水资源治理视角下的自来水厂工艺升级

水资源治理视角下的自来水厂工艺升级

陆旭

上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司南京分公司 210000

摘要：随着水资源短缺和水环境污染日益严重，水资源治理成为了全球关注的焦点。自来水厂作为城市水资源供给的重要环节，其工艺的优化升级对于提高水资源利用效率、保护水环境、修复水生态具有重要意义。本文首先探讨了水资源治理的内涵与要求，包括水资源保护、水环境治理和水生态修复三个方面。随后，通过对当前自来水厂处理工艺的现状分析，指出了存在的问题和升级改造的需求。在此基础上，提出了水资源治理视角下自来水厂工艺升级的技术路线，包括预处理强化、深度处理增加和智能化水平提升。本文旨在为自来水厂工艺升级提供理论依据和技术参考，以促进水资源的可持续利用和水环境的持续改善。

关键词：水资源治理；自来水厂；工艺升级；水资源保护；水环境治理

引言：在面对全球水资源日益紧张和水环境污染加剧的背景下，有效的水资源治理显得尤为重要。自来水厂作为连接水资源供应和城市需求的关键环节，其处理工艺的优化和升级直接关系到水资源的有效利用和水环境的改善。然而，现有自来水厂在处理能力、技术水平以及环境适应性方面仍面临诸多挑战。本文基于水资源治理的视角，对自来水厂工艺升级的必要性和方向进行深入探讨，旨在提出切实可行的技术路线，支持自来水厂的持续发展与环境责任，为实现水资源的可持续管理贡献力量。

一、水资源治理的内涵与要求

(一)水资源保护

水资源保护是水资源治理的基础和前提，旨在保障水资源的可持续利用和质量安全。这要求从源头上减少水资源的污染，提高水资源的利用效率，以及保护和恢复水源地的生态环境。实现水资源保护需要多管齐下的措施：一是实施严格的水污染防治政策，控制工农业生产、城市生活等多方面的污染排放；二是推广节水技术和循环用水机制，提升水资源的使用效率；三是开展水源地保护项目，如建立饮用水水源保护区，禁止或限制水源保护区内的污染活动，恢复水源地的自然属性和生态功能。通过这些措施，可以有效保障水资源的数量和质量，满足社会经济发展和人民生活的需求。

(二) 水环境治理

水环境治理关注的是改善和优化水环境质量，保障人类社会的健康发展和水生态系统的稳定。水环境治理涉及到污水处理、河流湖泊的净化恢复、工业废水的治理等多个方面。其核心是通过科学有效的管理措施，减少有害物质进入水体，降低污染物的浓度，改善水质。这不仅需要建立完善的污水处理设施，采用先进的污水处理技术，还需要加强对工业、农业等重点污染源的监管，减少污染物的排放。同时，还要通过生态修复技术，如人工湿地、生态河道等，提升水体的自净能力，恢复水环境的生态平衡。

(三) 水生态修复

水生态修复是水资源治理的重要组成部分，目的是恢复和重建受损的水生态系统，保持生物多样性，维护生态平衡。水生态修复依托于对水生态系统深入的理解和研究，通过一系列生态工程措施，如恢复湿地、重建水生植被、改善水流条件等，恢复水域生态功能和生物栖息地。水生态修复不仅有助于增强水体的自净能力，提高水质，还能够提升生态服务功能，如净化水质、调节气候、保护生物多样性等。实施水生态修复工程需要跨学科、跨领域的合作，综合运用生态学、水文学、环境工程等多方面的知识和技术，通过科学规划和管理，实现水生态系统的可持续发展。

二、自来水厂工艺现状分析

(一)处理工艺说明

自来水厂的主要任务是将自然水体经过一系列处理过程转化为符合卫生标准的饮用水。传统的自来水处理工艺通常包括凝聚、沉淀、过滤和消毒四个基本步骤。凝聚是通过加入凝结剂使水中悬浮物凝集成较大颗粒；沉淀则是让凝结后的颗粒在重力作用下沉到水底；过滤通过滤料层去除水中的细小颗粒；消毒则是利用氯气、臭氧或紫外线等方式杀灭水中的细菌和病毒。这一系列处理过程能有效去除水中的悬浮物、有害微生物及一定比例的溶解性物质，确保出厂水的安全和卫生。

