工艺优化驱动节水革新——N水厂节水技术实践与成效分析

本文以南方地区N水厂为研究对象，聚焦常规净水工艺单元的优化控制，系统探究水厂内部节水技术的应用路径与实际成效。通过对反应池、沉淀池、滤池等核心工艺的精准调控，在不改动现有处理流程、保障出水水质达标的前提下，实现日均节水962立方米，自用水率降幅达65%。该实践不仅验证了工艺优化在节水减排中的核心价值，更为同类水厂构建低成本、高效率的节水体系提供了可复制的实践范式。

一、引言：地表水水厂的节水刚需与破局方向

我国城市供水厂中，以地表水为水源的水厂占据主导地位，其排泥水排放量通常占总取水量的3%~5%。这部分水资源若能通过科学调控实现回收利用，不仅可缓解水资源短缺的刚性约束，更能降低废水处理负荷，助力水务行业实现“碳达峰、碳中和”目标。然而，多数水厂受限于传统操作模式，排泥、反冲洗等环节存在显著的水资源浪费现象。

N水厂作为南方地区一座中型供水厂，设计规模15万立方米/日，实际运行规模约12万立方米/日。针对该厂絮凝池排泥、沉淀池吸泥及V型滤池反冲洗等关键耗水环节存在的粗放式操作问题，项目团队开展了系统性工艺优化研究，通过精细化控制手段挖掘节水潜力，取得了显著成效。本文将详细阐述优化方案、实施过程及成效数据，为行业节水实践提供参考。

二、N水厂优化前耗水现状诊断

为精准定位节水潜力点，项目团队首先对N水厂常规净水工艺各环节的耗水情况进行了为期三个月的系统监测，明确了反应池、沉淀池、滤池三大核心单元的耗水特征及问题所在。

2.1 反应池耗水：手动排泥导致过量排放

N水厂分三期建设，每期配置12个反应池排泥阀，采用24小时固定排泥周期，操作方式为人工手动控制——操作人员根据排出泥浆的颜色判断停止时机，排泥时长通常控制在3-6分钟。监测数据显示，该模式下反应池日均排泥耗水量达312立方米，由于人工判断存在主观性，部分时段排泥后期已出现清水排放现象，存在明显浪费。

2.2 沉淀池耗水：固定模式忽视负荷差异

厂区现有三期沉淀池，每期分两组运行，各配备1台吸泥行车，同样采用24小时固定排泥周期。其中一期、二期共4台吸泥行车，每台配置4台吸泥泵；三期2台吸泥行车，每台配置6台吸泥泵，单台吸泥泵排泥量为40立方米/小时。监测结果表明，沉淀池日均排泥耗水量约1146立方米。进一步分析发现，不同时段原水浊度存在波动，固定排泥模式无法匹配实际污泥产生量，导致低负荷时段过度排泥。

2.3 滤池耗水：反冲洗参数配置不合理

厂区共设12个滤池，反冲洗周期固定为24小时，通过流量计监测显示，单个滤池每次反冲洗平均耗水量120立方米，日均总耗水量达1440立方米。对反冲洗过程的跟踪发现，原有的“气冲2.5分钟+气水联冲1.5分钟+水冲3分钟”参数组合中，水冲时间过长，且气冲强度不足导致滤料清洗不彻底，间接增加了后续水冲耗水。

综合测算，优化前三大工艺单元日均总耗水量达2898立方米，占实际供水量的3.8%，高于行业平均自用水率水平，节水潜力显著。

三、工艺优化方案实施与节水成效

基于现状诊断结果，项目团队秉持“水质优先、精准调控”原则，针对各工艺单元的核心问题制定差异化优化方案，通过参数调整、操作模式革新等方式实现节水目标。

3.1 反应池：分段控时优化，减少无效排泥

针对反应池手动排泥主观性强的问题，优化方案采用“分段控时”策略：根据各期反应池的容积、絮凝效果差异，对12个排泥阀进行分组管控，仅开启前8-10个核心排泥阀，并精准设定各阀排泥时长。具体调整为：一期前8个排泥阀排泥时间由3.5分钟缩短至1.3分钟；二期前10个排泥阀由4分钟缩短至1.5分钟；三期前10个排泥阀由5分钟缩短至1.5分钟。

优化后，反应池日均排泥耗水量降至150立方米，日均节水量达162立方米，节水率超过51%，且通过取样监测确认，出水浊度等关键指标未受影响。

3.2 沉淀池：动态排泥调整，匹配负荷变化

结合原水浊度波动规律，沉淀池采用“单双日差异化排泥”模式：单日原水浊度较高时段采用全程排泥，保障污泥彻底清除；双日原水浊度较低时段采用半程排泥，减少无效耗水。同时对吸泥行车运行速度进行微调，确保污泥抽吸效率。

实施后，沉淀池日均排泥耗水量降至875立方米，日均节水量271立方米，节水率达23.6%，有效解决了低负荷时段过度排泥的问题。

3.3 滤池：气水冲洗重构，提升冲洗效率

为优化滤池反冲洗效果并降低耗水，方案重构了气水冲洗时序：延长气冲时间以增强滤料扰动清洗效果，由2.5分钟延长至5分钟；缩短气水联冲时间至1分钟，减少气水协同阶段的耗水；大幅压缩纯水流冲洗时间，由3分钟缩短至2分钟。在调整过程中，同步监测滤后水水质，确保反冲洗效果达标。

优化后，滤池日均反冲洗耗水量降至911立方米，日均节水量达529立方米，节水率高达37%，实现了“冲洗效果提升、耗水量下降”的双重目标。

3.4 综合成效：节水减排与自用水率双突破

三大工艺单元优化后，N水厂实现了显著的综合节水成效，具体数据对比见表1。

自用水率方面，优化前2020-2023年N水厂平均自用水率稳定在3.8%（见表2）；启动节水模式后，2023年5-10月监测数据显示，平均自用水率降至2.0%，较优化前下降65%（见表3），显著优于行业平均水平。值得注意的是，该成效是在未新建回收水池等硬件设施的前提下实现的，凸显了工艺优化的低成本优势。

 

四、结论与推广建议

N水厂的实践充分证明，常规净水工艺的精细化优化是水厂实现低成本节水的核心路径。通过针对反应池、沉淀池、滤池等关键单元的操作参数调整与运行模式革新，可在不改动现有工艺架构、保障出水水质的前提下，实现显著的节水减排成效——日均节水962立方米、自用水率下降65%的成果，不仅直接降低了水厂的运行成本，更减少了排泥水排放量，减轻了对周边水环境的压力。

该案例对国内同类水厂具有重要的推广价值，结合实践经验提出以下建议：一是建立耗水监测体系，通过精准计量定位各工艺单元的节水潜力点；二是推行差异化调控策略，根据原水水质波动、生产负荷变化等动态调整排泥、反冲洗等关键操作参数；三是强化操作人员培训，确保优化方案的精准落地。对于具备条件的水厂，可进一步配套建设排泥水回收处理设施，结合工艺优化实现水资源的循环利用，最大化节水效益。

在水资源短缺与环保要求日益严格的背景下，N水厂的工艺优化节水模式为水务行业践行绿色发展理念提供了可复制、可推广的实践样本，具有重要的行业示范意义。

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