欄目導語

每一座水廠，都凝聚著幾代人的智慧和汗水，都是一城一地老百姓安居樂業(yè)的根本保障?！秲羲夹g》與國內(nèi)各大水司強強聯(lián)手，用科普與專業(yè)并重的視角探究各地標桿性水廠的每一個角落，讓水廠在云端打開大門，展現(xiàn)別樣的風采。

廣州是國內(nèi)最早有自來水的城市之一，1908年廣州市第一間水廠——增埗水廠建成投產(chǎn)。2000年，劉屋洲取水工程建成，上移東部水廠取水點，取東江水。2004年，南洲水廠建成投產(chǎn)，引入北江水，日生產(chǎn)飲用凈水100萬m3，是華南地區(qū)首家采用“臭氧-生物活性炭”深度處理工藝的特大型飲用凈水生產(chǎn)廠，開啟了廣州供水現(xiàn)代化的大門。2010年，西江引水工程通水運行，由此廣州形成了國內(nèi)大城市罕有的東江、北江、西江三大優(yōu)質水源相互補充的科學保障水源格局，水源地水質實現(xiàn)100%達標。2019年，北部水廠建成投產(chǎn)，成為國內(nèi)最大規(guī)模的超濾膜水廠。

北部水廠位于廣州市白云區(qū)石井鎮(zhèn)鴉崗村白坭河廣和大橋下游約2.2 km的左岸，用地約50公頃，總設計供水規(guī)模150萬m3/天，一期供水規(guī)模60萬m3/天，2019年1月常規(guī)工藝運行通水，出廠水水質100%達標；2019年9月超濾膜車間試運行通水，居民喝上了更優(yōu)質的自來水。北部水廠采用最先進的第三代凈水工藝——超濾膜處理技術，是亞洲最大規(guī)模的單一膜處理車間和國內(nèi)最大規(guī)模的超濾膜水廠，成為廣州供水史上又一里程碑。北部水廠的建成投產(chǎn)緩解了廣州北部地區(qū)日趨緊張的供水形勢，惠及150萬居民。

一、創(chuàng)新嶺南風格，打造生態(tài)廠區(qū)

1、結合現(xiàn)代與傳統(tǒng)，傳承本土文化

廠區(qū)建筑設計以“以水為本，歷史傳承”為核心設計理念，貫穿嶺南建筑“兼容并蓄”的核心精神，運用現(xiàn)代融入傳統(tǒng)的手法，將傳統(tǒng)的嶺南建筑元素融入現(xiàn)代建筑之中，連廊、亭臺和坡屋面等嶺南開放性院落式布局營造出具有豐富人文底蘊的生產(chǎn)兼具城市公共建筑功能的空間。

2、合理規(guī)劃功能分區(qū)，節(jié)省用地能耗

生產(chǎn)調度中心、宿舍、倉庫維修間等輔助建筑物設在廠區(qū)西南角；常規(guī)處理區(qū)設在廠區(qū)中部；深度處理區(qū)設在廠區(qū)東北角；污泥處理區(qū)設在廠區(qū)西南角。合理布置建設構筑物和功能分區(qū)，減少管道水頭損失，降低能耗。采用最節(jié)省用地的構筑物疊加形式，如平流沉淀池下疊清水池的布置方式，兩個生產(chǎn)構筑物有機疊合，僅占用一座構筑物的土地面積。

3、貫穿生態(tài)設計理念，實現(xiàn)資源可持續(xù)利用

廠區(qū)參照海綿城市理念對雨水徑流量進行控制，通過設置下沉式綠地、鏤空鋪地磚，以及利用廠區(qū)內(nèi)遠期工程用地洼地作為雨水調蓄塘，內(nèi)設排蓄設施，實現(xiàn)雨水蓄存及錯峰排放。排泥水和洗池水收集排入污泥系統(tǒng)處理后，上清液循回用于自來水生產(chǎn)環(huán)節(jié)，循環(huán)利用，零排放，節(jié)約水資源同時提高了能效。

