武汉市新洲区阳逻供水实业有限公司
摘要：要想切实保障城镇居民的正常生活，保证城镇给水是前提条件，众所周知，城镇供水具有流程连续性和系统公用性的特点，要想切实保证供水的质量，就需要保证供水管理的集中性，合理应用现代化的管理手段，对城镇供水的各个环节进行优化。通过合理发挥新工艺以及新技术的积极效益，通过技术手段对自来水厂进行改造，在此基础上，有效提升自来水厂的经济效益，实现自来水厂社会效益的提升。
关键词：城镇供水；现状；自来水厂；技术改造
前言
有关部门调查研究显示，现阶段我国缺水城市已经超过了400个，很多城市之所以存在缺水的问题，一个十分重要的原因就在于水源污染，而更为严重的是现阶段我国水源污染的问题并没有得到有效遏制，环境质量还处于持续恶化的过程当中，这也给城镇的正常供水带来了挑战。众所周知，城镇地区的供水系统具有流程连续性和系统公用性的特点，且很多地区都分布有给水设施，因此对城镇供水的各个环节进行管理十分有必要。通过对城镇的供水系统进行高质量的管理，不仅能够有效提升自来水企业的经济效益，与此同时，对于自来水企业社会效益的充分发挥也有着十分积极的现实意义。本次研究中，文章一方面从城镇供水的现状进行了分析，另一方面探讨了自来水厂的技术改造策略，提出了一些自来水厂技术改造过程中需要重点关注的问题，希望能够给相关研究人员带来一些启发。
一、现阶段我国城镇地区的供水情况
现阶段，城镇地区在实际落实供水工作的过程中，主要存在以下几方面的问题：
首先，很多自来水厂都缺乏完善的供水设施，供水工艺没有及时更新，导致供水技术相对落后，严重影响城镇地区的正常供水。
其次，在实际针对城镇地区的供水情况进行管理的过程中，所采用的运行管理手段相对落后，多数自来水厂采用的依然是人工控制的方式，并没有实现自动化控制，甚至个别自来水厂还不具备装设仪表的条件[1]。
此外，水源的水质无法满足实际供水的需要，即使是在采用常规净化工艺对自来水进行处理后，饮用依然无法达到国家要求的相关卫生标准。
另外，个别自来水厂的生产设备没有及时更新，输配水管网无法满足现阶段城镇供水的现实需要。随着输配水管网损耗程度的逐渐增加，城镇供水的运行成本也会相应增加。
最后，自来水厂在对源水进行处理的过程中存在操作不当的问题，进而引发了原水的二次污染。
二、对于城镇自来水厂进行技术改造的主要策略
（一）对常规自来水净化处理工艺进行改善
要使常规自来水净化处理工艺的积极作用能够得到充分发挥，就需要采取合理有效的技术措施对常规净水工艺进行强化，在此基础上，有效提升城镇供水的水质，降低城镇供水的成本，提升城镇供水运行管理的科学性[2]。要达到上述目标，具体需要从以下几个方面入手：
首先，要对制水工艺中的薄弱环节进行明确，深入实际进行探究，例如，在对混凝进行优化的过程中，就需要保证反应方式选择的合理性。确保所使用的助凝剂量以及混凝剂能够最大限度地保证合理，在此基础上，对pH值进行反复调整，调整过程中可通过合理添加石灰、调整投加点以及投加量的方式，使pH值能够实现最佳反应。除此之外，还需要对沉淀池的排泥方式以及排泥规律进行优化，使滤池的反冲洗效能能够得到最大限度地发挥。
其次，构筑物在实际运行过程中还需要对相关参数进行合理调整，在此基础上，达到对常规处理工艺进行强化的目的，针对源水处理过程中存在的构筑物运行参数不合理的问题，一方面需要控制好出水量，另一方面需要注意缩小规模，在此基础上，真正实现水质的提升。
此外，要加大对于水源环境的保护力度，定期对水源水质进行进行监测，对水质的变化情况有更加深入地了解，在对源水进行处理的过程中，需要充分考虑实际情况，在此基础上，保证处理措施的合理性。依照国家相关法律法规的规定对水源环境进行保护，避免水源环境受到进一步污染。
