供水設(shè)施主要的組成一、水源取水設(shè)施水源取水設(shè)施是供水系統(tǒng)的起點(diǎn)，負(fù)責(zé)從自然水源（河流、湖泊、水庫(kù)、地下水）抽取原水，其設(shè)計(jì)需匹配水源類型、水位變化及取水量要求，核心目標(biāo)是保證原水的穩(wěn)定獲取與初步攔截雜質(zhì)。1、取水構(gòu)筑物取水構(gòu)筑物是直接接觸水源的固定結(jié)構(gòu)，按水源類型分為地表水取水和地下水取水兩類：（1）岸邊式取水構(gòu)筑物。建在河流或湖泊岸邊，進(jìn)水口直接伸入水域，適用于河岸地質(zhì)穩(wěn)定、水位變化幅度小（≤5米）的場(chǎng)景。結(jié)構(gòu)包括集水井與泵房：集水井前端設(shè)格柵（間隙50-100毫米，攔截漂浮物）和格網(wǎng)（網(wǎng)孔5-10毫米，過(guò)濾懸浮物），防止雜物進(jìn)入水泵；泵房?jī)?nèi)安裝取水設(shè)備，通過(guò)進(jìn)水管與集水井連接。（2）河床式取水構(gòu)筑物。針對(duì)水位變化大（＞5米）、岸邊地形陡峭或地質(zhì)條件差的河流，將取水頭部（喇叭口狀，帶格柵）置于河中央，通過(guò)自流管或虹吸管連接至岸邊泵房。取水頭部需低于最低水位0.5-1.0米，確保枯水期仍能取水，同時(shí)需設(shè)防淤設(shè)施（如沖沙管）防止泥沙淤積。（3）地下水取水構(gòu)筑物。抽取深層或淺層地下水，常用形式為管井與大口井：管井通過(guò)鉆機(jī)成孔（直徑100-500毫米，深度50-300米），井壁用鋼管或PVC管支護(hù)，井底設(shè)濾水管（孔隙率15%-25%）過(guò)濾泥沙；大口井為開(kāi)挖或沉井法建造的淺井（直徑2-8米，深度5-20米），適用于淺層地下水豐富的地區(qū)，井壁設(shè)進(jìn)水孔（直徑50-100毫米），井底鋪級(jí)配濾料（鵝卵石、粗砂）防止涌沙。2、取水設(shè)備取水設(shè)備是將原水從水源輸送至處理廠的動(dòng)力裝置，需根據(jù)取水深度、流量及揚(yáng)程選擇，常用類型包括：（1）離心泵。通過(guò)葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力輸水，特點(diǎn)是流量大（100-10000立方米/小時(shí)）、揚(yáng)程范圍廣（5-200米）、效率穩(wěn)定（70%-90%），適用于河流、湖泊等地表水的一級(jí)泵站（水源至處理廠）。安裝時(shí)需保證“灌引水”（泵殼內(nèi)充滿水），防止氣蝕損壞葉輪。（2）潛水泵。泵體與電機(jī)一體化浸入水中，無(wú)需灌引水，安裝方便，適用于深井、水庫(kù)或水下取水。常用型號(hào)為潛水離心泵（流量50-500立方米/小時(shí)，揚(yáng)程10-100米），電機(jī)需做防水密封（IP68級(jí)），防止進(jìn)水燒毀。（3）深井泵。專為深層地下水設(shè)計(jì)的立式泵，電機(jī)置于地面，泵體通過(guò)長(zhǎng)軸連接至井下（深度50-300米），適用于管井取水。其流量較?。?0-200立方米/小時(shí)）但揚(yáng)程高（50-300米），需定期檢查長(zhǎng)軸的垂直度，避免運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)過(guò)大。