位于严寒地区的村镇净水系统由于冬季水源温度较低、没有采暖措施等原因，一方面使得系统的出水水质得不到保证，另一方面会造成净水构筑物本身发生不同程度的冻胀现象。本文针对以上问题，在分析了寒区净水系统的组成基础上，就适用于北方村镇的给水处理工艺，提出了太阳能与秸秆锅炉联合加热净水构筑物系统，提高构筑物内部的反应温度，以满足北方村镇的水处理要求。本文主要以CFD数值模拟软件为分析手段，结合实地调研，验证系统在严寒地区的可行性。首先，本课题针对严寒地区可用于村镇的净水构筑物种类进行筛选分析，确定出澄清池和生物滤池作为寒区村镇净水系统的主要处理构件。在调查了中型一般镇用水特点的基础上，详细计算澄清池及生物滤池的外形尺寸，并对其温度参数的影响进行定性及定量的分析，从而确定寒区净水构筑物的运行温度：生物滤池在15℃以上，澄清池在10℃以上。其次，基于太阳辐射以及太阳能集热器的基本理论知识，本文设计出一种适用于寒区村镇的净水构筑物增温系统，选用太阳能集热器与秸秆锅炉并联加热的方式对净水构筑物系统进行增温，系统通过换热盘管将热源的热量传递给净水构筑物，换热盘管内的传热介质依次通过生物滤池、澄清池，而后回到热源处。同时，针对不同气象条件，结合控制系统，对热源的运行方式及加热支路的运行参数进行调节，以达到构筑物所需的温度要求。再次，本文建立了净水构筑物增温系统的物理模型，并针对不同的研究内容采用不同的物理模型和边界条件。利用Fluent软件对构筑物内部及周边土壤的温度场进行模拟，并对净水构筑物的加热方式、保温层厚度、加热温度等参数对系统的影响进行分析计算。最后，选取哈尔滨地区周边村镇的1月份作为计算月，利用模拟所得的数据，对净水构筑物系统的散热量进行计算；通过理论公式的推导，求解出最不利月的太阳能集热器面积、太阳能保证率以及秸秆锅炉的热负荷。进而确定系统在不同月份的太阳能集热器及秸秆锅炉的加热比例及太阳能保证率，对系统的节能性、可靠性进行分析。随着农村对饮用水水质要求的提高，寒区村镇给水处理工艺要求趋于严格，本文提出的寒区净水构筑物增温系统，可使净水构筑物系统中的澄清池、生物滤池的温度满足水处理要求，研究成果具有一定的理论意义和工程推广价值。