摘要: 本文首先阐述了创建现代化水厂的总体要求，现代化水厂的评价标准以及现代化水厂的主要技术要求，然后结合平房净水厂的生产实际情况来探讨旧水厂如何在不断升级改造中逐步推进现代化水厂建设。
关键词: 现代化水厂 水厂升级改造 水厂自动化 消毒方式
1.前言
创建现代化净水厂的根本目标就是要保证不间断地供应质量优良的水，为了达到这一目标，净水厂要有确保水质的处理工艺、先进的投药方法、可靠而高效的设备，要实现自动控制，加强科学管理、保障安全生产与环境优良。对于已建成的水厂，随着生产环境的改变与生产工艺的进步，想要与时俱进，不断适应新的现代化要求，就必须以现代化水厂的评价标准为依据，从各方面进行升级改造，推进现代化水厂建设。
2.现代化净水厂标准
2.1现代化水厂评价标准
浙江省在水资源管理领域处于全国领先水平，浙江省水协为了使现代化水厂的评价更有章可循、更具操作性，制定了《浙江省城市供水现代化水厂评价标准》，从如下七个方面对水厂进行了详细的评判。该标准为其它省份创建现代化净水厂提供了重要参考信息。在该《标准》中，对每个评价项目制定的分值如下：1、水质要求（23分）；2、净水工艺（18分）；3、电气机械设备（20分）；4、自动化和信息化（20分）；5、管理科学（11分）；6、安全生产（5分）；7、环境优美（3分）。共7个部分，68个项目。评价总分为100分。当考评总分在90分及以上时，可评为合格的现代化水厂[1]。
2.2 现代化水厂水质要求
现代化水厂应有完善的原水水质在线监测和水质预警设施，对原水监测所设立的采样点、采样频率与检测项目要符合国家有关标准的相关要求，对原水水质要进行定期调查与分析。
现代化水厂的出厂水水质除应达到《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006的规定外，还应达到如表1所示的现代化水厂出厂水优质标准。并要求浑浊度、余氯、pH24小时在线检测，正点记录，各检测项目合格率≥95%。其余检测项目与检测频率都要符合国家规定，合格率达到≥95%。
表1 现代化水厂出厂水优质标准
说明：其余检测项目与《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）相同。
2.3 现代化水厂的自动化和信息化要求
现代化水厂应建立完善的DCS控制系统，对照净水厂工艺要求，将各部分的数据信号接入自控系统，并在中控室操作员站上能够正确、全面地显示各工艺部分的数据。主要工序实现两级控制：就地控制，调度室控制。自控系统具备数据处理功能；监测和报警功能；系统再开发功能；自动生成各类生产报表，数据准确、全面。
现代化水厂应建立完善的管理信息系统（MIS），包括建立办公自动化子系统，以及设备管理子系统，系统运作均应良好。水厂的日常事务管理，如内部公告、文档管理等应通过办公自动化系统进行。水厂的设备档案管理，设备运行管理，设备检修管理，设备变动管理，备品备件管理，设备资产管理应通过设备管理子系统进行[2]。
3.升级改造，推动平房净水厂现代化建设
平房净水厂位于哈尔滨香坊区，其占地规模为29公顷，总设计容量为90万m3/天。日均向市区供水约83万吨，目前承担着哈尔滨市江南主城区全部的居民供水任务。平房净水厂分两期建设，每期均采用了国外先进的DCS自控系统。自一期工程2006年投产以来，平房净水厂通过改进生产工艺、定期升级自控系统、引入OA办公系统与设备管理系统、通过ISO9001质量管理认证等方式不断朝着建设现代化水厂的目标努力。
3.1 改变消毒方式，提升出厂水质
平房净水厂以磨盘山水库水为水源。水体中含有大量天然腐殖质，水质以低温、低浊、低PH、高色度为主要特点。针对磨盘山水质特点，净水厂采用常规地表水处理工艺，即混凝-沉淀过滤-消毒。其中消毒方式采用液氯消毒，该方法使用方便成本低、对微生物杀灭能力较强、消毒作用持久，已在水厂应用多年。但由于液氯会在消毒过程中产生氯仿等少量有害的消毒副产物，为水质安全带来一定的风险，长期会对水质安全形成挑战。为寻找解决办法，平房净水厂2016年进行了二氧化氯消毒生产试验，但通过试验得出结论该方案依然存在一定的安全隐患及副产物风险。
为进一步寻找适合磨盘山水源水质特点，符合哈尔滨市供水管网需要的消毒剂，哈供水集团水质中心结合磨盘山水源水质特点，进行了氯胺消毒净水技术实验室试验与氯胺消毒的生产性试验，目的在于通过试验检验氯胺消毒后，水质106项指标的变化情况；重点考察水质突变性、消毒副产物、嗅味、口感等主要指标变化特性；建立与清水池进水量、出水量及水质相关的氯胺消毒工艺生产运行控制技术。
通过氯胺消毒的生产性试验数据分析，采用氯胺消毒方式后的出厂水水质各项指标均满足国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求，生产性试验获得成功。氯胺消毒可以避免水中一些有机污染物发生氯化反应，减少致癌致突变化合物的产生，并且氯胺的稳定性好，杀菌持久性强，能有效控制管网中有害微生物的繁殖，对供水管网的腐蚀性也比较小，随着生产性试验的成功，平房净水厂下一步将进行商品次氯酸钠替代现有液氯消毒的改造，硫酸铵投加系统也将一并进行添加完善。
3.2自控系统升级改造，不断提高自动化与信息化水平
平房净水厂的两期工程使用的自控系统分别是美国艾默生公司的OVATION自控系统和德国西门子公司的PCS7自控系统。从2006年投产至今，平房净水厂已经进行了5次自控系统的升级改造。除了正常更换老化的自控系统部件外，升级改造的另一个重要目的就在于不断提升与完善自控系统的性能，使之更好地为水厂服务。
平房净水厂原有的投药系统是采用等量自动投加的方式。当原水量进行调整后需要运行人员重新根据投药单耗与水量计算投药流量，然后在操作员站上进行调整，整个过程自动化程度不高，投药不够精准。投药系统升级后，水厂采用了等比例投药方式，运行人员在操作员站上设定完投药单耗值后，后台程序将自动根据原水量进行流量计算并自动调节投药泵的投加频率与冲程，达到等比例投药的效果。目前，在等比例投加的基础上，平房净水厂还进一步进行经验曲线投加方式与游动电流仪控制投药方式的试验，以期进一步改善混凝效果，提升出厂水质[3]。
除上述自控系统升级成果之外，平房净水厂还在数次自控升级中，进行了完善系统的网络结构，使自控系统更加安全稳定；增设滤池出水水质巡检系统，方便对单个滤池过滤效果进行评价；将控制柜电源更换为新型无风扇节能电源，降低电耗；对泵站送水泵进行变频改造等等一系列升级改造举措，不断地朝建设一流现代化净水厂的目标努力奋进。
4.结束语
现代化水厂的建设不是一蹴而就的。虽然经过多年的努力，平房净水厂已经在建设现代化水厂的道路上取得了一定的成绩，但与现代化水厂的要求还有一定的距离。如何调整生产工艺使出厂水浊度能稳定地小于0.1NTU，如何更好地处理排泥水与反冲洗水，都是需要进一步改进解决的问题。
参考文献:
[1] 洪觉民. 现代化净水厂技术手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2013.
[2] 浙江省城市水业协会. 浙江省城市供水现代化水厂评价标准[S].2013.
[3]常永滑.净水厂混凝投药控制的研究[D].天津：天津大学，2007
论文作者:郭春花
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/9
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