常熟供水事业起步较早，2003年，常熟市在全国范围内较早实现了市镇联网、镇镇联网、镇村联网、村村联网的城乡供水一体化格局。目前，常熟市三座水厂全部完成了深度处理升级改造——“臭氧生物活性炭深度处理工艺”的全覆盖，在全市供水安全进一步得到保障的同时，实现了从“合格水”向“优质水”的跨越。
在2022（第七届）供水高峰论坛上，江苏中法水务股份有限公司（下称：江苏中法水务）副总经理王勇庆分享了常熟供水提升工作中原水生态优化、降铝工艺等方面的思考与实践。
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王勇庆
率先推进“一张网”，实现优质供水跨越发展
作为长江三角洲经济较为发达的城市，常熟市东邻上海，南连苏州，西邻无锡，北濒长江，素有“江南福地”的美誉。早在2003年，常熟地区率先实现了城乡供水一体化供水，即“一张水网”。在当时，常熟供水提出了“同网同质同价同服务”的模式，被建设部等领导部门誉为“常熟模式”（相关内容点击：从三个典型模式，看城乡供水一体化应该怎么走？）。
作为常熟地区的主要供水企业，江苏中法水务成立于1984年，目前总资产约42亿元、净资产约19亿元。主营业务自来水生产供应、污水处理、给排水工程施工、智慧水务四大板块。
目前，常熟地区供水管网总长度9375公里、水表61.6万块、二次供水泵站384只。以长江、尚湖为常用水源地，长江应急水库为备用水源地，常熟地区形成了“两常用一备用”的独特城市供水水源格局。
常熟地区三大水厂总供水能力为87.5万m3/日，并配套两大增压泵站，并实现了“臭氧生物活性炭深度处理工艺”全覆盖，达到了从“合格水”向优质供水跨越的目标。
王勇庆介绍，从2021年水质数据来看，目前常熟地区供水水质总体呈现三个特征：一是浊度更低，出水为0.10NTU，管网为0.23NTU；二是有机物含量更低，出水高锰酸盐指数1.0mg/L，管网为1.2mg/L；三是消毒副产物更低，出水三卤甲烷含量为0.13，管网为0.22。
多措并举，加强原水生态优化
为了保障常熟市供水安全，应对突发水质污染事件，政府投资4.6亿元建设长江应急水库。占地1474亩，总库容635万m³，有效库容506万m³。该水库2016年4月正式投用，在水库运行初期，遇到了国内新建水库普遍遇到的“生态系统结构失衡、水质难于得到保证”等问题，具体体现为以下三点：
一是水库存在流态差、短流、死区等缺陷；二是生态系统结构相对简单，生物多样性单一，鱼类群落结构多样性低、丰富度低，水生植物分布很少，只有少量芦苇分布，未采集到沉水植物；三是高温季水体藻类最高达6500万个/升，部分水域有藻华现象，水体二甲基异莰醇最高达1000ng/L，具有明显土腥味。
为尽快补齐水库水生态系统短板，提升应急水库安全保供能力，江苏中法水务提出了建设“生态水库”的目标，确立了“系统修复、生态优先”的理念。
生态系统修复和完善是一项遵循自然规律的系统工程和长期任务，在治理初期或短期内并不能看出明显效果，江苏中法水务坚守“立足当前、持续推进、面向长远”的生态治水方向。基于此，江苏中法水务采取的生态调控技术为“鱼草协作、生态治理”模式。
鱼类结构调控
针对水库运行初期蓝藻突出的问题，前期开展鲢、鳙鱼的放养来直接控制蓝藻，后期则根据水深投放不同食鱼性鱼类来控制非目标鱼类，同时结合鱼类种群结构的普查定期开展集中捕捞放养工作，为控藻和调节水质发挥了重要作用。
沉水植物种植
针对水库湖边硬基质，湖中水深的特点，创造性提出硬基质植物修复技术，2018年先开展沉水植物选型，并于2019年4月-2022年4月实施水库二级坡硬底质平台覆土种植沉水植物工作，累计实施了五轮人工栽种，栽种面积超三万平方米，目前沉水植物在水库周围20m区域稳定生长，其中轮叶黑藻、穗状狐尾藻、菹草、苦草等在水库已形成较为稳定的种群，为控藻和调节水质发挥了重要作用。
生态和水质评估
生态效果好坏需要用数据来评价，王勇庆表示，江苏中法水务始终把水生态及水质的跟踪、监测及评估工作作为一项重要的技术手段抓紧抓实，水库运行人员能根据评估数据精准实施“水流微循环、水位微调控、适时引排水、鱼类捕捞及放养”等工作，确保水库生态系统功能始终处于良好状态，水库水质始终处于优质水平。
多措并举下，经历四年的实践，优化效果取得了明显的成效，具体体现为以下六个方面：
一是水体透明度从运行初期的不足0.8米增加到2022年的3米以上；二是浑浊度从运行初期的6NTU降至2022年的1NTU左右；三是高锰酸盐指数从运行初期的3.2mg/L降至2021年的2.6mg/L；四是藻密度从 运行初期的1600万个/升降至2021年的300万个/升；五是夏季蓝藻比例从运行初期的40-60%降至2021年的不足20%，六是2-甲基异莰醇从运行初期的50-200ng/L降至2021年的10ng/L以下。水体已由运行初期的轻度富营养状态降至中营养状态，并持续保持稳定。