二、創(chuàng)新工藝設計，提升供水品質

1、全流程規(guī)劃，分階段建設

北部水廠以水量豐富、原水水質達到Ⅱ類標準的西江水為水源，按照“生物預處理+常規(guī)處理+深度處理（臭氧-活性炭+超濾膜）+排泥水處理”全流程工藝規(guī)劃，確保出廠水水質優(yōu)于《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）和《飲用凈水水質標準》（CJ94-2005）雙標，對接國際標準。北部水廠目前已建成一期供水規(guī)模60萬m3/天的超濾膜車間，凈水工藝介紹如下：

（1）西江原水經(jīng)原水提升泵房從前池提升至預臭氧接觸池，通過沉清疊合池上部網(wǎng)格絮凝池，使具有凝聚性的顆粒經(jīng)多次相互接觸碰撞后形成大而堅實的絮粒；

（2）再通過平流沉淀池，將絮凝過程中形成的絮體通過重力分離，采用桁架式虹吸排泥車進行排泥；

（3）通過石英砂截留水體中的懸浮物及其他雜質，從而使水獲得澄清；

（4）再通過超濾膜降低出水濁度并截留水中的微生物；

（5）最后把水廠清水池內(nèi)的水加壓輸送至市政管網(wǎng)。排泥水經(jīng)污泥處理系統(tǒng)后，一部分被外運污泥（含水率70%）帶走，另一部分上清液回流進入配水渠，再次進入自來水生產(chǎn)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)生產(chǎn)廢水零排放。

2、應急投加應對水源突發(fā)污染

廠內(nèi)設置應急投加設施，在凈水工藝中預留臭氧氧化、顆粒活性炭濾池等凈水單元，可隨水源水質的變化增加針對性的深度處理，滿足各種凈水試劑的應急投加。同時，建立水源監(jiān)測預警系統(tǒng)，可應對各類突發(fā)水源污染事件。

3、超濾膜工藝提升出水生物安全性

北部水廠采用新加坡美能UF-0615ED中空纖維超濾膜，膜材質為PVDF（聚偏氟乙烯），膜孔徑≤0.05μm。超濾膜車間占地面積11583 ㎡（117m*99m），共設置40個膜堆，分成4列，每列10個膜堆，每個膜堆設272支超濾膜組件，共10880支膜組件，單個膜堆的產(chǎn)水量為1.5萬m3/天，相當于一座小型水廠的產(chǎn)能。

超濾膜可有效去除水中的顆粒狀物質，提高飲用水的感觀效果；還能有效去除包括隱孢子蟲、賈第鞭毛蟲、細菌和病毒等在內(nèi)的微生物，顯著提高飲用水的微生物安全性；幾乎可以消除水中的全部藻類組織；在水處理過程中不產(chǎn)生副產(chǎn)物。在南方高溫高濕的環(huán)境下，超濾膜工藝更能有效防止微生物泄露，提升出水生物安全性。

三、構建供水全流程快速反應水質監(jiān)控體系，提升飲用水水質保障水平

1、首創(chuàng)供水全流程反向節(jié)點控制水質模型，實現(xiàn)水質指標實時監(jiān)控，動態(tài)優(yōu)化

通過搭建西江原水、北部水廠和供水管網(wǎng)在線水質監(jiān)測平臺，與人工檢測實現(xiàn)功能互補，實現(xiàn)從水源到用戶終端的全過程水質監(jiān)控覆蓋。首創(chuàng)供水全流程反向節(jié)點控制水質模型，將供水管網(wǎng)進行區(qū)塊管理，通過監(jiān)控用戶終端的水質，利用控制最不利點水質的方法，反向控制供水全流程關鍵節(jié)點的水質，根據(jù)人工和在線水質檢測結果的反饋，動態(tài)優(yōu)化出廠水內(nèi)控水質指標和凈水藥劑投加，調整供水全流程的水質監(jiān)測點、檢測項目及頻率，提升用戶終端飲用水水質保障水平。

2、建立“三位一體”快速反應應急水質監(jiān)測系統(tǒng)，保障應急狀態(tài)供水安全

通過以“應急監(jiān)測實驗室、移動應急監(jiān)測車和應急監(jiān)測管理制度”為基礎，借助大數(shù)據(jù)和云平臺，搭建“三位一體”水質突發(fā)事件快速反應應急監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)控水質動態(tài)變化，評估水質突發(fā)事件的嚴重程度和影響范圍，自動索引應急處理技術，生成應急處理預案，下達水源水質污染的指令和檢測任務，實現(xiàn)在短時間內(nèi)確定污染項目、污染范圍以及污染發(fā)展趨勢，保障應急狀態(tài)供水安全。

