自来水厂原水的调蓄与水质控制
新闻来源：山东智信环保 发布时间：2016-08-12 10:00 点击：次
我国的地表水厂多采用直接取水方式（原水取水后直接进入净水厂），只有一部分原水为长距离引水的自来水厂设置了前置调蓄池，设置的考虑因素主要是用于切换水源，以保证原水水量的供给，对水质控制的考虑较少。基于此，清华大学张晓健教授，从水质的角度，结合镇江市征润洲水源地原水水质安全保障工程，讨论了江河水源地表水厂设置前置调蓄池的意义和水质控制对策。
1 原水调蓄
水质波动对净水工艺的影响
水源水质波动性强是江河水源的基本特性，其对净水工艺的影响主要体现在以下方面：①缺少必要的水质监测时间，如人工监测的频率很难及时监测到水质突变；在线监测仪器存在较大的局限性——项目有限，费用高，易出现偏差，维护工作量大；受污染水团被发现时，往往已进入净水系统。②缺少必要的净水工艺调整时间，即没有调整净水工艺的研究时间、准备时间、运行过渡时间。水源突发污染就像一把悬吊在自来水厂之上的达摩克利斯剑。
原水调蓄的国外要求
欧美许多地方要求，以江河为水源的自来水厂，必须设置前置调蓄池，且调蓄时间一般在1天以上，长距离输水且有条件的（有水塘、湖库的）达1周、甚至1个月。
设置调蓄池的基本考虑因素
水量保证（对长距离输水）、水质保证、匹配水质日检频率、规避上游化学品泄漏的突发污染（接到通报后在污染峰流经期间停止取水）。
普遍实施——有峰谷电价的支持，夜间低电价时取水，白天高电价时不取或少取，实施有经济效益。
美国辛辛那提市水厂取水点上游 (俄亥俄河)的泄漏事故
美国辛辛那提市水厂（Richard MillerTreatment Plant）：水厂平均供水52万m3/d（净水能力89万m3/d）；水源俄亥俄河，取水能力为117万m3/d；斜管预沉池、可投加絮凝剂、粉末炭；调蓄池（预沉池）140万m3(平均停留3d）；常规处理+活性炭池；调质（加液碱、聚磷酸盐）、加氯消毒、加氟；管道总长为4200km，供水面积为740km2，服务人口80万（含另一个6.5万m3/d地下水厂）。
设置原水调蓄水池的意义
把受污染的水团阻挡在自来水厂之前。
对比原有要求（不达标的自来水不得出厂进入配水管网），更为主动。
2 前置调蓄水池的水质控制功能
前置监测站点——为发现问题和应对决策提供时间。
规避短时突发污染——提供储备水量。
与应急备用水源联合调度——提供应急水源启动期的调度水量。
原水应急净化处理——与水厂内应急处理相配合，构成多级屏障。
原水水质改善——设置预处理净化措施，改善原水水质。
设置导试水厂——为水厂运行提供指导。
3 镇江市征润洲水源地原水水质安全保障工程
镇江市城市供水情况
水源：长江，通过外引河至内引河边的取水泵房。
净水厂：金西水厂（30万m3/d，常规处理工艺）和金山水厂（20万m3/d，深度处理工艺）。
应急水源：金山湖(景观水体)，可用水量216万m3，应急状态下可供1周，2014年建成应急水源引换水管渠。
原有取水方式及存在的问题
取水方式：长江水经由长约300米的外引河通过箱式涵闸进入内引河，再由内引河经金西、金山水厂一级泵站提升进入水厂。水流从长江到水厂仅几十分钟。
存在时间：缺少水质预警时间；进厂水质不可控。
长江原水水质问题
总体呈II类水体水质，但因上游有大量的沿岸污染源和移动污染源，经常发生水质突发污染。
近年原水水质监测异常部分情况：
2006年9月，上游江段燃料油污染。
2008年4月，上游江段柴油污染。
2009年12月，原水检出邻苯二甲酸系列、二十七烷、甲基苯乙烯等。
2012年2月3日，发生苯酚类物质污染，造成自来水异味事件。
2014年1月10日，原水检出二硫化碳。
2014年2月2日，原水检出苯。
2014年3月30 日，原水检出苯、氯苯等。