二、水質(zhì)處理設(shè)施水質(zhì)處理設(shè)施是將原水凈化為符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2022）的核心環(huán)節(jié)，通過(guò)物理、化學(xué)、生物方法去除懸浮物、膠體、有機(jī)物及微生物，流程需根據(jù)原水水質(zhì)調(diào)整（如原水濁度高則強(qiáng)化混凝，有機(jī)物多則增加深度處理）。1、常規(guī)處理工藝常規(guī)處理是針對(duì)大多數(shù)水源的基礎(chǔ)流程，包括混凝、沉淀、過(guò)濾三步，目標(biāo)是去除原水中80%以上的懸浮物與膠體。（1）混凝。向原水中投加絮凝劑（聚合氯化鋁、硫酸鋁、聚丙烯酰胺），通過(guò)電性中和與吸附架橋作用，使細(xì)小懸浮物與膠體聚結(jié)成大顆粒（礬花）。關(guān)鍵參數(shù)：聚合氯化鋁投加量2-5毫克/升，硫酸鋁5-10毫克/升；攪拌需分兩步——快速攪拌（100-300轉(zhuǎn)/分鐘，1-2分鐘）讓藥劑均勻分散，慢速攪拌（20-60轉(zhuǎn)/分鐘，15-30分鐘）促進(jìn)礬花成長(zhǎng)。注意：需根據(jù)原水濁度、溫度調(diào)整投加量（如冬季水溫＜10℃時(shí)，投加量增加20%-30%）。（2）沉淀。將混凝后的水引入沉淀池，利用重力使礬花沉降至池底，清液從頂部流出。常用沉淀池類型：平流式（長(zhǎng)方形，水流速度0.005-0.01米/秒，停留時(shí)間1-3小時(shí)，適合大水量）、斜管（斜板）沉淀池（斜管傾角60°，表面負(fù)荷3-6立方米/平方米·小時(shí)，效率是平流式的2-3倍，適合中小水量）、輻流式沉淀池（圓形，中心進(jìn)水周邊出水，適合大型處理廠）。沉淀池需定期排泥（每日1-2次，排泥量占處理水量的1%-3%），防止污泥淤積影響沉淀效果。（3）過(guò)濾。沉淀后的水通過(guò)濾料層（石英砂、無(wú)煙煤、活性炭），去除剩余的細(xì)小懸浮物與膠體，進(jìn)一步降低濁度（目標(biāo)≤1NTU）。常用濾池：快濾池（濾速5-10米/小時(shí)，濾料厚度0.7-1.2米，石英砂粒徑0.5-1.2毫米）、V型濾池（氣水反沖洗，反沖洗強(qiáng)度12-15升/平方米·秒，過(guò)濾效果更穩(wěn)定，適合大型水廠）、活性炭濾池（同時(shí)吸附有機(jī)物與異味，用于深度處理）。過(guò)濾的核心控制指標(biāo)是水頭損失（濾料層的壓力損失），當(dāng)水頭損失達(dá)到2-3米時(shí)需反沖洗，恢復(fù)濾料的過(guò)濾能力。2、深度處理工藝當(dāng)原水有機(jī)物（COD＞5毫克/升）、色度（＞15度）或特定污染物（如農(nóng)藥、重金屬）超標(biāo)時(shí)，需增加深度處理工藝，進(jìn)一步提升水質(zhì)。（1）活性炭吸附。利用活性炭的多孔結(jié)構(gòu)（比表面積500-1500平方米/克）吸附水中的有機(jī)物、異味及色度，分為顆?；钚蕴浚℅AC，填充于濾池）與粉狀活性炭（PAC，直接投加于原水）。顆?；钚蕴康母鼡Q周期為3-12個(gè)月（根據(jù)吸附飽和情況判斷，如出水COD回升至原水的80%則需更換）；粉狀活性炭投加量5-20毫克/升，適用于突發(fā)污染（如水源受有機(jī)物泄漏）。（2）膜過(guò)濾。通過(guò)半透膜的孔徑篩分作用，去除更小的污染物，按孔徑分為微濾（MF，0.1-1微米，去除細(xì)菌、懸浮物）、超濾（UF，0.01-0.1微米，去除膠體、大分子有機(jī)物）、反滲透（RO，0.0001-0.001微米，去除無(wú)機(jī)鹽、小分子有機(jī)物）。膜過(guò)濾的優(yōu)點(diǎn)是出水水質(zhì)好（濁度≤0.1NTU），缺點(diǎn)是膜易堵塞（需定期化學(xué)清洗，如用檸檬酸去除無(wú)機(jī)垢、次氯酸鈉去除有機(jī)物），且成本較高（膜組件價(jià)格占總投資的30%-50%）。