（二）做好改造以及更新输配水管网方面的工作
早期的输配水管网多数情况下是内衬不具有防腐作用的金属管道，这也在一定程度上导致了输配水管网内部存在十分严重的结垢问题，在此基础上，导致供水过程中饮用水出现二次污染的问题，而要想有效提升城镇供水的水质，就需要积极地对旧管道进行更新。针对以下几种类型的输配水管道需要进行更新：
首先，需要对已经出现了冒滴漏等方面问题以及内部结垢生锈腐蚀问题的用户给水管道以及输配水管道进行更换。
其次，对于管网中存在的易成死水的直肠管、已经不再具备网状特征的支管以及盲肠管段进行完善和改造，与此同时，还需要定期清洗以及消毒管网。
此外，要积极应用新型管材，若入户给水管使用的依然是传统的镀锌铁管，则需要全部进行更新，管道以及配套管件需要全部更新成不锈钢、铝塑、PPR、PE以及钢塑的材质。而针对输配水管道口径较大的情况，则需要尽量使用玻璃钢管或是球墨铸铁管。输配水管道口径较小的情况，通常情况下使用PE塑料管以球墨铸铁管[3]。而在使用球墨材质以及钢材质的管材的过程中则要求对管材内部进行内衬防腐处理。
最后，在对相关管材进行防腐处理的过程中，需要尽量选择新型的防腐材料，在此基础上，切实保证防腐效果。
以往，在针对水泥砂浆喷涂金属管道内壁进行防腐处理的过程中，传统内防腐方法的应用最为普遍，但是从实践的角度来看，在实际使用的过程中非常容易出现结构松散、砂浆爆裂脱落等方面的问题。而现阶段，氟碳、环氧系列的新型内防腐涂料的应用范围也越来越广泛，需要重点加以关注。
除此之外，在对管道进行维护的过程中，还需要加大对于新技术和新工艺的学习力度，提升管理工作开展的科学性。
而在针对故障管道进行维修的过程中，不停水开口技术的应用最为普遍，常用的新技术主要包括爆管抢修以及不开挖管道施工方式，这些技术都已经十分成熟，应该加大应用力度。
（三）城镇自来水厂技术改造需要突出现代化特征
城镇自来水厂在实际进行技术改造的过程中，要想切实突出现代化的特征，就需要积极对发达国家自来水厂的运营模式进行实地考察，在此基础上，综合国内专家的意见，建立适合我国实际情况的现代化自来水厂概念，文章主要提出以下五个方面的内涵：
首先，在实际进行水质净化处理工艺选择的过程中，出水水质的保证是前提条件。要确保能够对源水进行全天候地处理，而不是选择性地处理。在这样的情况下，水厂的水质净化处理工艺选择就需要与水源改进处理工艺和水源水质调整工艺有机地结合到一起，在此基础上，以常规处理方式为基础，真正使所选择的水质净化处理工艺能够做到以不变应万变。
其次，在确定水厂构筑物参数以及型号的过程中，必须要确保其能够耐受水质的冲击，在此基础上，确保出水水质能够达到饮用水的标准。
此外，在实际针对水厂工艺进行运行管理的过程中，还需要加大对于微机自控技术的应用力度。通过微机自控技术的合理运用，实现混凝剂的自动投加，使沉淀池以及澄清池能够自动进行排泥，与此同时，借助微机自控技术，自动冲洗滤池，同时，根据不同时段的需要对水泵的水压进行设定，确保其能够自动运行。
另外，操作管理要保证平面型，总体布置要保证密集型。在对水厂的进水构筑物进行设置的过程中需要保证组合的紧密性，这样的设置方式一方面能够方便监控，另一方面也能够节约大量用地。
最后，在实际进行水厂设计的过程中，需要充分体现整洁、明快的特点，要杜绝华丽的建筑装修，凸显建筑的实用性。而在实际进行水厂绿化的过程中，通常情况下以草坪为主，尽量减少建筑小品的使用。在此过程中，使人进入到水厂之后能够感受到环境的整洁以及宁静，产生一种天然的安全感以及卫生感。
