陳燕波，潘名賓，司徒菲，魏 旭，孫建春，萬年紅

(中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司，湖北武漢 430010)

當前，我國城市供水行業(yè)面臨著兩個方面的問題。一方面，飲用水水源污染問題仍然比較突出，存在飲用水水質(zhì)不達標的風(fēng)險；另一方面，我國進入小康社會，廣大人民群眾對高品質(zhì)生活飲用水的需求不斷增長，供水系統(tǒng)存在設(shè)施建設(shè)不完善、不充分與廣大人民群眾對優(yōu)質(zhì)飲用水水質(zhì)新期待之間的矛盾問題。近年來，上海市、深圳市、雄安新區(qū)、海口市江東新區(qū)等地已(擬)發(fā)布地方性生活飲用水水質(zhì)標準，提出了比現(xiàn)行國標更為嚴格的生活飲用水水質(zhì)標準，期望通過標準的提升，進一步推動凈水工藝改進和管理水平提升，提高廣大人民群眾的獲得感和幸福感。

針對第一個問題，應(yīng)貫徹底線思維，提高供水系統(tǒng)應(yīng)對水源水質(zhì)污染風(fēng)險的能力。飲用水水質(zhì)安全是國家公共衛(wèi)生安全體系的重要組成部分，與人民群眾身體健康和社會穩(wěn)定息息相關(guān)，提供合格水、放心水是供水系統(tǒng)的最基本要求。針對第二個問題，應(yīng)貫徹以人民為中心的發(fā)展理念，提高供水系統(tǒng)建設(shè)標準，提供更優(yōu)質(zhì)、更健康、更好喝的飲用水，實現(xiàn)城市供水系統(tǒng)的高質(zhì)量發(fā)展。

在上述背景下，基于飲用水安全保障的多級屏障工藝——全流程工藝在國內(nèi)水廠建設(shè)中開始得到較多應(yīng)用，建成了一批全流程水廠。

1 供水系統(tǒng)多級屏障理念及全流程工藝概念的提出

“十一五”和“十二五”期間，“國家水體污染控制與治理科技重大專項”(簡稱“水專項”)設(shè)立了“飲用水安全保障”主題，構(gòu)建了我國“從源頭到龍頭多級屏障工程技術(shù)體系”和“從源頭到龍頭全過程管理技術(shù)體系”[1]。這是“水專項”十多年研發(fā)的重大成果，而貫穿其中的“多級屏障”理念直接引領(lǐng)了近十多年我國城市供水系統(tǒng)的建設(shè)發(fā)展方向，促進了以臭氧-活性炭、膜分離、紫外消毒等為核心的飲用水安全保障多級屏障工藝在水廠日益廣泛的應(yīng)用。

筆者認為，飲用水“多級屏障”理念的內(nèi)涵，至少包含以下兩個層次：第一個層次，從整個供水系統(tǒng)來說，“多級屏障”涵蓋了水源、水廠和輸配管網(wǎng)(包括二次供水)3道安全屏障；第二個層次，從水廠凈化處理環(huán)節(jié)來說，“多級屏障”涵蓋了預(yù)處理、常規(guī)處理、深度處理、消毒等若干道安全屏障。

基于第二層次，在2015年之后，供水行業(yè)提出了“全流程工藝”這一新概念。所謂“全流程工藝”，其基本含義是水廠凈水工藝包含了預(yù)處理工藝、常規(guī)處理工藝和深度處理工藝，并且其中的深度處理工藝應(yīng)包含臭氧-活性炭吸附和膜處理。采用全流程工藝的水廠，稱為“全流程工藝水廠”或“全流程水廠”。

預(yù)處理工藝包括化學(xué)預(yù)處理(如臭氧氧化、氯氧化、高錳酸鉀氧化等)、生物預(yù)處理、粉炭吸附預(yù)處理等多種形式。全流程工藝中的預(yù)處理工藝，一般多為預(yù)臭氧工藝。

常規(guī)處理為混凝-沉淀-砂濾-消毒處理，是最基本的凈水工藝，也是我國目前大多數(shù)水廠采用的工藝形式，是全流程工藝必備的環(huán)節(jié)。

