智慧水务|数字化时代的供水工厂转型与运行管理

       在数字化时代浪潮下，智慧水务已成为提升城市供水效率与水质安全的关键驱动力。供水工厂，作为城市水资源处理与供应的核心环节，正逐步融入这一智慧化转型的进程。通过集成云计算、物联网、大数据分析等先进技术，智慧水务系统平台不仅实现了对供水网络的实时监控与智能调度，还极大增强了对水质变化的预测及应对能力，为确保居民与工业用户的用水安全与可持续性提供了坚实的技术支撑。

       供水工厂作为供水工程的中枢，承担着水质监控与净化的重任，其核心目标在于运用必要的处理技术去除水中杂质，确保生活用水既经济实惠又品质卓越、安全可靠，同时为工业生产供应符合水质标准的用水资源。无论是净化过程还是污泥处理程序，供水工厂的运营都必须遵循环境保护的标准。直至上世纪90年代初，国内对于水厂排泥水处理几乎未有涉足，而今，随着对水厂排放废水造成环境污染问题的关注加深，全国近4400座城市供水厂正逐步规划实施排泥水处理设施的建设。

       在选择净水工艺与主体构筑物时，应依据原水质量、设计产能以及净化后水质标准综合决定。水厂落成后，首要任务是进行全面调试，这需紧密贴合地方运营与管理的实际条件，并根据国家相关政策，定制适合水厂实情的管理制度，以确保供水的安全性和稳定性。

       设备安装接近尾声之际，便应规划在所有前提条件具备时，启动设备调试程序。调试分为三个阶段：第一阶段为单体设备的单独调试，涵盖空载与满载测试；第二阶段是在单项调试验收合格后开展的满载联动调试；第三阶段则是联动调试成功通水后的工艺系统效能调优。

       调试前期，需细致检查已完成的工程部分，涉及土建、管道井室、设备自身及电气控制仪表的全面检验。确保供水泵与电机通过联轴器精确对准，泵启动前彻底排气并用清洁水预充，入口阀门开启，出口阀门则关闭。若电机合闸后未能启动，应迅速断电以保护电机。电机运行时，密切监控电机状况与电流表读数，出现异常立即停止运行。

       针对隔膜计量泵，根据工作环境温度添加适量润滑油至指定油位。释放管路及隔膜油腔内的压力以排除空气，调整泄压安全阀使空气完全排出。随后，按25%、50%、75%至100%的额定压力梯度逐步增压，每级压力下至少运行15分钟。最终，在全负荷下连续运行1小时。

       通水试车是在所有设备单机调试通过的基础上，按照工艺流程分阶段进行，从无负荷联动试运行过渡到全系统通水，验证工艺流程畅通无阻，并在低负荷下达到水质送水标准。临时铺设管线引入清水冲洗蓄水池，利用此水源反冲洗砂滤池直至清洁。基于当日原水，通过混凝实验确定合适的混凝剂投加量。利用次氯酸钠消毒泵对蓄水池进行消毒，确保有效氯含量达到20mg/L，并保持浸泡超过24小时。随后，排放消毒水，蓄水池即可准备投入运行。

       水处理工艺流程涵盖了从进水泵房至送水泵房及配电间的全过程，具体为：进水泵房—机械混合池—动态絮凝池—水平沉淀池—V型过滤池—清水存储池—泵房加压及配电设施—最终出厂供水网。与此同时，污泥处理流程涉及到排水池—排泥调节池—污泥浓缩处理—平衡调节池—脱水工作间，处理后的泥饼则被外运处理。当前，水厂已实现对关键生产指标，如余氯含量、浊度、水流速度、水压等的在线监测，并且包括加药、消毒、沉淀池排泥、滤池逆冲及泵房加压等多个环节均采用自动化控制系统，不仅减轻了人工操作负担，而且确保了出水水质，显著提升了运行与管理的效能。