（3）高級(jí)氧化。利用強(qiáng)氧化性自由基（·OH）分解難降解有機(jī)物，常用工藝：臭氧氧化（臭氧投加量1-5毫克/升，接觸時(shí)間15-30分鐘，去除酚類、農(nóng)藥等）、光催化氧化（TiO?為催化劑，紫外線激發(fā)產(chǎn)生·OH，適用于低濃度有機(jī)污染）。高級(jí)氧化通常作為深度處理的補(bǔ)充，需與后續(xù)工藝（如活性炭吸附）配合，防止氧化后的中間產(chǎn)物殘留。3、消毒工藝消毒是殺滅水中病原微生物（細(xì)菌、病毒、寄生蟲(chóng)）的關(guān)鍵步驟，需保證管網(wǎng)末端仍有足夠余氯（≥0.05毫克/升），防止二次污染。（1）氯消毒。最常用的消毒方式，包括液氯（高壓鋼瓶?jī)?chǔ)存，投加量1-3毫克/升，接觸時(shí)間≥30分鐘）、次氯酸鈉（現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生器制備，投加量2-4毫克/升，安全方便）。優(yōu)點(diǎn)是成本低、能保持余氯；缺點(diǎn)是產(chǎn)生三鹵甲烷（THMs）等消毒副產(chǎn)物（需控制原水有機(jī)物含量，如COD≤3毫克/升）。（2）二氧化氯消毒。消毒效果優(yōu)于氯（殺菌能力是氯的2.5倍），不產(chǎn)生三鹵甲烷，投加量0.5-2毫克/升，接觸時(shí)間15-30分鐘。缺點(diǎn)是二氧化氯不穩(wěn)定（需現(xiàn)場(chǎng)用氯酸鈉與鹽酸反應(yīng)制備），且高濃度（＞10%）時(shí)有爆炸風(fēng)險(xiǎn)，適用于對(duì)水質(zhì)要求高的地區(qū)（如飲用水源地保護(hù)區(qū)）。（3）紫外線消毒。利用254納米紫外線破壞微生物DNA，殺菌速度快（接觸時(shí)間＜1分鐘），無(wú)殘留。紫外線劑量需達(dá)到30-40毫焦耳/平方厘米（殺滅99.9%的細(xì)菌），適用于小型水廠或終端消毒（如小區(qū)二次供水）。但紫外線無(wú)法保持余氯，需在消毒后補(bǔ)加少量氯（0.1-0.2毫克/升），防止管網(wǎng)二次污染。三、輸水與配水系統(tǒng)輸水與配水系統(tǒng)是連接處理廠與用戶的“血管”，負(fù)責(zé)將凈化后的水輸送至終端用戶，需保證水量、水壓與水質(zhì)的穩(wěn)定。1、輸水管網(wǎng)輸水管網(wǎng)是從水廠（或水源）到配水廠的大管徑管道，主要功能是長(zhǎng)距離輸送清水（流量大、壓力高），其設(shè)計(jì)需優(yōu)先考慮管材強(qiáng)度與防漏性能。（1）管材選擇。常用管材：球墨鑄鐵管（強(qiáng)度高、耐腐蝕、壽命50-100年，適合輸水管網(wǎng)，直徑100-2000毫米）、鋼管（強(qiáng)度高、韌性好，適合穿越河流/鐵路，需做防腐處理：環(huán)氧煤瀝青、聚乙烯涂層）、預(yù)應(yīng)力混凝土管（成本低、耐腐蝕，適合大口徑輸水管，直徑1000-3000毫米，但重量大施工麻煩）。管材選擇需平衡成本、壽命與施工難度，如穿越障礙物優(yōu)先選鋼管，一般輸水管優(yōu)先選球墨鑄鐵管。（2）布置要求。輸水管需遵循“短路徑、少轉(zhuǎn)彎、避開(kāi)不良地質(zhì)”原則：盡量沿道路鋪設(shè)，減少征地成本；穿越河流時(shí)采用頂管或盾構(gòu)法，避免破壞河道；管道埋深需超過(guò)當(dāng)?shù)貎鐾翆樱ㄈ绫狈降貐^(qū)埋深≥1.5米），防止冬季凍裂；管道接口需密封（球墨鑄鐵管用橡膠圈，鋼管用焊接/法蘭），并做防腐處理（外壁涂環(huán)氧涂層，內(nèi)壁涂水泥沙漿）。