深度處理工藝包括臭氧-活性炭工藝、膜處理工藝和高級氧化工藝[2]。其中臭氧-活性炭工藝應(yīng)用最為普遍，截至2019年全國總規(guī)模約為3 500萬m3/d；膜處理工藝包括超濾和納濾，以超濾膜為代表，近年也得到更多應(yīng)用，截至2019年全國總規(guī)模約為500萬m3/d，可進一步提高飲用水的生物安全性，彌補臭氧-活性炭工藝的不足。全流程工藝中的深度處理工藝應(yīng)包括臭氧-活性炭工藝和膜處理工藝，可稱之為“雙深度處理”。

另外，全流程工藝還常常包括紫外線消毒工藝。國內(nèi)有40多座大中型水廠采用了紫外線消毒工藝，總規(guī)模近650萬m3/d[3]。如天津泰達經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)給水廠三期工程采用紫外線+氯聯(lián)合消毒工藝[4]，北京第十水廠采用紫外線+氯胺聯(lián)合消毒工藝[5]。

綜上，全流程工藝是一種長流程工藝，其組成單元如下：預(yù)處理單元(預(yù)臭氧、生物預(yù)處理等)、常規(guī)處理單元(混凝、沉淀、砂濾)、臭氧-活性炭吸附單元和膜處理單元(超濾或超濾+納濾)、消毒單元。全流程工藝的主要特點是具有臭氧-活性炭和膜組成的雙深度處理工藝，如圖1所示。這些工藝單元各具作用，相互補充，組成保障飲用水安全、優(yōu)質(zhì)的多級屏障。因此，也可以說全流程工藝是飲用水多級屏障理念在水廠設(shè)計中的具體應(yīng)用，促進了全流程水廠的建設(shè)與實踐。

圖1 全流程工藝示意圖Fig.1 Schematic Diagram of Whole Process

2 全流程水廠建設(shè)現(xiàn)狀

國內(nèi)全流程水廠建設(shè)與實踐始于2010年之后，部分已建成的全流程水廠情況如表1所示。從公開報道資料來看，北京市門頭溝城子水廠是國內(nèi)最早建成投運的全流程水廠。

國內(nèi)其他全流程水廠還有上海臨港水廠(在建，規(guī)模為20萬m3/d)、東莞松山湖水廠(在建，規(guī)模為110萬m3/d)、東莞蘆花坑水廠(在建，總規(guī)模為90萬m3/d，一期規(guī)模為50萬m3/d)，以及本文將要介紹的4個案例等，總規(guī)模超過450萬m3/d。

表1 國內(nèi)部分已建成全流程水廠Tab.1 Part of the Whole Process WTPs Built at Home

3 全流程水廠設(shè)計案例

3.1 雄安新區(qū)起步區(qū)1#水廠

(1)項目概況

水廠規(guī)劃遠期總規(guī)模為20萬m3/d，一期規(guī)模為15萬m3/d，已于2021年7月建成供水。水源為南水北調(diào)水，原水水質(zhì)總體達到地表水Ⅲ類標準，但存在水質(zhì)污染情況：總氮超標，石油類、糞大腸菌群偶有超標，整體呈現(xiàn)低濁、低有機物的水質(zhì)特征，冬季低溫；pH 相對較高；檢出多種典型致嗅物質(zhì)，其中雙-2-氯異丙基醚(雙醚)質(zhì)量濃度接近嗅閾值(100 ng/L)；藻類總數(shù)為150萬～300萬個/L。

水廠按高品質(zhì)飲用水廠建設(shè)，供水水質(zhì)要求滿足《河北雄安新區(qū)生活飲用水水質(zhì)指標體系》(建議稿)，出廠水渾濁度要求≤0.1 NTU。

(2)凈水工藝流程

水廠工藝流程為：原水-預(yù)臭氧接觸池-高效沉淀池-V型砂濾池-提升泵房-后臭氧接觸池-翻板活性炭濾池-超濾膜車間-紫外線+次氯酸鈉聯(lián)合消毒-清水池-送水泵房-配水管網(wǎng)。

(3)主要工藝設(shè)計參數(shù)

