水廠視界｜鄭州航空港區高品質現代化水廠

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的根本保障。《淨水技術》與國內各大水司強強聯手，用科普與專業並重的視角探究各地標杆性水廠的每一個角落，讓水廠在雲端開啟大門，展現別樣的風采。

鄭州航空港第二水廠

設計規模80萬m/d，一期供水規模20萬m/d，於2015年9月開工建設，2017年8月建成通水，以打造“安全、智慧、綠色、環保”的發展理念，採用

“南水北調水+黃河水”的雙水源

保障手段；設定以

超濾膜

處理工藝為核心的全工藝處理流程；充分運用

自動化、資訊化、物聯網

等先進技術，以達成

生產運營全過程自動化及生產現場無人值守

的目標。保障了機場、園博園、安置區等港區重要專案用水，進一步完善了港區供水體系，實現了港區雙水廠供水保障。

全廠總平面佈置

根據工藝流程佈置方案，鄭州航空港區第二水廠工程為西北側進水、西側出水的流程系統。

淨水構築物主要包括預氧化池、沉清池、V型濾池、臭氧池、炭濾池、超濾膜池、二級泵房、綜合加藥間

。

汙泥處理系統包括排泥池，回用水池、濃縮池、平衡池及脫水機房等

。另外，包括廠區道路、圍牆、側門、綠化等。

廠區按功能分割槽。

根據水廠進出水方向，工藝流程，將整個廠區按功能分割槽分為附屬建築物區、主生產區域和汙泥處理區。

廠前區綜合樓座北朝南，透過聯廊和食堂以及生活樓相連。為營造綜合樓良好環境，在綜合樓西側設定景觀溼地，兼作景觀效果。廠前區綜合樓南側為廠區核心工藝構築物，包括臭氧接觸池、活性炭池和超濾膜車間。

主生產區從西向東依次為預氧化池、沉清池、V 型濾池、臭氧池、炭濾池、超濾膜池、二級泵房等主要制水車間，按照原水進水方向和水力流程，佈置於綜合樓的南側。

汙泥處理佈置於水廠西南部，構築物按處理流程自北向南依次排開。

綜合加藥間和變電所集中佈置於廠區北側，佈置緊湊，靠近水處理單元起始位置佈置。

廠區佈置功能分割槽合理明晰，執行管理方便。透過綠化帶將主生產區和辦公區隔離，減少生產對辦公區的干擾；主生產區構築物佈置較為整齊緊湊，有利於生產工藝的協同及生產巡視；汙水處理系統集中於廠區西南角區域，減少汙水處理過程中對嗅覺和感官的不利影響，同時汙水管線距離短、轉折少，可減少汙泥處理構築物埋深及降低淤積風險。

平流沉澱池

二級泵房

超濾膜池

水廠亮點

(1)綠色水處理工藝的佈局

本專案以追求供水品質、提升居民幸福指數為理念，引進了新一代綠色水處理工藝——浸沒式超濾膜工藝，提高了生物安全性，改善了飲用水口感，將港區自來水水質提升了一個新臺階。

(2)清潔能源的利用

“綠色低碳”需要倡導，更需要踐行。本專案利用構築物屋頂、臨時空地等空間資源建設光伏發電系統。2017下半年裝機容量1。5MWP的

光伏系統

開始發電執行，這既是本專案對提高畫質潔能源使用率降低生產成本的積極探索，也是港區水務努力踐行社會責任的生動詮釋。

(3)海綿城市理念的引入

“綠色”理念的另一個切入點就是對海綿城市理念的落地。本專案在景觀的設計中處處體現“滲、蓄、滯、淨、用、排”的海綿理論，在步行道、廣場、停車場中大量使用透水礫石、透綠磚等鋪地，減少地表徑流；在水廠綜合樓的西側結合景觀設定雨水調蓄水池，可調蓄降水，減少雨水外排，同時作為綠化灌溉水源；微地形及豐富植被系統的設計既減緩了徑流的形成，又對雨水進行了淨化。對於水資源的節約利用，也體現了港區水務人對於水的使命感。

(4)智慧化水廠的探索

本專案定位為國內領先的現代化水廠，充分利用自動化、資訊化、物聯網等先進技術，緊密貼合智慧城市的建設現實要求和行業發展趨勢，實現了生產現場無人值守和生產全過程自動化的目標，引導水處理行業朝著水廠智慧化的美好願景探索前行。

