信息化管理在水处理工艺中的应用探究

焦承明

自来水是人类生活中至关重要的资源之一，对于保障公众健康和社会发展起着不可替代的作用。近年来，受工业化、城市化和环境污染等因素的影响，自来水供应面临着越来越多的挑战。为了提供高质量和安全可靠的自来水，我国各地自来水厂投入大量资源，致力于研究和改进水处理工艺。近年来，许多创新技术和方法已经应用于自来水处理领域，并取得了显著的成果。

本文阐述了自来水厂水处理工艺的发展进程，分析了加强该工艺研究升级的必要性和意义。指出了自来水厂水处理工艺中存在的问题，包括工艺落后、水处理设施布局不合理、防水锤设计不合理、信息化水平不高等。本文以乌鲁木齐市楼庄子供水工程项目为研究案例，该水厂在现代化进程中不断采用新技术新设备以达到更高的效益和更低的成本，文中对自来水厂水处理工艺的运用策略进行了探究。

一、自来水厂水处理工艺发展进程

（一）初期阶段

最初，由于技术条件限制，我国自来水厂大部分采用简单的物理过滤方式进行初步处理，其主要是通过沉淀槽或粗砂滤池去除悬浊物以及部分有机物。到20世纪80年代，各地自来水厂在政策、科技和设备投资方面取得了很大突破。预氧化、絮凝、沉淀、过滤及消毒等步骤被广泛引入，针对自来水的规范化处理工艺流程逐渐形成。

（二）進阶阶段

20世纪末，国内自来水厂开始采用更加先进的处理技术和设备，涌现出一批引进法国、德国等欧洲先进工艺的自来水厂，并从中获得了宝贵经验。在此期间，高效絮凝剂如聚合氯化铝及其改性品种得到应用。过滤方式逐渐由常规快速滤池向瞬时滤池过渡，提高了过滤效果和运行稳定性。另外，消毒方面也出现重大进展。传统的氯化剂消毒方法转变为次氯酸钠消毒等相对环境友好且有效的处理方式。

（三）现代化阶段

随着我国社会经济快速发展，城镇化进程加快，自来水厂开始引入更多创新技术和管理理念，力求实现现代化制程流程。如微米级混凝沉淀技术、颗粒活性炭吸附去除有机物、反渗透膜和超滤膜等高效过滤技术在许多自来水厂中得到推广，这些技术的应用使水质更加安全可靠。除此之外，近年来自来水厂逐步引进了数字化监控系统，在线监测仪器和智能控制装置应用于自来水厂中，通过实时数据采集和分析，为工艺系统运行及质量管理提供可靠支持。

二、自来水厂水处理工艺运用中存在的不足和问题

（一）技术工艺落后

部分自来水厂中，采用的是过时的传统工艺进行水处理。这些传统工艺处理流程单一、方式粗糙，缺乏足够的适应性和可靠性，无法保证处理质量的稳定性。同时，也无法有效地去除许多新兴污染物如有机物、重金属等，并不能满足人们日益增长的清洁饮用水质量要求。

（二）防水锤效应设计及技术应用不合理

防水锤效应是指由于流体速度突然变化或阻塞引起的液压冲击波，在水处理过程中，尤其是在管道系统中，如果没有合适的措施来减缓和消除这种液压冲击波，会对管道、设备和系统造成严重的损坏。但是，在一些自来水厂中，并未采取充分有效的措施来设计和应用防止水锤效应的技术。导致了频繁发生管道爆裂、设备故障及漏损等问题，增加了维修与更换设备所需费用，还影响了正常供水服务。此外，在一些老旧自来水系统中，存在着未经针对性加固和技术更新的管道和设备，导致水锤效应造成的危险增加。

（三）信息化水平不足

近年来，信息技术在水处理行业中的重要性不言而喻，其不仅能够提高运行效率、减少人为错误，还能促进运行及管理维护机制的升级优化。部分自来水厂尚未充分应用各种信息技术，导致生产管理不够智能化、精确化和高效化。尤其是部分自来水厂在数据采集及监测方面缺乏完善的系统或设备，影响了对关键参数进行实时监测与控制，导致管理团队对污染物、流量、压力等相关数据的获取和处理难度过高，进而在问题发生时很难及时调整措施以保证供水质量稳定。