預(yù)臭氧接觸時間為5.0 min；高效沉淀池混合時間為2.2 min，絮凝時間為21.0 min，斜管區(qū)液面負荷為11.7 m3/(m2·h)；V型砂濾池濾速為7.3 m/h；后臭氧接觸時間為12.0 min；活性炭濾池空床濾速為9.3 m/h；超濾膜通量為50 L/(m2·h)；紫外消毒采用2臺DN800管式消毒設(shè)備。

3.2 珠海市梅溪水廠

(1)項目概況

水廠規(guī)劃總規(guī)模為45萬m3/d，一期工程土建按30萬m3/d規(guī)模一次建成，設(shè)備按15萬m3/d規(guī)模進行安裝，目前項目在建。原水平時取自西江磨刀門水道，咸潮期取自竹銀水庫，應(yīng)急備用水源為梅溪水庫和大境山水庫。原水水質(zhì)基本符合地表水Ⅱ類標準，其中總磷、總氮偏高，竹銀水庫藻類含量較高(4 300萬～7 800萬個/L)。

供水水質(zhì)要求同時滿足《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB 5749—2006)和《飲用凈水水質(zhì)標準》(CJ 94—2005)，出廠水渾濁度內(nèi)控標準為≤0.1 NTU。

(2)凈水工藝流程

水廠工藝流程為：原水-預(yù)臭氧接觸池-高效沉淀池-氣水沖洗砂濾池-后臭氧接觸池-翻板活性炭濾池-超濾膜池-紫外線+次氯酸鈉聯(lián)合消毒-清水池-送水泵房-配水管網(wǎng)。

(3)主要工藝設(shè)計參數(shù)

預(yù)臭氧接觸時間為7.4 min；高效沉淀池混合時間為1.25 min，機械絮凝時間為12.1 min，斜管區(qū)液面負荷為14.4 m3/(m2·h)；砂濾池濾速為7.5 m/h；后臭氧接觸時間為13.1 mim；活性炭濾池空床濾速為11.1 m/h；采用浸沒式超濾膜，平均膜通量為23.3 L/(m2·h)；紫外消毒采用4臺DN800管式消毒設(shè)備。

3.3 ?？谑薪瓥|新區(qū)水廠

(1)項目概況

水廠土建按40萬m3/d規(guī)模一次建設(shè)，設(shè)備按20萬m3/d規(guī)模安裝，目前項目在建。采用地下式水廠+地上開發(fā)的建設(shè)模式。水源取自南渡江龍?zhí)翂?，原水總體達到地表水Ⅲ類標準，但鐵、錳超標情況比較突出，總磷偶有超標，存在微污染情況。

供水水質(zhì)要求優(yōu)于《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB 5749—2006)，滿足“江東新區(qū)高品質(zhì)飲用水水質(zhì)標準”的要求，出廠水渾濁度要求≤0.1 NTU。

(2)凈水工藝流程

水廠工藝流程為：原水-進水配水井-預(yù)臭氧接觸池-高效沉淀池-提升泵房-一級超濾-后臭氧接觸池-活性炭濾池-二級超濾-清水池(投加次氯酸鈉消毒)-送水泵房-配水管網(wǎng)。

(3)主要工藝設(shè)計參數(shù)

預(yù)臭氧接觸時間為5 min；高效沉淀池斜管區(qū)液面負荷為21.8 m3/(m2·h)；一級超濾膜通量為42 L/(m2·h)；后臭氧接觸時間為8.2 mim；活性炭濾池空床濾速為9.5 m/h；二級超濾膜通量為56 L/(m2·h)。

3.4 濟寧市長江水廠

(1)項目概況

水廠遠期總規(guī)模為20萬m3/d，一期工程建設(shè)規(guī)模為10萬m3/d，是濟寧市首座地表水廠，目前已建成供水。水源為南四湖，原水水質(zhì)基本符合地表水Ⅲ類標準，但水質(zhì)比較復(fù)雜，化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、總氮、氟化物、硫酸鹽等項目超標頻次較高，有機微污染、硫酸鹽等問題比較突出；溴化物及藻類含量較高；新興污染物有不同程度的檢出。