2、配水管網(wǎng)配水管網(wǎng)是從輸水管網(wǎng)到用戶的支管網(wǎng)絡(luò)，直接服務(wù)終端用戶（居民、商業(yè)、工業(yè)），需兼顧供水可靠性與成本控制。（1）管材選擇。常用管材：PE管（聚乙烯管，柔韌性好、熱熔連接方便，適合埋地配水管，直徑20-630毫米）、PVC管（聚氯乙烯管，成本低、耐腐蝕，但低溫易脆，適合室內(nèi)或溫暖地區(qū)）、球墨鑄鐵管（適用于管徑較大的配水管，直徑100-1000毫米）。PE管是當(dāng)前配水管的主流選擇，因其施工速度快（熱熔連接僅需5-10分鐘/接口）、壽命長(zhǎng)（50年以上）。（2）布置形式。配水管網(wǎng)的布置需平衡可靠性與成本：環(huán)狀管網(wǎng)（管道連成閉合環(huán)，某段損壞時(shí)可通過(guò)其他管道供水，可靠性高，適合城市中心區(qū)、工業(yè)區(qū)）、枝狀管網(wǎng)（從主干管向周邊延伸，成本低但可靠性差，適合郊區(qū)、農(nóng)村）、混合管網(wǎng)（環(huán)狀與枝狀結(jié)合，核心區(qū)域用環(huán)狀，外圍用枝狀，兼顧兩者優(yōu)點(diǎn)）。環(huán)狀管網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)流量（每個(gè)節(jié)點(diǎn)的用水量）需通過(guò)水力計(jì)算（如哈代-克羅斯法）確定，確保管網(wǎng)壓力均勻（0.15-0.35兆帕）。（3）附屬設(shè)施。配水管網(wǎng)需配套以下設(shè)施：消火栓（間距≤120米，距路邊≤2米，距建筑≥5米，方便消防車取水）、檢查井（每隔50-100米設(shè)置，用于閥門(mén)操作與管道檢修）、排氣閥（安裝在管網(wǎng)高點(diǎn)，排出管內(nèi)空氣，防止氣阻影響供水）、泄水閥（安裝在管網(wǎng)低點(diǎn)，用于排空管道內(nèi)的水，方便維修或防凍）。四、增壓與調(diào)節(jié)設(shè)施增壓與調(diào)節(jié)設(shè)施用于平衡供水系統(tǒng)的流量與壓力波動(dòng)（如早高峰用水量驟增、水源水位下降），確保管網(wǎng)壓力穩(wěn)定與連續(xù)供水。1、水泵站水泵站是供水系統(tǒng)的“心臟”，通過(guò)水泵提升水的壓力，按功能分為三類：（1）一級(jí)泵站。連接水源與處理廠，負(fù)責(zé)將原水輸送至處理廠，流量需等于處理廠的設(shè)計(jì)流量（如日處理10萬(wàn)噸的水廠，一級(jí)泵站流量=100000立方米/天÷24小時(shí)≈4167立方米/小時(shí)），揚(yáng)程需克服水源與處理廠的水位差（如水源水位10米，處理廠清水池水位25米，揚(yáng)程=25-10+管道阻力5米=20米）。常用水泵：?jiǎn)渭?jí)雙吸離心泵（流量大、效率高，適合大水量）。（2）二級(jí)泵站。連接處理廠與配管網(wǎng)，負(fù)責(zé)將清水輸送至用戶，流量需匹配用戶的用水變化（如早高峰（6:00-8:00）用水量是平均流量的1.5-2倍），因此需采用多臺(tái)水泵并聯(lián)（如3臺(tái)主泵+1臺(tái)備用泵），根據(jù)流量變化開(kāi)啟不同數(shù)量的水泵。二級(jí)泵站的揚(yáng)程需克服處理廠清水池與管網(wǎng)控制點(diǎn)的水位差（如清水池水位25米，管網(wǎng)控制點(diǎn)水位40米，揚(yáng)程=40-25+管道阻力10米=25米）。（3）加壓泵站。