飲用水水質(zhì)安全一直是公眾、水工程界及各政府職能部門的共同愿望。中國是全球人均水資源最貧乏的國家之一。北京是資源型缺水的特大型城市，多年人均水資源量不足200立方米，1999年以來北京市遭遇持續(xù)干旱，人均水資源僅約100立方米，相當(dāng)于全國人均水資源量的二十分之一，世界人均水資源量的八十分之一。而于2014年10月竣工的北京郭公莊水廠，不僅改變了北京城南部地區(qū)沒有大型水廠的局面，使城南地區(qū)居民用水更加方便，同時(shí)也使本市承擔(dān)處理南水北調(diào)原水的“主力水廠”的總處理能力提高了50萬噸/天，讓市民喝到了放心、安心的南來水。

一、 解決方案

紫外線消毒系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和要求:

出廠水質(zhì)優(yōu)良，消毒紫外線有效劑量滿足國家《城市給排水紫外線消毒設(shè)備》(GB-T19837-2005)規(guī)定的40mj/cm2，生產(chǎn)安全可靠;

設(shè)備性能可靠、認(rèn)證完備。紫外線設(shè)備擁有獨(dú)立第三方生物驗(yàn)定劑量認(rèn)證、燈管老化系數(shù)認(rèn)證和燈管套管清洗結(jié)垢系數(shù)認(rèn)證;

設(shè)備先進(jìn)，具有機(jī)械加化學(xué)在線清洗系統(tǒng);

設(shè)備全自動運(yùn)行，可無人值守，運(yùn)行數(shù)據(jù)自動遠(yuǎn)傳，降低運(yùn)行成本;

設(shè)備全密閉運(yùn)行，操作環(huán)境優(yōu)良;

實(shí)現(xiàn)多屏障消毒策略，對水質(zhì)微生物安全類突發(fā)事件有應(yīng)急預(yù)案和應(yīng)對能力。

二、 應(yīng)用案例：北京郭公莊自來水廠紫外線消毒工程項(xiàng)目

紫外線消毒方案

水廠及水線工藝介紹

郭公莊水廠位于北京市豐臺區(qū)，設(shè)計(jì)規(guī)模50萬m3/d，于2014年12月27日建成通水，是北京市第一個(gè)利用南水北調(diào)水源的自來水廠，水源取自湖北省丹江口水庫。水廠服務(wù)區(qū)域?yàn)椋簴|至成壽寺路，西至樊羊路，南至大興黃村，北至南三環(huán)，約可滿足500萬人的飲水、用水需求。

郭公莊水廠工程包括引水工程、輸水工程、凈水及配水工程(含凈水、生產(chǎn)廢水處理、污泥處理)、出廠配水干線工程。其中引水工程將按遠(yuǎn)期100萬m3/d一次建成。其余部分的工程規(guī)模為50萬m3/d。

一期工程水線工藝流程如下：

紫外線工藝單元介紹

郭公莊水廠的水源是來自一千多公里之外的長江，本項(xiàng)目輸水總干線跨越河南、河北、天津和北京四省市，沿線排放的生活和畜牧污水易造成地下水污染，間接影響輸水水質(zhì)。人飲用含有病菌、病毒的水，可能出現(xiàn)傷寒、霍亂、細(xì)菌性痢疾、寄生蟲病及其它病毒感染性疾病。遠(yuǎn)距離輸水具有多種不確定因素，包括水中生物遷移等，對供水處理工藝和水質(zhì)安全性保障提出了更高要求。從而，對有害微生物消毒最為廣譜的紫外線工藝成為必然選擇。

在2006年頒發(fā)的生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，微生物指標(biāo)由2項(xiàng)增至6項(xiàng)，增加了大腸埃希氏菌、耐熱大腸菌群、賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲;因此從水廠的工藝角度來講，他們?yōu)榱颂岣呶⑸镲L(fēng)險(xiǎn)控制能力，尤其是針對以隱孢子蟲為衡量指標(biāo)的耐氯性微生物的風(fēng)險(xiǎn)，而紫外對于這類的微生物的處理是非常經(jīng)濟(jì)有效的，因此采用紫外以及多級屏障消毒策略、即紫外聯(lián)合氯消毒是保障水質(zhì)安全的不二選擇。

在確保生物安全性要求外，水廠對設(shè)備的其它需求是低人工介入、低維護(hù)、自動化程度高和操作簡便，而紫外線系統(tǒng)都很好的滿足了這些要求。

紫外線系統(tǒng)性能

郭公莊水廠最終選擇了紫外線作為廠內(nèi)主消毒工藝，承擔(dān)著控制微生物風(fēng)險(xiǎn)的重任，紫外線消毒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是依據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《城市給排水紫外線消毒設(shè)備》(GB-T19837-2005)中針對生活飲用水消毒所要求的40mJ/cm2有效劑量水平設(shè)計(jì)，確保了水質(zhì)安全。加拿大特潔安技術(shù)公司(Trojan Technologies)為本項(xiàng)目提供了UVSWIFT中壓燈紫外線消毒系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有劑量同步調(diào)節(jié)功能，可依據(jù)水廠的流量信號和水質(zhì)UVT測試值自動調(diào)節(jié)紫外線設(shè)備的運(yùn)行功率，在確保紫外線消毒劑量不低于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的40mJ/cm2的條件下，最大限度的節(jié)約電耗。紫外線設(shè)備上配備的機(jī)械加化學(xué)在線自動同步清洗系統(tǒng)的配置，使設(shè)備真正實(shí)現(xiàn)了全自動運(yùn)行，避免了燈管套管清洗的人工參與，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的無人值守操作。而優(yōu)于設(shè)計(jì)參數(shù)的進(jìn)水水質(zhì)，通過紫外系統(tǒng)的劑量同步控制功能，又大大降低了設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行功率，從而減少了運(yùn)行費(fèi)用。

水廠采用紫外線與氯屬消毒劑相結(jié)合的多屏障消毒工藝，大大提高了對微生物控制的廣譜性，有效消減了耐氯有害微生物風(fēng)險(xiǎn)，保障了出廠水安全。該套紫外線消毒系統(tǒng)作為北京市民用水安全的守護(hù)者，確保了北京市民喝上放心水、安全水。

設(shè)計(jì)參數(shù)：

設(shè)計(jì)流量：500,000m3/d

水體紫外透光率：90%

消毒要求：紫外線消毒劑量40mJ/cm2

紫外系統(tǒng)選型：TrojanUVSwift?

運(yùn)行效果

經(jīng)過紫外線設(shè)備的調(diào)試、試運(yùn)行和生產(chǎn)運(yùn)行階段紫外線消毒系統(tǒng)運(yùn)行良好，有效消毒紫外劑量始終維持在40mJ/cm2以上。出水微生物指標(biāo)符合中華人民共和國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)中規(guī)定的各項(xiàng)要求。自來水公司對北京市供水管網(wǎng)中生物膜的分析表明采用紫外聯(lián)合氯消毒后，管網(wǎng)生物膜中微生物菌落種類和群數(shù)都大大少于只采用氯消毒的情況。供水水質(zhì)安全性顯著提高。

編輯：徐冰冰