四、創(chuàng)新智慧水廠，實現(xiàn)高效運行

1、安防智慧防控

對全廠區(qū)范圍進行室內(nèi)室外三維建模，構建視頻分析平臺，檢測和識別人臉、人體、車輛、專業(yè)場景等，接入人臉比對等基礎API和人臉庫管理、布控等與業(yè)務場景結合緊密的API，構建起水廠智慧防控應用系統(tǒng)，基于分析算法平臺實現(xiàn)對廠區(qū)內(nèi)出現(xiàn)或潛在違法違規(guī)人、事、物進行識別、追蹤與分析研判，并為廠區(qū)案件追捕、制止提供輔助決策，構建事件發(fā)現(xiàn)-追蹤-調度-防治-歸檔全閉環(huán)，打造廠區(qū)智能化、及時化、少人化、精準化安全防控體系。

2、藥劑精準投加

采用前反饋+模型+后反饋的方式開展精準投加研究，具體包括開展礬花圖像識別研究，建立水質-投加-礬花的數(shù)學模型，開發(fā)AI算法，科學智能指導絮凝劑投加量；完善礬泵，優(yōu)化投加場所空間，根據(jù)AI算法實現(xiàn)精準投加；運用AI算法，優(yōu)化投加泵，實現(xiàn)次氯酸鈉智能投加。智慧水廠引入工藝智能算法實現(xiàn)了生產(chǎn)的精細化控制，減少人為因素的影響，控制適應性更強，使生產(chǎn)更加安全可靠，并顯著降低水廠生產(chǎn)藥耗成本。

3、泵站智能調度

開發(fā)自動監(jiān)測報警功能，在泵站效率異常時，提醒運行人員及時采取措施，并運用建模、預測、AI算法等方法，實現(xiàn)三大泵站的智能調度，進一步減少人工干預的情況，全面提升三大泵站的運行效率，實現(xiàn)水廠生產(chǎn)全流程泵站效率監(jiān)測“一張圖”。

4、能源智能監(jiān)測

以浪潮云平臺信息化建設為契機，完善生產(chǎn)域能源監(jiān)測界面設計，實現(xiàn)水廠生產(chǎn)全流程能耗監(jiān)測“一張圖”，開發(fā)自動監(jiān)測報警功能，在能源消耗異常時，提醒運行人員及時采取措施，同時根據(jù)能耗信息，自動生成能源平衡表，全面反映水廠生產(chǎn)過程能源進出平衡關系，為編制能源規(guī)劃提供依據(jù)。

北部水廠作為廣州市生態(tài)水城建設的重點項目，完善了城市供水基礎設施網(wǎng)絡，為踐行廣州市總體發(fā)展“東進、南拓、北優(yōu)、西聯(lián)、中調”戰(zhàn)略和促進廣州經(jīng)濟社會發(fā)展提供了有力保障。超濾膜技術引領了供水行業(yè)的工藝發(fā)展趨勢及技術進步，一期工程破解了北部山區(qū)8村1居用水難的狀況，增加了市區(qū)總供水能力，緩解了西北部現(xiàn)有三間水廠超負荷運行的現(xiàn)狀，為水廠提標改造提供了有利的條件。同時，北部水廠也整合替代了白云區(qū)鎮(zhèn)級水廠，實現(xiàn)了城鄉(xiāng)供水的統(tǒng)一調配，助推了廣州市中心城區(qū)供水保障格局的升級，與各區(qū)城中村、農(nóng)村改水工程形成合力，將城市供水進一步向城中村、農(nóng)村延伸，全面推進改善人民群眾飲水環(huán)境，夯實城市供水安全，使越來越多的居民用上水質更優(yōu)的自來水，增進了民生福祉，增強了百姓用水獲得感、幸福感。

供稿人：廣州市自來水有限公司鄒康兵、李婧、李燕華、吳雨晴、賀濤

排版：西貝

校對：萬梓薇

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