供水水質(zhì)要求滿足《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB 5749—2006)。

(2)凈水工藝流程

水廠工藝流程為：原水-預(yù)處理(粉末炭、高錳酸鉀)-豎向折板絮凝、平流沉淀、氣浮池-臭氧接觸池-UV/H2O2高級氧化(預(yù)留)-上向流活性炭濾池-超濾膜池-納濾(預(yù)留)-清水池(投加次氯酸鈉消毒)-送水泵房-配水管網(wǎng)。

(3)主要工藝設(shè)計參數(shù)

折板絮凝池絮凝時間為20 min，平流沉淀池停留時間為2.2 h，水平流速為15 mm/s；氣浮池設(shè)置于沉淀池之后，氣浮池接觸室上升流速為51.0 mm/s，分離區(qū)流速為7.4 mm/s，最大溶氣壓力為0.60 MPa，設(shè)計最大回流比為15%；臭氧接觸時間為14.6 mim；活性炭濾池空床濾速為11 m/h，接觸時間為14 min；采用浸沒式超濾膜，設(shè)計膜通量為33 L/(m2·h)。

4 全流程水廠特點分析

通過對國內(nèi)已建、在建的全流程水廠進行對比分析，總結(jié)出以下特點。

(1)水廠規(guī)模大，定位高，具有強烈的社會需求

國內(nèi)已建、在建的全流程水廠基本都是大型或超大型水廠，是當?shù)氐闹鞴┧畯S，對保障城市供水安全極為重要，提出了諸如“高品質(zhì)飲用水廠”“現(xiàn)代化水廠”的高定位要求，擔(dān)負著滿足人民群眾對優(yōu)質(zhì)飲用水的渴望、引領(lǐng)水處理技術(shù)進步、促進高標準供水設(shè)施建設(shè)、展示高質(zhì)量發(fā)展成果的重任，在社會需求層面具有建設(shè)必要性。

(2)原水存在復(fù)雜性，出水水質(zhì)標準高，應(yīng)有完善的技術(shù)保證措施

國內(nèi)已建、在建的全流程水廠的原水水質(zhì)普遍存在一定的復(fù)雜性，存在季節(jié)性水質(zhì)變差或較大的突發(fā)性水源污染可能性。例如雄安新區(qū)起步區(qū)1#水廠、北京郭公莊水廠[6]、石景山水廠[7]、門頭溝城子水廠、鄭州航空港二水廠[8]的原水都是南水北調(diào)水，水質(zhì)總體較好，但存在冬季低溫低濁、夏季高藻、有機物、色、嗅味等問題，具有低微有機污染、微生物遷移、突發(fā)性原水污染的潛在風(fēng)險；鄭州龍湖水廠[9]、航空港二水廠(部分時段)的原水采用黃河水，突發(fā)性水污染事故時有發(fā)生，具有低溫低濁、有機微污染、有一定的藻類和嗅味等水質(zhì)特征；廣州西部水廠[10]、珠海梅溪水廠原水采用西江水，基本屬于Ⅱ類水源，但部分時段會出現(xiàn)高濁、高藻、異味等突發(fā)情況；濟寧長江水廠原水水質(zhì)則更為復(fù)雜。

出水水質(zhì)標準方面，普遍提出了優(yōu)于國標的要求。例如雄安新區(qū)起步區(qū)1#水廠、珠海梅溪水廠、?？诮瓥|水廠均要求提供高品質(zhì)出水，其中出廠水渾濁度<0.1 NTU；北京郭公莊水廠、石景山水廠要求出水水質(zhì)低于國家標準限值，達到國際標準，其中出水渾濁度<0.3 NTU，保證率>95%；廣州北部水廠出水要求基本達到《飲用凈水水質(zhì)標準》(CJ 94—2005)，其中出廠水渾濁度<0.3 NTU 。