(二) 存在问题

尽管传统的自来水厂工艺在很大程度上保证了水质的安全性，但随着环境污染的加剧和人们健康意识的提高，现有工艺面临着多方面的挑战。首先，源水污染物质的种类和浓度不断增加，特别是一些新型污染物（如微塑料、药物残留物等）的出现，使得传统工艺难以完全去除这些物质。其次，随着水资源短缺的问题日益严重，对水资源的高效利用提出了更高要求，传统工艺的水回用率不高、能耗较大等问题逐渐凸显。此外，公众对饮用水口感和健康性的要求也在提高，对水厂的水质控制提出了更高标准。

(三) 升级改造需求

面对上述问题，自来水厂工艺的升级改造成为了迫切需求。首先，需要引入先进的处理技术，如膜处理、生物活性炭过滤、高级氧化等，以提高对新型污染物的去除效率。其次，优化工艺流程，提高水资源的循环利用率，降低能耗和运营成本。例如，采用膜生物反应器(MBR)技术可以实现高效的水质净化和水回用。此外，还需要通过智能化改造，引入在线监测和自动控制技术，实时优化处理参数，提高水质安全的可控性和稳定性。通过这些升级改造，不仅可以提升水厂对水资源的保护能力，还能满足公众对高品质饮用水的需求。

三、水资源治理视角下自来水厂工艺升级的技术路线

(一)预处理强化

在水资源治理的视角下，自来水厂工艺升级的第一步是预处理强化。预处理是自来水处理工艺的前端工序，其主要目的是去除水中的悬浮物、胶体、有机物等，为后续的深度处理提供良好的水质基础。预处理强化可以通过引入更加高效的预处理设备和工艺，如加强型混凝剂、高效过滤介质等，提高预处理的去除效率。例如，采用更先进的混凝-絮凝-沉淀工艺，加强对水中微小颗粒和胶体的去除，有效降低浊度和悬浮物含量。同时，还可以采用预氧化、高级氧化等技术，提高对难降解有机物的氧化去除效率。通过预处理强化，可以有效减少后续处理工艺的负担，提高整个自来水厂的处理效率和水质稳定性。

(二) 深度处理增加

深度处理是自来水处理工艺的核心环节，其主要任务是进一步去除水中的溶解性有机物、微生物和其他难以降解的污染物，以达到出厂水质的要求。在水资源治理视角下，深度处理需要加强对新型污染物的去除能力，提高水质的安全性和稳定性[1]。为此，可以引入更高级的处理技术和设备，如生物活性炭吸附、高级氧化、膜分离等。生物活性炭吸附能够有效去除水中的有机物和微污染物，提高出厂水的口感和透明度。高级氧化技术如臭氧氧化、UV光解等能够对难降解的有机物进行彻底氧化分解，提高水质的稳定性和安全性。膜分离技术则能够实现对水中微生物和微粒的精确分离，进一步提高出厂水的纯净度和透明度。通过增加深度处理环节，可以有效提升自来水厂的水质处理能力和水质稳定性，满足人们对高品质饮用水的需求。

(三) 智能化水平提升

随着信息技术的发展和智能化设备的普及，智能化水处理技术已成为自来水厂工艺升级的重要方向。智能化水处理主要包括智能监测、智能控制和智能运维三个方面。智能监测通过引入在线监测设备和远程监控系统，实现对水质、水量、工艺参数等关键指标的实时监测和数据采集，为工艺优化和故障预警提供科学依据。智能控制则通过智能化控制系统和自动化调节装置，实现对水处理工艺的精准控制和调节，提高处理效率和水质稳定性。智能运维则借助大数据、人工智能等技术，对自来水厂的运行状态进行分析和优化，提升运维效率和管理水平。通过智能化水处理技术的应用，可以实现对自来水厂的智能化管理和运营，提高水质安全和供水可靠性，满足人们对高品质饮用水的需求[2]。

结语

面对水资源治理的新要求，自来水厂必须不断升级改造其处理工艺，通过预处理强化、深度处理增加和智能化水平的提升，来应对日益复杂的水质挑战，确保饮用水的安全与稳定供应。这不仅是对自来水厂自身技术升级的需求，也是实现水资源可持续管理和水环境保护的重要措施。随着技术的不断进步和管理理念的不断创新，自来水厂将在水资源治理中发挥越来越重要的作用，为构建和谐水环境、促进社会可持续发展做出更大贡献。

参考文献

[1] 王新光.探讨自来水厂工艺优化与水质管理[J].经济技术协作信息, 2023(7):0262-0264.

[2] 李丹.现有城镇水厂技术升级改造面临的主要问题和措施分析[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术, 2023(4):4.