为780m，原水自水库取水后需进行加压送至拟建水厂。考虑8%水厂自用水量，5%的漏失水量，设计两道DN250管道，单管设计流量117.71m3/h，流速0.67m/s，水力坡度3.214‰。线路全长2220m。根据水力计算，局部水头损失考虑为沿程水头损失的20%左右，由此计算输水管水头损失为8.6m。
设计在取水点西侧河岸边修建取水泵房一座，设计规模5000m3/d，泵房采用半地下式，平面尺寸为6.0m×15.0m，占地面积0.8亩。泵房前设进水间，为拦截大的漂浮物，在进水间进水一侧前设置格栅，栅条直径10mm，栅条间净距50mm。泵房内设置单级双吸离心泵2台，1用1备，设计参数：Q=261m3/h，H=15m，N=15KW，η=72%。
水泵吸水管设手动闸阀，压水管设多功能水泵控制阀、电动蝶阀。泵房内设电动单梁悬挂起重机一台，起重量为1.5t。
针对本工程，管线沿途地势高差较大，在保证供水安全性和可靠性的前提下，考虑施工和日后维护管理方便，本工程输水管材选择球墨铸铁管，接口采用胶圈接口。
3 厂址选择
新建水厂有两处地点可供选择，两处地域均位于庙子镇河南村，都系山丘坡地，土地比较贫瘠，属靠天收的旱地和荒坡，区域内无其它建筑设施。方案一位于庙子镇河南村西南420m的山坡处，为山坡阶地，地形标高772m～780m左右；方案二位于庙子镇河南村西南100m的山坡上，为山坡阶地，地形标高750m～756m。
两厂址均符合水厂的建设条件，方案一征地的难度小、费用低；可充分利用地势高差自流至镇区，满足镇区供水需求，节省了工程投资，综合运行费用较小；用地条件好。因此本工程推荐采用方案一作为水厂厂址。
4 水处理工艺
根据水质检测报告，一般化学指标、毒理学指标、放射性指标符合要求，正常用水期原水水质除细菌学指标超标外，其余指标均满足要求；雨季洪水期主要为色度等感官性指标和细菌学指标超标，具体体现在色度、浊度、菌落总数超标。
正常月份原水可以经旋流除砂器后直接进清水池，加氯消毒后即可达到国家生活饮用水的卫生标准，可直接送至镇区供水管网。
洪水期的原水经旋流除砂器后，进行混凝沉淀和过滤处理，再进入清水池加氯消毒。达到国家生活饮用水的卫生标准，可直接送至镇区供水管网。
采用的旋流除砂器是根据离心沉降和密度差的原理，在水流在一定压力从除砂器以切向进入设备后，产生强烈的旋转运动，由于砂水密度不同，在离心力、向心浮力、流体拽力的作用下，因受力不同，从而使密度低的清水上升，由溢流口排出，密度大的砂由底部排砂口排出，从而达到除砂的目的。
一体化净水设备集混凝、沉淀、过滤、加药、消毒于一体，将混浊的原水净化成清水，采用全自动控制运行，设备工艺参数合理，结构紧凑，处理效果好，出水稳定可靠，可有效地去除水中杂质、悬浮固体、藻类及微生物，还可去除臭味及铁锰，处理后水质清澈、透明，优于国家饮用水浊度标准。
A、旋流除砂器
设计参数：考虑水厂自用水5%，设计流量为220m3/h
设计采用2台旋流除砂器，单台处理量为250m3/h。
B、一体化净水设施
设计参数：考虑水厂自用水5%，设计流量为220m3/h
设计采用一体化净水机2台，单台设计流量150 m3/h，一期先安装1台，另一台远期安装。
C、清水池
设计容积500m3清水池2座，一期现建设1座，另1座远期再建。清水池为半地下式钢筋砼结构，长12.8m，宽1.28m，池深4.0m，有效水深3.8m，地上1.8米，地下2.2米。
D、加氯加药间
根据原水水质特征，选用液态碱式氯化铝（PAC）为混凝剂，设计最大投加量为20mg/L，平均投加量为10mg/L。设隔膜计量投加泵2台，1用1备，单台流量Q =50L/h，H = 0.10 MPa，
加氯间设2台欧泰华2000数字自控OTH2000-500型二氧化氯发生器，有效氯产量500g/h，1用1备。
5、结束语
由于村镇供水工程与城镇供水工程由于供水对象不同，以及规模、技术、经济等因素的限制，成熟的城镇供水工程理论与运行管理经验无法照搬照抄到村镇供水工程；村镇供水方案设计应从给水排水工程角度出发，结合村镇供水工程的特点进行设计，尽量选择后期运行管理简单，水质安全可靠，水处理成本较低的工艺，并要通过多方案分析比选出最优方案。