1、关于水处理工艺的详细配置：

（1）取水与输水系统：日处理规模达5万立方米，从露天渠道取水，配置两条直径DN800的钢质输水管，实现双路互备。

（2）抽水站：装备6台双吸泵，其中4台常备使用，2台作为备用，单泵流量550立方米/小时，扬程15米，功率37千瓦。

（3）分配井：配备手动启闭闸门，确保两个处理系列水量均衡，设置一座分配井，水停留时间78秒。

（4）混合池与絮凝池：分为两个系列，每系列两座串联，首段加入三氯化铁，第二段加入聚合氯化铝，每阶段混合时间60秒；絮凝池共2座，絮凝时间21分钟，有效水深5米。

（5）沉淀池与过滤：配置4座斜管沉淀池，每座面积88平方米，采用塑料六边形蜂窝斜管，中央驱动刮泥机每日运行至少2次，必要时可增加频率。V型滤池设计滤速为6.75立方米/小时，采用气水联合反冲洗，反冲洗周期约10分钟，滤料选用单一规格的石英砂，严格遵守筛分曲线标准。

（6）清水池与泵房：新建两座清水池，总容积6912立方米，调节能力占供水规模的13.8%。泵房内设5台水泵，分为两组，小泵2台（1用1备，1台变频），大泵3台（2用1备，1台变频），根据流量和压力自动调控水泵运行。

（7）加药与消毒：采用三氯化铁与聚合氯化铝联合投加，前者浓度至少38%，后者有效Al₂O₃含量不低于10%；加氯使用10%浓度的次氯酸钠，原液储存后经计量泵和在线稀释系统投加。

2、污泥处理工艺细节：

（1）排水与排泥处理：排水池总容积330立方米，分为两格，配备潜水泵和吸泥机，用于接纳滤池反冲洗水及沉淀池排泥，安排定时运行。

（2）污泥调节与浓缩：排泥池总容积363立方米，通过潜污泵送至浓缩池，配置潜水搅拌机防止沉降，设置连续式辐流浓缩池，配备刮泥机和螺杆泵，采用干粉聚丙烯酰胺作为絮凝剂。

（3）脱水与处置：设置均衡池与脱水车间，采用阴离子型聚丙烯酰胺作为脱水药剂，配备离心机进行脱水处理，脱水后的泥饼通过螺旋输送器送至存储区域，整个流程旨在高效、环保地处理水厂产生的污泥。

        水厂管理在保障生产安全方面需要建立相关的安全制度，着重加强人员技术培训，定期巩固理论知识和操作技能，确保每位工作人员熟练掌握各项系统的操作和控制技巧，以保证水厂稳定运行的同时，有效控制成本，实现费用的节约与合理利用。

       水厂建成后需要进行严格调试和试车，以验证设备供货和安装质量是否符合合同标准规定，调试各工序水处理设施的运行参数。在日常运行中，必须深入了解每个工段的运行原理和重点，加强设备维护工作，依托先进的自控系统，精心管理整个厂区的流程，确保系统连续稳定运行。同时，水厂需制定严格详实的管理制度，加强人员技术培训，保障水厂正常运行，确保出厂水的水量、水压和水质指标符合规定要求。

       综上所述，供水工厂在智慧水务系统平台框架下的转型升级，不仅标志着城市供水管理进入了新的智能化阶段，也为全球水资源的高效利用和环境保护树立了典范。随着技术的不断进步和创新理念的深化，未来的供水工厂将更加侧重于数据的深度挖掘与应用，以及系统间的无缝协同，进一步提升服务的精准度与响应速度。智慧水务的发展，不仅重塑了供水行业的面貌，更为构建绿色、健康、可持续的城市水生态系统奠定了坚实的基础，引领我们迈向更加智慧、更加美好的水管理未来。

中交路桥科技是大型智慧水务公司，发力智慧市政赛道，自主研发了智慧市政系列系统平台 - 基安云·物联网科技系列平台，该平台包括IOT平台，大数据平台、AI平台和数字孪生平台、分别提供可赋能智慧城市治理所需的感能、数能、算能和图能的四大能力，实现智慧市政全场景、全周期数据融合应用，为实现城市精细治理、体验美好生活提供数字底座。基安云智慧水务系统其使用对象不仅仅局限于水厂管理者，对于水务工作决策者、水管维护员、营收业务员与用户均适用，该系统集数据采集与监控、管网巡线、管线布控、供水综合运营调度、供水漏损控制、营收收费等于一体，助力水利发展。