王勇庆表示，2021年数据显示，该水库沉水植物覆盖度由建库初期的0.2%大幅提升至20.8%，对增加水体透明度，抑制了浮游藻类密度，改善水体自净化发挥了及其重要的作用，突出的治理成效，成为了常熟实施长江大保护工作的一大亮点。
水厂降铝的两个技术方向、六种解决方案
王勇庆表示，《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2022）中，对铝含量的限值为0.20 mg.L-1，根据《江苏省城市自来水厂关键水质指标控制标准》(DB32/T 3701-2019) 铝含量限值为0.15 mg.L-1。而《江苏中法水务内控标准》铝含量限值为0.10 mg.L-1，均低于国标和地方标准。
自2015年开始，江苏中法水务对水厂降铝工艺开展了探索和实践，目前已形成了适合自身特点的水厂降铝控制关键技术，执行“出水铝”指标不超0.10mg/L的要求。2021年数据显示，三个水厂出水铝内控合格率均为100%，其中年均值为0.062mg/L，夏季均值为0.064m/L。
影响因素分析
_ueditor_page_break_tag_长江原水全年pH变化不大,在7.9～8.1之间窄幅波动，王勇庆表示，经过长期测试发现，在原水温度恒定的情况下，ph值越高，出厂水铝含量越高。
基于此，江苏中法水务总结了两条技术路线，其一是在水温无法改变的情况下，通过降pH值来实现控铝。
方案一：原水加酸工艺
原水加酸工艺工艺特点为盐酸投加点为原水吸水井，根据原水加酸后的pH值（控制值7.4-7.8）来实时调整盐酸投加量，采用该工艺后，每吨水盐酸药剂成本不高，约为1-2分。
2015年至今，原水加酸工艺在常熟第二水厂中使用，该水厂日供水量在7.5万左右，降铝效果明显。
方案二：二氧化碳投加工艺
二氧化碳调节pH值技术的原理是将二氧化碳注入水中，补充因藻类光合作用而消耗的二氧化碳，增加水中的氢离子浓度，达到降低pH值的目的。
2020年，上海某水司负责运营的一水厂，在投加二氧化碳后的pH控制目标为7.4，原水pH值在8.0～8.7之间波动，无论是“气/液”投加还是“液/液”投加组，在投加二氧化碳后pH值始终在7.4±0.1之间波动，说明两种投加方式均能实现对pH值的准确、稳定控制，确保出厂水降低铝的含量。
方案三：硫酸铝投加工艺
硫酸铝投加工艺原理是硫酸铝的酸度要大于聚铝，相应其降pH值的本领要强于聚铝。
2018年，该工艺在常熟三水厂和滨江水厂使用，降铝效果一般，在连续高温日的情况下，其出厂铝勉强控制在0.10mg/L左右。该工艺对于硫酸铝的投加量需求，比常规聚铝要高出1倍以上。
方案四：低pH值聚铝投加工艺
该工艺目前处于实验室进小试阶段。在小试中，分别选取了PH值在2.45、3.15、3.44、4.48来进行实验，实验结果显示，PH值在3.5以下，铝含量可以勉强达到0.1，PH值在4.48的情况时，铝含量则超过0.1，因此，在一定的原水pH值和水温条件下，合理的投加量能实现有效降铝的效果。
另一个技术路线是通过改善絮凝来实现降铝，该技术路线也包含两个解决方案。
方案五：高盐基度聚铝投加工艺
在对比常熟三厂、滨江水厂的出厂水，和长江原水铝对比研究后发现，两个水厂原水相同，制水工艺相同，但滨江水厂的出水铝一般低于三水厂，夏季尤为明显。
在采用高盐基度聚铝（盐基度在80%以上）投加工艺后，原投加设施、工艺及投加量基本保持不变，在实现控铝的前提下，每吨水的药剂成本较投加硫酸铝相比下降60%。
方案六：铁盐二次絮凝技术
在实验室小样实验数据中发现，一次投加聚氯化铝混凝实验中残余铝并非随聚氯化铝投加量的增加而呈线性增加趋势，分二次投加聚氯化铝时出水残余铝的含量要小于一次投加生成量，此现象说明第二次投加对残余铝有影响。基于此，江苏中法水务 “二次投加铁盐工艺来实现控铝”的设想，希望彻底解决夏季出厂铝偏高问题。
数据对比发现，采用二次絮凝投加技术的水厂，实现了铝含量平均值降幅为30%，最大值降幅达到49%，最小值降幅为50%。
采用二次絮凝投加技术前后数据对比
王勇庆表示，江苏中法水务在行业内首次提出 “铁盐在水中的混凝作用也伴随着对溶解性残余铝的吸附去除过程”的观点，铁盐二次絮凝技术工艺操作简单、投资较小、降铝效果显著，整体具有适用性、首创性、原创性等突出优势。
降铝的两个技术方向、六种解决方案
王勇庆表示，目前，江苏中法水务正在药剂精准化控制领域，围绕“次钠精准化投加控制系统”、“聚铝精准化投加控制系统”、“铁盐精准化投加控制系统”、“臭氧精准化投加控制系统”四大研究方向进一步进行探索，并围绕水质提升开展关联因素评估。通过水质和生产大数据分析，构建相关计算模型，实现主要制水药剂投加的精准化、实时化、无人化，不仅有助于制水环节的节能减碳，更对饮用水水质的提升有着重要的意义。