由于進水水質(zhì)的復(fù)雜性及出水水質(zhì)的高要求，水廠在技術(shù)措施層面具有采用全流程工藝的必要性。

(3)在采用全流程工藝的前提下，各工藝單元的具體形式選擇具有多樣性

絮凝沉淀池池型多樣，主要結(jié)合水廠原水水質(zhì)特點、使用和管理習(xí)慣、運行管理簡便性、項目用地面積等因素進行選擇。例如雄安新區(qū)起步區(qū)1#水廠、珠海梅溪水廠、?？诮瓥|水廠等采用占地較小且對低溫低濁水處理效果較好的高效沉淀池；濟寧長江水廠、鄭州航空港二水廠及龍湖水廠、上海臨港水廠、廣州西部水廠等采用運行穩(wěn)定且管理簡單的折板絮凝平流沉淀池；郭公莊水廠、石景山水廠、門頭溝城子水廠采用在北京地區(qū)應(yīng)有較多、具有豐富管理經(jīng)驗且對低溫低濁水處理效果較好的機械攪拌澄清池。

砂濾池池型基本相同，一般采用氣水沖洗濾池(V型濾池)，有些廠則未設(shè)砂濾池。

活性炭濾池池型形式包括上向流和下向流。雄安新區(qū)起步區(qū)1#水廠、珠海梅溪水廠、?？诮瓥|水廠、鄭州航空港二水廠、上海臨港水廠均采用下向流活性炭濾池；濟寧長江水廠、北京門頭溝城子水廠、鄭州龍湖水廠、廣州西部水廠采用上向流活性炭濾池，設(shè)置于絮凝沉淀池之后、砂濾池之前；郭公莊水廠、石景山水廠則采用炭砂濾池。

超濾膜形式包括壓力式和浸沒式，其中壓力式使用較多。除濟寧長江水廠、鄭州航空港二水廠及龍湖水廠采用浸沒式超濾膜外，其他水廠均采用壓力式超濾膜。

(4)工藝流程長，既要考慮運行靈活性，又要應(yīng)對運行管理復(fù)雜性

大部分全流程水廠都設(shè)置了多種運行模式，提高了水廠應(yīng)對水質(zhì)、水量變化的靈活性。珠海梅溪水廠、鄭州龍湖水廠只設(shè)一級中間提升泵房，有利于簡化運行管理；雄安新區(qū)起步區(qū)1#水廠、海口江東水廠、鄭州航空港二水廠等采用智慧水務(wù)技術(shù)提高運行管理水平。

5 全流程水廠設(shè)計思考

(1)充分利用國家“水專項”系列成果，建設(shè)標桿水廠，促進水廠建設(shè)技術(shù)進步

全流程水廠是國家“水專項”成果的具體應(yīng)用，代表了現(xiàn)階段我國飲用水處理工藝先進水平。其根本宗旨是以人為本，體現(xiàn)了以人民為中心的思想，有利于增強人民群眾的獲得感和幸福感；其核心理念是多級屏障，強化凈化環(huán)節(jié)的風(fēng)險管控能力，提升水質(zhì)安全裕度；其核心工藝是綠色工藝，有利于減小水處理藥劑的投加量，水質(zhì)更加健康、好喝。全流程水廠設(shè)計應(yīng)充分利用“水專項”系列成果及其他最新研究成果，按標桿水廠進行建設(shè)，促進我國城市水廠建設(shè)技術(shù)進步。

當前，我國城市發(fā)展已進入到城市更新的階段，由“增量”向“提質(zhì)”轉(zhuǎn)變，從“有沒有”向“好不好”轉(zhuǎn)變。筆者認為，城市更新行動對城市供水系統(tǒng)的要求是建設(shè)優(yōu)質(zhì)供水設(shè)施，讓老百姓喝上放心水、優(yōu)質(zhì)水。對于有需求、有必要、有條件的地區(qū)，可以通過全流程水廠的建設(shè)帶動本地區(qū)優(yōu)質(zhì)供水設(shè)施的建設(shè)。

(2)充分分析原水水質(zhì)，強化風(fēng)險識別，提高凈水工藝針對性，保證安全優(yōu)質(zhì)供水，節(jié)約投資

全流程水廠應(yīng)安全與優(yōu)質(zhì)并重，原水水質(zhì)差時保證出水達標，提供合格水；原水水質(zhì)好時保證出水優(yōu)質(zhì)，提供高品質(zhì)水。全流程水廠設(shè)計應(yīng)對原水水質(zhì)進行客觀、準確分析，對風(fēng)險進行精準識別，必要時可進行專門試驗研究，在此基礎(chǔ)上進行工藝選擇，以提高凈水工藝針對性和有效性。例如，在珠海梅溪水廠設(shè)計前，專門在珠海拱北水廠建立了一座水處理全流程中試基地，旨在通過對多水源采用不同組合工藝流程的試驗研究，為水廠設(shè)計提供依據(jù)[11]。同時還應(yīng)該認識到，盡管全流程工藝對水質(zhì)的安全保障性高，但工程投資較大，運行成本相對較高，廠區(qū)占地面積較大，運行管理要求更嚴格，不應(yīng)為追求全流程而進行全流程設(shè)計，而應(yīng)該按工程實際需要決定是否采用全流程工藝。