(5)全流程水處理工藝的設定

為提高供水水質的可靠性，增強應對各種突發水質狀況的能力，本專案率先實施了全流程水處理工藝，將發生水質事故的機率降到最低。

(6)集約式水處理構築物佈置

相比傳統的水廠佈置形式，本專案透過採用沉澱池與清水池疊加構造、工藝構築物流水線式分佈、加藥系統一體化設定等形式，有效提高了土地利用率。

工藝技術亮點

以優質供水為核心

，將優質供水的基因嵌入到專案建設、運營的每一處角落，以全流程處理工藝為基礎，對整個生產過程不斷的進行最佳化調整，細分業務流程，細化水量與水質標準，確保水處理過程的適應性；

以線上水質檢測儀表為支撐，

實時把控每個工藝環節的生產工況，對異常情況進行及時處理，以水處理過程的全面可控來確保出廠水的優質；

以高標準的水質化驗室為依託

，為水處理過程中的藥劑投加、水質異常處理等方面提供科學指導，同時將水質指標作為對水廠進行水質考核的重要依據。

1.全工藝流程

針對“南水北調+黃河水”雙水源原水水質特點，同時為滿足鄭州航空港高品質高標準供水系統要求以及港區人們對水質要求日益提高的需求，應對突發水質汙染問題，二水廠採用“

預臭氧接觸+機械混合折板絮凝平流沉澱池+V型濾池+臭氧接觸池+生物活性炭濾池+超濾膜池

”的全流程淨水工藝組合

全流程處理工藝中各個工藝單元環環相扣、相互協同，又各有側重。預臭氧一方面用於提高有機物的可生化性，另一方面還可以促使一些大的顆粒有機物絮凝，從而成為可沉澱過濾去除的物質，有效去除色度、臭味、鐵錳和有機物。混凝沉澱和過濾的常規處理，以去除水中濁度為主要目的，同時也可除去水中相當比例的色度、耗氧量和氨氮。臭氧工藝使水中有機汙染物氧化降解，將大分子有機物分解為中、小分子的中間產物，活性炭表面的生物膜或微生物群落透過生物吸附和氧化降解等作用，顯著提高了活性炭去除有機物的能力。超濾膜工藝重點針對水中殘留的膠體、懸浮物、細菌、病毒及大分子有機物的去除。透過各個工藝流程的分工協作，可最大限度的去除水中的汙染物，減少消毒副產物的生成，達到高品質出廠水的目標。

2.多工藝組合

由於第二水廠

同時配置“V濾、炭濾和膜濾”三組過濾單元

，並且在各處理工藝單元間設有

超越管線

，以便於水廠在執行過程中可以根據原水水質情況及執行工況的要求，靈活合理的進行處理工藝單元搭配，最佳化生產執行過程，達到在不影響水處理效果的同時降低水廠執行成本的目的，另外，還可以增強對突發事件的應急處理能力，提高水質保證率。

工藝處理單元的組合形式有：

(1)混凝沉澱+砂濾+中間提升+臭氧活性炭+超濾

(2)混凝沉澱+砂濾+中間提升+臭氧活性炭

(3)混凝沉澱+砂濾+超濾

(4)混凝沉澱+砂濾

透過不同工藝組合形式的切換，可以

同時兼顧處理水質和連續穩定執行這兩個重點

，為水廠運營人員提供更多的選擇空間，最終達到保證高品質供水和和安全供水的運營目標。

3.應急藥劑投加

針對不同的水質事件，第二水廠配備了相應的應急投加藥劑，包括

粉末活性炭、除藻劑、硫酸銨

。平時備足用量，並定期進行應急投加演練，提升應對突發事件的能力。

4.智慧化執行

透過高速工業乙太網實現對生產現場進行實時監測和遠端控制，並將生產過程資料進行彙集、整理和儲存；利用大量的生產現場資料為基礎並進行建模、分析，開發出操作記錄查詢、生產成本分析模型、裝置當前工況、突發事故應急預案、歷史資料查詢、線上統計報表分析等管理工具，形成指導水廠整體運營決策的工藝分析、裝置分析、成本分析、風險分析等輔助決策工具，提高水廠運營的智慧化水平。

鄭州航空港水務發展有限公司簡介

鄭州航空港水務發展有限公司於2014年11月11日由河南投資集團控股發展有限公司出資比例65%、鄭州自來水公司出資比例25%、鄭州航空港興港投資集團有限公司出資比例10%共同組建，註冊資本3億元。公司鋪設市政管網約385公里，供水面積約300平方公里，實現了港區建成區全覆蓋，充分保障和滿足了港區快速發展對供水的需求。

歡迎關注中國土木工程學會水工業分會水系統智慧化技術研討會（2022），相關會議通知請點選下方連結。

《中國土木工程學會水工業分會水系統智慧化技術研討會（2022）徵文及預通知》

編輯：孫麗華

排版：馬駿馳

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