强化常规处理技术在供水水质保障中智慧决策模块的应用

现有的供水企业，生产系统智能化控制系统一般是以自动化设备、仪表为基础，以智能化前后终端和模块为辅，以设备自动化控制和生产工艺流程监测为中心，建立智能化、信息化、管制一体化的统一数字化产品平台，将传统的自动化控制系统与智慧决策系统对接起来，通过数据信息共享、交换，实现生产过程与管理过程的协同对接。

供水企业在做智慧化转型时，需在水处理技术逻辑的基础上设计和优化智慧决策模块。智慧决策包括复杂的感应器硬件基础、电气及自动化系统逻辑，在全流程水质保障体系建立时，应充分了解水处理工艺技术逻辑，设置硬件感知的位置、 警限值和硬件响应参数。

首先，应做好感知层的数据收集和异常原因分析。特别是对硬件类故障应尽做好 警，提高纠偏响应效率。

然后，依据水处理工艺技术逻辑中的技术要点设置感应器安装位置，同时设置关键指标正常范围。依据工艺技术逻辑中的药剂投加建议量，结合日常运营数据分布情况，设置药剂投加泵的运行参数。

以下对水处理技术中强化常规工艺技术逻辑和要点进行详细说明，能够给供水企业的智慧化转型提供水处理工艺技术逻辑方面的支持。

水处理技术方面，常规处理工艺是当前深圳市乃至全国应用最为广泛的水处理工艺形式，如何对常规处理工艺进行优化和强化，最大限度发挥常规处理工艺的作用，对解决各类水质问题具有重要意义。

在不增加新的单元工艺和构筑物的前提下，通过对预处理、混凝、沉淀、过滤、消毒等工艺单元的强化及优化，最大程度地增强常规处理工艺的处理效果，或使其具有某种新的处理功效，以达到提高出水水质、降低后续深度处理负荷等的目的。

强化常规处理技术主要包括原水预处理技术，强化混凝，强化过滤和强化消毒。

原水预处理是指原水进入常规处理工艺之前，通过一定的化学、物理和生物处理方法，去除常规处理工艺所难以去除的污染物，或者通过改变污染物的性质，使其能够在后续处理工艺得到有效去除。

强化混凝指通过改变混凝剂种类或投加量、增加助凝剂、调整pH值、改良投药条件和水力条件等工艺措施或措施组合，改善混凝条件、提高混凝效果的技术措施。

强化过滤是通过改善待滤水的性质，优选滤料，改变过滤方式等措施，加强滤池对污染物的去除效果，提高滤后水水质。

强化消毒是通过采用联合消毒、多点投加等技术措施，提高消毒效果，并控制消毒副产物的形成。

其中的技术要点如下：

一、原水预处理

原水受蓝绿藻污染较严重的供水厂，应在取水口增设永久性氯（二氧化氯、次氯酸钠）或高锰酸钾投加设施以灭活和去除藻类。存在藻毒素超标问题的供水厂，建议采用高锰酸钾预氧化。经常性出现原水嗅味等感官问题的供水厂，应增设粉末活性炭投加设施。

除藻工艺的选择必须兼顾藻体、藻毒素、异嗅味物质的综合控制。投加氧化剂除藻时，要加强对嗅味物质、藻毒素、消毒副产物等指标的检测，采取有效措施，防止因投加氧化剂导致藻体内藻毒素和嗅味物质大量释放以及消毒副产物超出饮用水标准的情况发生。

投加氯类预氧化剂处理藻类问题时，可在强化混凝阶段选择低投加量的预氧化剂以尽量去除藻体，在后续工艺中再选用相对高投加量氧化剂去除溶解性藻毒素。

藻类问题的预处理中，药剂的投加量以现场试验为准，参考投加量为：氯0.5～2.0mg/L，二氧化氯0.5～1.0mg/L，高锰酸钾0.3～1.0mg/L，粉末活性炭5～40mg/L。投加顺序及间隔根据试验确定。不同药剂的投加点应尽量分开，以减少药剂间的相互影响。

取水口不具备药剂投加条件的，可在供水厂进水口投加。取水口不具备同时投加两种药剂条件的，可选择在取水口投加高锰酸钾，供水厂进水口投加氯（二氧化氯、次氯酸钠）。

原水经常发生微量有机物污染或嗅味问题的供水厂，宜设固定式粉末活性炭或预氧化剂投加设施。粉末活性炭参考投加量为5～40mg/L。

原水存在甲壳类、贝类等有害生物污染的供水厂，应在取水口增设氯（二氧化氯、次氯酸钠）投加设施。灭活贝类幼体的参考加氯量为0.4～1.0mg/L，灭活甲壳类浮游动物的参考加氯量为0.5～2.5mg/L。应根据生物污染程度及取水口到供水厂的距离确定适宜的投加量。