三、以乌鲁木齐市楼庄子供水工程项目为例

乌鲁木齐楼庄子供水工程位于乌鲁木齐西南部，是一项涵盖原水、净水和输配水全流程的供水系统，设计规模为20万m3/d。该项目是乌鲁木齐市的主要城市供水来源，以乌鲁木齐河水源和甘泉堡水库外调水源为主要补给来源。其中，在城市生活供水中，乌鲁木齐河水源高峰期占比超过70%。根据相关政策，未来将逐渐减少对乌鲁木齐河的依赖比例，同时增加外调水资源并开辟第三方的重要补给，而本项目则是该政策方针的具体体现。在该项目中，涉及的水处理工艺运用要点包括三个方面。

（一）采用先进可靠的水处理工艺

在乌鲁木齐楼庄子供水工程中，采用了预沉池、折板絮凝斜管沉淀池以及V型滤池深度处理工艺。同时采取了活性炭、高锰酸复合盐等措施来处理这些特殊物质。在排泥水的治理过程中，结合有效的污泥处置措施，并且可以回收利用浓缩过程中产生的上清液。具体来讲，该系统首先布置了预沉池，通过在进水口前设置的大流量缓冲区，使水中的较重杂质先行沉淀，以减少水中悬浮物质的含量。接着，折板絮凝斜管沉淀池进一步加强絮凝作用，在水中加入絮凝剂、聚合物等辅助沉淀物质，使悬浮物凝聚成较大颗粒并下沉。而V型滤池通过层层过滤，将水中的固体颗粒和悬浮物进一步去除。根据排泥水的治理要求，通过污泥脱水工艺将污泥中的水分脱除，降低含水量，减少体积。处理后的污泥可以采用填埋、焚烧或肥料化利用等方法进行处理和处置，以减少对环境的影响。另外，在浓缩过程中产生的上清液可以回用。通过适当的污泥浓缩技术，将浓缩过程中分离出来的上清液进行再利用，可以达到资源循环利用的效果，减少水的消耗和排泥水的处理量。

（二）防水锤设计

在乌鲁木齐楼庄子供水工程中，由于水厂至用户的高差约为330米，末端阀门的关阀会引起水锤问题。为了有效处理水锤问题，工程采取了增加调流调压减压阀的措施。减压阀是一种专门用于调节和控制管道压力的装置。通过在管道上设置减压阀，在管道中形成一个隔离区域，当阀门关闭时，减压阀能够缓冲液体的压力变化，减少水锤现象的产生。减压阀的主要作用是调整流量和维持管道内一定的压力范围，避免压力突变。增加的减压阀会将管道划分为不同的压力区域，当阀门关闭时，减压阀会迅速作出反应，减小进入末端管道的压力。基于这样的方式，有效地控制水锤的生成，保护末端设备和管道不受过高压力的损坏。

（三）加强信息化系统应用

在该项目中，通过使用先进的传感器、仪表和控制设备，将各个水处理单元与集中监控室相连接，并利用PLC最新版的工业控制软件平台，通过进行二次开发及编程技术完成全厂控制信息的集中运用，来实现自动操作和实时监测。这一过程不仅可以提高生产效率、降低操作风险，还能及时响应异常情况，确保水质安全稳定。与此同时，该项目还积极引进了远程监控与管理系统，管理员可以通过计算机、手机或其他终端设备远程监视和管理供水工程运行状态。该系统配备有数据采集、存储和处理功能，能够实时获取各项指标如流量、压力、浊度等，并生成报警信息以快速识别问题并采取相应纠正措施。

五、结语

综上所述，在我国社会经济快速发展的背景下，自来水厂作为人们生活用水的主要来源，其水处理技术工艺的升级优化至关重要。为此，自来水厂应当积极更新水处理工艺，全面保障供水的安全性与可靠性，同时通过科学布局水处理系统、升级信息化管理系统，进一步提升水处理水平，为社会的稳定发展做出应有的贡献。

作者单位：乌鲁木齐水业投资发展集团有限公司