在采用全流程工藝保證安全優(yōu)質(zhì)供水的基礎(chǔ)上，如何降低工程投資也需要深入思考，可考慮的措施包括超濾膜系統(tǒng)分期建設(shè)、采用國產(chǎn)超濾膜、減少中間提升泵房、采用炭砂濾池、不設(shè)砂濾池等。

(3)合理選擇工藝單元及工藝參數(shù)，凈水處理系統(tǒng)具備彈性

全流程水廠各工藝單元具備不同功能，要結(jié)合項目特點和具體工藝流程合理選擇工藝單元及其形式。如預(yù)處理的形式、絮凝沉淀池池型、砂濾池池型、活性炭濾池池型、超濾膜形式(壓力式或浸沒式)；是否設(shè)置砂濾，砂濾池在前還是活性炭濾池在前；是否有必要設(shè)置納濾，以及考慮納濾處理水量的比例；活性炭濾池前是否設(shè)置提升泵房等。不同的池型形式存在不同的適用條件和優(yōu)缺點，并無嚴格的好壞之分，以合適為原則。

全流程水廠各工藝單元處理側(cè)重點不同，其基本原則是前序單元為后續(xù)單元減負荷，后續(xù)單元為前序單元加保險。因此，對于全流程水廠設(shè)計，仍要注意強化常規(guī)處理單元的效果，其設(shè)計參數(shù)取值不宜因采用全流程工藝而偏高，一般情況下仍可相對保守，以提高常規(guī)處理系統(tǒng)的彈性，便于后續(xù)深度處理單元的功能發(fā)揮或超越運行。例如雄安新區(qū)起步區(qū)1#水廠、珠海梅溪水廠高效沉淀池斜管沉淀區(qū)液面負荷取值都靠近現(xiàn)行《室外給水設(shè)計標準》的下限值，北京郭公莊、石景山、門頭溝城子水廠機械攪拌澄清池斜管上升流速均為1 mm/s，有利于保證沉淀池出水水質(zhì)；雄安新區(qū)起步區(qū)1#水廠、珠海梅溪水廠和?？诮瓥|新區(qū)水廠砂濾池設(shè)計濾速均低于7.5 m/h，均屬于中間偏下的濾速。

(4)貫徹綠色生態(tài)理念，設(shè)施采用集約化布置方式，做到水廠與環(huán)境的高度融合

全流程水廠工藝單元多，占地面積較大，應(yīng)按照集約化原則(如平面組合，豎向疊合等)進行水廠總平面布置，減小廠區(qū)占地，縮短連接管路，方便巡視管理，提高土地利用效率，結(jié)合海綿設(shè)施打造廠區(qū)優(yōu)美景觀環(huán)境。應(yīng)重視廠區(qū)建筑設(shè)計，采用去工業(yè)化設(shè)計理念，將凈水構(gòu)筑物建筑化，并且要求廠區(qū)工業(yè)建筑像民用建筑那樣擁有建筑藝術(shù)性，創(chuàng)造宜人、優(yōu)美、時尚、有文化的建筑空間環(huán)境，達到水廠與周邊環(huán)境的高度融合。例如，在雄安新區(qū)起步區(qū)1#水廠設(shè)計中，根據(jù)規(guī)劃要求對廠區(qū)地形進行重構(gòu)，通過地形綠化和覆土景觀營造成一幅“行云流水”般的畫卷，采用組合式構(gòu)(建)筑物，集約化布置，并將構(gòu)筑物建筑化，以達到廠區(qū)設(shè)施與周邊環(huán)境的高度融合；珠海梅溪水廠廠區(qū)利用采石場廢坑建設(shè)，充分利用山地地形，因山就勢，處理設(shè)施采用組合設(shè)計、集約化布置，消隱于山谷，與環(huán)境高度融合，占地極?。缓？诮瓥|新區(qū)水廠是國內(nèi)首座全地下式水廠(臭氧發(fā)生間等少數(shù)設(shè)施布置在地面上)，對地上面積進行復(fù)合式開發(fā)利用，提高了土地利用率和抗臺風(fēng)等自然災(zāi)害的能力；北京石景山水廠采取調(diào)整水廠設(shè)計高程、降低廠區(qū)建筑物高度的方式，建成為半地下式水廠，保證項目所在地金頂山的景觀風(fēng)貌不受影響，用地比標準低20%[7]。