2014年11月14日，原水检出二氯乙烯。
2015年9月4日，原水检出苯乙烯。
原定的水源保障工程方案
2014年初，市政府提出了供水水源水质保障工程方案，即在长江中泓取水(长江横断面最大水深处取水)，新建工程：顶管+岸边泵站；在上游4km处建立自来水公司的前置水质监测站（上游13km、6.5km处和水厂取水口已有环保的自动监测站）；工程费用2.4亿(主要费用：顶管工程）。
工程目标：江心水质优于岸边水质；上游水质在线监测能够提供1小时的预警时间。
存在问题：江心取水水质改善有限；上游监测站的预警作用有限。
新的水源保障工程方案
2014年4月，经向清华大学张晓健教授咨询，形成了新的方案：充分利用征润洲现状地形，设置前置调蓄池，大幅度增加长江原水在水源地的停留时间，并设置水质监测、预处理和污染水排空设施，实现对自来水厂原水水质的预警与控制。工程设计规模为60万m3/d，工程总投资为8234万元。
具体措施如下：
① 建设前置调蓄池，由原内引河疏挖改建，高水位运行，容积40多万m3/d，原水停留时间12h以上，然后由原有的一泵站输送至水厂。
② 建设前置调蓄池的预处理设施（应急药剂投加装置、曝气吹脱装置等），可用于正常状态下的预处理和突发污染的应急处理。
③ 建设长江取水双向泵站，各种运行工况：正常运行时，长江水进入到调蓄池（长江高水位时自流进水，低水位时泵提升）；如长江发生突发污染，双向泵房停止取水，用调蓄池中储存的原水供水厂，必要时开启金山湖应急备用水源；如污染水团已进入调蓄池，可向长江排回调蓄池中的污染水团：从双向泵房重力排放、应急备用水源顶推置换排放、双向泵房反向抽排。如长江水阶段持续性轻微污染，开启预处理设施，进行预处理。
④ 建设原水水质监测站，对长江进水进行检测，预警时间约半天。
⑤ 建设模拟水厂运行的导试水厂，规模3m3/d，可提前预知净水效果并进行工艺优化，用于指导水厂运行。
⑥ 建立健全上述工程设施相关配套的管理制度、工作机制和应急预案。
实施情况：2015年镇江市十项为民办实事项目之一。2014年11月18日开工，2015年12月底竣工投入使用。
调蓄池运行工况
① 长江正常水质：长江水进入到调蓄池（长江高水位时自流进水，低水位时泵提升），然后由一泵站提升到水厂。
② 长江原水发生轻微污染：开启调蓄池的预处理设施，进行预处理。
③ 长江原水发生突发污染：双向泵房停止取水，用调蓄池中储存的原水供水厂，必要时启用金山湖应急备用水源，并向长江排回调蓄池中的污染水团（从双向泵房重力排放、应急备用水源顶推置换排放、双向泵房反向抽排）。
长江取水口
设施：双向泵房、监测站、导试水厂、药剂投加系统 (从右向左)
长江取水双向泵站：4台泵：按2台双向泵、2台单向泵布置
双向泵：通过调整进出水闸板，可改变水流方向。
导试水厂
[工艺：预处理-混凝-沉淀-砂滤-臭氧-活性炭-消毒；Q=3m3/h（后段为2m3/h）；流程时间为2h，可提前预知净水效果，并可进行工艺优化，用于指导水厂实际运行]
调蓄池
由原内引河疏挖改建，高水位运行，容积40多万m3，原水停留时间在12h以上，然后由原有的一泵站输送至水厂。
池长：约900m
水深：4~5.9m（正常水位5.4m）
（标高：池底为-1.90m，正常水位为3.50m，最高水位为4.00m，坝顶8.00m。土边坡为1:3）
池宽：水池底80m，水面113m（正常水位）
工程效果
通过镇江市征润洲水源水质保障工程的建设，实现了对水源突发污染的有效预警与原水水质调控，保证污染原水不进入水厂，显著提升了镇江市的饮用水安全保障水平。
对于江河水源水厂，如何进行应对水源突发污染能力的建设，该工程具有重要的示范意义。
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