三、城镇自来水厂技术改造过程中需要重点关注的问题
（一）重点关注澄清池、沉淀池、反应池、混合池的改造
首先，要根据实际需要改造混合投药系统。尤其是在最近几年，在实际进行给水设计的过程中，加强混合已经成为了技术人员的一个重点关注的问题。从实践的角度来进行分析，保证混合的快速性和充分性仅能够收到良好的气浮效果，同时能够收到良好的澄清效果和沉淀效果[4]。在实际改造投药系统的过程中，需要充分考虑现实情况，在此基础上，在实际进行混凝剂种类的选择过程中也需要充分考虑水源水质的特点，控制好投加量，在充分分析原水浊度曲线的基础上合理确定投加量。很多自来水厂的相关工作人员认为，要想有效提升水质，混凝剂的投加越多越好，这种想法是错误的，不考虑水源水质的情况下，盲目投加混凝剂反而会适得其反，给水质的提升带来不利影响。
其次，在改造反应沉淀系统的过程中，反应形势的改变需要充分考虑实际情况，保证布局的合理性和恰当性，在此基础上，根据实际需要对GT值进行调整，使反应条件能够得到有效改善，一方面使水质能够得到有效提升，另一方面也能实现整体产水量的提高。反应的效果和混合的效果会直接影响澄清池以及沉淀池的产水量，与此同时，也与水质有着十分密切的关联。
（二）加强对于滤池改造的关注
从水厂净化工艺自身的角度来讲，过滤是必不可少的一个重要环节，而要想真正实现滤池的高效稳定运行，推动滤池过滤能力的再生是重要手段。以往，我国设计的滤池主要包括普通快滤池、V型滤池、虹吸滤池以及双阀滤池等，上述类型的滤池各有优势，同时也各有缺点，而在缺点方面，上述几种滤池在进行水箱冲洗以及水泵冲洗的过程中都存在浪费冲洗水以及冲洗水头不稳定的情况[5]。从传统滤池反冲洗水量的情况来看，其大约占产水量的4%左右，而相比之下，在反冲洗水量方面翻板滤池有着十分明显的优势，仅占不到2%的产水量。而从翻板滤池的实际应用角度来讲，节能性是其最主要的优点。下文就对不同类型滤池的缺点以及优点进行了总结。
第一，虹吸滤池。在优点方面，虹吸滤池在实际工作的过程中，无论是出水还是进水都需要依靠虹吸管，这也在一定程度上改变了以往采用大型阀门控制进出水的模式，降低了操作的难度。虹吸滤池在实际运行的过程中，不需要人工进行操作，通常情况下都是利用水力的力量自动控制，进而有效降低了管理和运行的难度。而虹吸滤池也不需要重复添置鼓风机以及反冲洗水泵等类型的设备，相比于翻板滤池以及微型滤池来说，其在运行耗电方面以及设备运转费用方面都有着十分明显的优势。但是，从本质的角度来讲，虹吸滤池也有其固有的缺陷，但实际进行土建的过程中往往需要进行大量的投入，具有池深大的特点。在进行反冲洗的过程中，耗水量在产水量中的占比整体较高。
第二，普通快滤池。在优点方面，相比于虹吸滤池，普通快滤池的土建难度更低，池深更浅，多数普通快滤池的深度都在3.6m以内。与此同时，普通快滤池的排水系统阻力更大，具有较好的冲洗效果。而相比于一些新型技术来说，普通快滤池技术的成熟度更高，操作的难度更低。但是，普通快滤池也有其固有的缺陷，普通快滤池的管道具有更高的复杂度，需要设置较多的阀门。不仅具有过滤周期短的缺陷，与此同时，滤速也很难得到有效保证，反冲洗过程中同样需要较大的耗水量，实际运转过程中滤料的流失度较高。