設(shè)置在輸水管網(wǎng)中途（如穿越山區(qū)、長(zhǎng)距離輸水），用于補(bǔ)充壓力損失，揚(yáng)程需根據(jù)管道的壓力降計(jì)算（如輸水管每公里壓力降0.5-1米，10公里則需5-10米揚(yáng)程）。加壓泵站通常采用變頻控制，根據(jù)管網(wǎng)壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，節(jié)約電能（比定速水泵節(jié)能20%-30%）。2、儲(chǔ)水設(shè)施儲(chǔ)水設(shè)施用于儲(chǔ)存清水，平衡供水與用水的時(shí)間差（如白天用水多、夜間用水少），并應(yīng)對(duì)突發(fā)情況（如泵站故障、管網(wǎng)爆管）。（1）清水池。位于處理廠內(nèi)，儲(chǔ)存凈化后的清水，容積需滿足：①處理廠日設(shè)計(jì)流量的10%-20%（保證水質(zhì)穩(wěn)定）；②消防儲(chǔ)備水量（按火災(zāi)延續(xù)時(shí)間2小時(shí)計(jì)算，如日處理10萬(wàn)噸，消防儲(chǔ)備水量=100000×2/24≈8333立方米）；③事故儲(chǔ)備水量（按停水4小時(shí)計(jì)算，約16667立方米）。清水池需設(shè)進(jìn)水管、出水管、溢流管（防止水位過(guò)高溢出）、排泥管（定期排出池底污泥），并做防腐處理（內(nèi)壁涂環(huán)氧涂料）。（2）高位水箱。安裝在建筑屋頂或高處（如山頂），利用重力供水，主要作用是穩(wěn)壓（防止水泵頻繁啟停）與應(yīng)急（水泵故障時(shí)提供臨時(shí)供水）。高位水箱的容積需滿足建筑高峰用水量的2-3小時(shí)（如一棟10層住宅，高峰用水量=100戶×0.2立方米/戶·小時(shí)=20立方米，水箱容積=20×2=40立方米）。水箱需定期清洗（每季度1次），防止藻類滋生。（3）水塔。獨(dú)立的高聳儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)（高度20-50米），適用于山區(qū)或水壓不足的農(nóng)村，容積50-500立方米。水塔的供水壓力由其高度決定（10米高度對(duì)應(yīng)0.1兆帕壓力），因此需根據(jù)用戶的水壓要求確定高度（如用戶需要0.2兆帕壓力，水塔高度需≥20米）。（4）調(diào)蓄池。設(shè)置在配管網(wǎng)末端，用于儲(chǔ)存夜間多余的清水（處理廠夜間流量大于用水量），白天再輸送至用戶，減少二級(jí)泵站的高峰負(fù)荷。調(diào)蓄池的容積需根據(jù)晝夜用水差計(jì)算（如夜間用水量是白天的50%，調(diào)蓄池容積=日處理流量×(1-50%)×夜間時(shí)長(zhǎng)/24），常用材質(zhì)為鋼筋混凝土或玻璃鋼（FRP）。五、附屬與控制設(shè)施附屬與控制設(shè)施是供水系統(tǒng)的“神經(jīng)中樞”，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)流量、監(jiān)測(cè)參數(shù)與自動(dòng)控制，確保系統(tǒng)安全高效運(yùn)行。1、閥門(mén)系統(tǒng)閥門(mén)是管網(wǎng)的“開(kāi)關(guān)”，用于截?cái)嗨?、調(diào)節(jié)流量與防止倒流，需根據(jù)功能選擇類型：（1）截?cái)嚅y。用于完全切斷水流，常用閘閥（全開(kāi)全關(guān)，流阻小，適合輸水管起點(diǎn)、分支點(diǎn)）、蝶閥（旋轉(zhuǎn)蝶板調(diào)節(jié)流量，開(kāi)關(guān)快，適合水