全流程水廠生產(chǎn)廢水量較大，需要最大程度地回收利用，這對于保護生態(tài)環(huán)境、充分利用水資源具有重要意義。如何根據(jù)生產(chǎn)廢水性質(zhì)(絮凝沉淀池排泥水、砂濾池反沖排水、炭濾池反沖排水、砂濾池和炭濾池的初濾水、超濾膜反洗水等)進行分質(zhì)、分點回用，降低廢水處理系統(tǒng)的投資，減小回用水對凈水系統(tǒng)的沖擊影響，值得進一步研究和探索。

(5)合理進行凈水構(gòu)筑物水力高程布置，設(shè)置多種運行模式，提高水廠運轉(zhuǎn)靈活性，節(jié)約運行成本

全流程水廠工藝流程長，安全性高，但運行成本也較高，需要合理進行凈水構(gòu)筑物水力高程布置設(shè)計，具備多種運行模式，從而提高水廠運轉(zhuǎn)靈活性，節(jié)約運行成本。上述介紹的很多全流程水廠均具備長流程、中流程、短流程等多種運行模式，包括：正常運行工況，全部單元運行的長流程運行模式；超越運行工況一，超越炭濾池的中流程運行模式；超越工況二，超越全部膜處理單元的中流程運行模式；超越工況三，超越部分膜處理單元的中流程運行模式；超越工況四，特殊情況下超越炭濾池和膜處理單元的常規(guī)處理短流程模式等。例如在原水水質(zhì)較好的情況下，可采用中流程或短流程運行模式，在保證出水安全優(yōu)質(zhì)的情況下節(jié)約運行成本，提高膜的使用壽命。

全流程水廠常常需要設(shè)置兩級中間提升泵房,即臭氧-活性炭之前、超濾膜前或膜后，這無疑增大了管理復(fù)雜性，有條件時應(yīng)盡可能減少一級提升。可通過優(yōu)化提升泵房的溢流方式(溢流堰)，保證運行靈活和安全。另外，可通過優(yōu)化壓力式超濾膜的布置，充分利用膜的出水余壓。

(6)按智慧型水廠進行設(shè)計建設(shè)，提升水廠運行管理水平

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是時代的要求。全流程水廠工藝相對復(fù)雜，對運行管理提出了更高要求，迫切需要利用數(shù)字技術(shù)進行運行管理賦能。全流程水廠宜按智慧型水廠進行設(shè)計建設(shè)，配置完善的自動檢測系統(tǒng)、自動/智能控制系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)等，以實現(xiàn)對水廠的全流程在線監(jiān)測、對工藝單元的自動/智能化控制、對生產(chǎn)過程的預(yù)警預(yù)測及模擬分析、對水廠運行的整體優(yōu)化和輔助決策，從而保證水廠運行安全、穩(wěn)定、高效。

6 結(jié)語

全流程水廠設(shè)計建設(shè)是新時代我國城市供水系統(tǒng)高標準建設(shè)的最新實踐，需要不斷總結(jié)經(jīng)驗。提供安全、優(yōu)質(zhì)的飲用水是供水行業(yè)從業(yè)人員永恒的追求，期望通過全流程水廠的設(shè)計建設(shè)，打造供水基礎(chǔ)設(shè)施高標準建設(shè)示范標桿，引領(lǐng)供水行業(yè)技術(shù)進步，為城市安全供水做出更大貢獻。