第三，V型滤池。在优点方面，V型滤池主要采用表面扫洗和气水反冲洗相结合的手段，具有较好的反冲洗效果。与此同时，V型滤池进水主要通过V型滤槽，在布水的过程中具有更高的均匀度。而相比于其他几种滤池，V型滤池的管理难度也相对更低，具有较高的自动化程度。在滤料的选择方面以均质滤料为主，在此基础上，使滤料自身的含污能力得到了有效提升。在实际进行反冲洗操作的过程中，在反冲洗操作的作用之下，滤料会出现小幅度的膨胀，进而有效避免了滤池深度过高的问题，相比于虹吸滤池来说，V型滤池所需要的土建费用更低。虽然V型滤池有着诸多优势，但是，V型滤池也有其固有的缺陷，V型滤池在实际运转的过程中需要耗费大量的电能，设备费用整体较高，与此同时，在实际进行土建施工的过程中对于技术有着较高的要求标准。进行反冲洗操作的过程中也需要较大的耗水量。
第四，翻板滤池。在优点方面，翻板滤池以双层滤料为主，滤料自身具有较强的含污能力。在进行反冲洗操作的过程中，由于需要对排泥水阀进行关闭，进而有效提升了反洗的速度，具有较好的反冲洗效果，同时，不会出现大量耗水的情况。土建难度相对较低，不需要大量投资。与此同时，在进行反冲洗操作的过程中也不会出现大面积的滤料流失，管理难度低，具有较高的自动化运行程度。缺陷在于在运行过程中需要较高的电耗。
以上提及的几种滤池各有优势，但实际选择的过程中还需要根据实际净水需要以及水厂的个体情况进行考量，进而达到对自来水厂进行技术改造，提升水质的目的。
（三）做好改造自动控制系统方面的工作
自动控制系统是现代化水厂必不可少的一个组成部分，要达到降低能耗、提高水质的管理目标，就需要加大对于治水工艺的控制力度。从现阶段的情况来看，我国具备自动控制基础条件的自来水厂相对较少，部分自来水厂甚至没有设置安装仪表的位置，因此，就需要从技术改造的角度出发对原制水工艺进行创新。
水厂在实际生产的过程中要想真正实现自动化，在对生产的各个环节进行管理的过程中就需要充分体现科学性。自动化控制系统的应用不仅能够节约大量的人力，与此同时，也能有效降低能源消耗，实现未来水厂生产效率的提升。而在传统的生产过程中，由于能源的浪费很多情况下工作人员很难觉察，这时，要想真正实现有效管理，就需要进行计控装置以及检测仪表的安装。除此之外，在实际生产的过程中，自动化控制系统还能有效提升生产的安全性。
自来水厂在进行技术改造的过程中，要想真正实现现代化自动控制，首先要建立单元PLC独立控制系统，其次要落实机旁现场手动操作，最后在进行自动控制的过程中需要实现全系统联网。
每一个PLC端点都具备独立的数据采集、数据处理、数据存储、数据显示以及事故报警等方面的功能，对于设备自身来说具有自动保护的作用，在此基础上，切实降低设备发生故障问题的概率。
结语
综上所述，从工艺设施以及工艺流程的角度来讲，我国城镇地区的供水系统与发达国家并无明显差异，但是，在供水能力方面我国城镇地区之所以落后，一个十分重要的因素就在于管理手段以及管理方法相对落后。在这样的情况下，为了有效提升城镇地区供水的稳定性，文章一方面分析了我国城镇供水工作开展过程中存在的问题，同时提出了我国城镇自来水厂技术改造的策略，希望能够有所帮助。
参考文献
[1]杨家强.水利工程建设城镇集中供水现状及发展思路探讨[J].低碳世界,2019,9(11):116-117.
[2]彭燕莉,伍敏莉,肖飞鹏,刘俊红.城镇供水管网现状及技术改造教育研究[J].课程教育研究,2017(42):255-256.
[3]杨巧妹.浅析城镇供水企业的现状与发展[J].企业改革与管理,2016 (07):201+200.
[4]郑培纯.城镇供水水质在线监测现状研究[J].资源节约与环保,2015 (03):174.
[5]杨森.我国城镇供水发展的现状分析[J].中国新技术新产品,2014(11): 139-140.