采用氯和次氯酸钠预氧化时，须加强对氯消毒副产物的监测；采用二氧化氯预氧化时，须加强对氯酸盐和亚氯酸盐副产物的监测；采用高锰酸钾预氧化时，须加强对色度和锰离子浓度的监测。

二、强化混凝

为提高藻类、有机物等污染物的去除效果，可以采用增加混凝剂的投加量、改变混凝剂种类或投加助凝剂等方式进行强化。

pH值直接影响混凝过程中有机物的去除效率，最适合有机物去除的pH值在5.5左右。但在实际操作中，必须同时考虑混凝剂的类型、投加量、pH值等多个因素。

采用碱性化学沉淀法去除重金属时，应考虑出水铝超标的问题，必要时可将铝盐混凝剂更换为铁盐或其它类型的混凝剂。

通过增加混凝剂投量强化混凝时，应避免出现混凝剂投加过量造成“胶体”再稳的现象。

当出水的铝含量超标时，应合理确定混凝剂投加量，并分析相应的原因，若投加量过大，可以考虑投加有机高分子助凝剂，减少混凝剂的投加量；若pH值过高，应控制混凝过程的pH值，以降低出水的铝含量。

聚丙烯酰胺的投加量应根据不同的水源水质和净水工艺特点，通过实验确定。对于深圳水库的原水，聚丙烯酰胺投加量一般在0.02～0.1mg/L之间。在絮凝池中前部投加可获得较佳的助凝效果。

使用聚丙烯酰胺助凝剂时，应考虑丙烯酰胺单体带来的水质安全问题，其单体含量应小于0.05％。应慎重采用阳离子型聚丙烯酰胺。

三、强化过滤

供水厂采取的强化过滤工艺措施主要包括：控制滤速、采用新型滤料、多层滤料代替单层滤料、优化反冲洗程序和反冲洗参数以及投加助滤剂等。

当滤池单水冲洗效果不佳时，具备条件的供水厂可考虑增加气水联冲方式。

为了降低滤后水浊度，可以考虑提高L/d（滤层厚度/有效粒径）的值。L/d值可通过提高滤层厚度或降低有效粒径实现。

当滤池过滤效果不佳时，可以通过二次微絮凝强化过滤。在过滤前二次投加絮凝剂或助凝剂，使水体中残存的悬浮颗粒、藻类等杂质脱稳，改变其亲水性质，使其易于与滤料表面接触，从而提高滤池对粒颗物的去除效果。

二次微絮凝强化过滤时聚合氯化铝的投加量建议在0.1～0.2mg/L，微絮凝反应停留时间2～4min，可采用水力混合或机械混合。

为解决原水有机物、氨氮、亚硝酸盐等污染物偏高以及色嗅味异常等问题，可将普通石英砂或无烟煤滤料改为活性炭与石英砂双层滤料。通过对工艺运行条件的调整与优化，使滤池既保持原有的除浊性能，又具备较强的生物净化效果。石英砂层的厚度不宜小于300mm。

四、强化消毒

当出水微生物风险高时，供水厂应通过优选消毒剂种类和投加方式等措施强化消毒效果，提高出水的生物安全性。

消毒剂的投加量应优先满足微生物指标和余消毒剂含量达标，然后再考虑其它水质问题。

出厂水远距离输送，或在管线中停留时间长的供水厂，如果管网末梢水中余消毒剂量或微生物指标不能达到水质标准要求，应考虑在出厂前或加压泵站补加消毒剂。

对于原水中天然有机物含量高的供水厂，在采用氯消毒时，应合理设置投加点和分配投加量，采用投加点后移和多点投加的措施保证消毒副产物符合水质标准要求。必要时采用氯胺消毒。

采用二氧化氯作为消毒剂的供水厂，应重点关注亚氯酸盐和氯酸盐等副产物超标问题。如出现副产物超标，应优先考虑降低消毒剂投加量。降低消毒剂投加量不能满足消毒要求时，应采用二氧化氯与其他消毒方式联用，以及改变消毒剂种类等措施。

必须采取折点加氯工艺去除氨氮时，应加强对卤代烃、卤乙酸和卤乙醛等消毒副产物的监测，通过调整投加量和投加点尽量减少消毒副产物的形成。