為促進(jìn)行業(yè)交流進(jìn)步，便于行業(yè)同儕互學(xué)互促，推動中國環(huán)境產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。E20環(huán)境產(chǎn)業(yè)圈層特推出《水務(wù)行業(yè)優(yōu)秀案例匯編》，匯集了近150例案例，涉及村鎮(zhèn)污水治理、工業(yè)廢水治理、工業(yè)園區(qū)廢水治理、水環(huán)境治理、市政污水管網(wǎng)、再生水回用、污泥處理處置等領(lǐng)域。

項目名稱：武漢市江南區(qū)域應(yīng)急供水系統(tǒng)工程（梁子湖應(yīng)急水廠）PPP項目

推薦單位：武漢三峽江南水務(wù)有限公司/中建三局綠色產(chǎn)業(yè)投資有限公司/中鐵市政環(huán)境建設(shè)有限公司

參與環(huán)節(jié)：投資、建設(shè)、運營

項目所在地：湖北省武漢市東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)、江夏區(qū)

項目概況

武漢市江南區(qū)域應(yīng)急供水系統(tǒng)工程（梁子湖應(yīng)急水廠）PPP項目作為湖北省最大的應(yīng)急供水工程，建成后服務(wù)范圍覆蓋武昌區(qū)、洪山區(qū)、青山區(qū)、江夏區(qū)、東湖高新區(qū)。項目總投資額32.21億元，項目合作期23年（其中建設(shè)期3年，運營期20年）。項目建設(shè)內(nèi)容主要包括（1）梁子湖應(yīng)急水廠－規(guī)模50萬m3/d，常規(guī)處理+深度處理+排泥水處理等；（2）輸配水系統(tǒng)：配套管網(wǎng)48.7km，新建加壓泵站2座。本項目旨在實現(xiàn)武漢市江南區(qū)域供水一張網(wǎng)的格局，提高供水效率和供水安全保障能力，日常供水規(guī)模 20萬m3/d，應(yīng)急供水工況負(fù)責(zé)武漢江南區(qū)域的應(yīng)急供水，供水規(guī)模50萬m3/d。

示范意義

武漢市江南區(qū)域應(yīng)急供水系統(tǒng)工程（梁子湖應(yīng)急水廠）PPP項目是湖北省最大的應(yīng)急供水工程，是武漢“雙水源”城市建設(shè)的排頭工程。項目采用平戰(zhàn)結(jié)合的運行模式，以梁子湖為應(yīng)急水源，新建梁子湖應(yīng)急水廠及輸配水系統(tǒng)，在大武昌地區(qū)將建成“一江一湖”格局，形成江、湖雙水源保障，提高了應(yīng)對單一水源污染等突發(fā)重大公共衛(wèi)生事件的能力和水平，在保障大武昌供水安全的同時，實現(xiàn)了整體提質(zhì)、優(yōu)質(zhì)供水的目標(biāo)，為未來城市快速發(fā)展提供供水量支撐。同時，本項目運行模式為國內(nèi)采用單一水源供水的城市提供了借鑒，在國內(nèi)具有重要的示范和推廣意義。

項目亮點介紹

（1）實施效果

①預(yù)處理技術(shù)：梁子湖水體總體水質(zhì)良好，但由于湖泊水體的固有特點，原水水質(zhì)為季節(jié)性含藻水，夏秋季藻類明顯增加，有嗅味，對水廠運行帶來困難。針對梁子湖原水水質(zhì)及武漢市城市供水水質(zhì)目標(biāo)，采取高錳酸鹽預(yù)氧化處理技術(shù)，高錳酸鹽復(fù)合藥劑在氧化過程中產(chǎn)生的中間態(tài)和新生態(tài)成分可強(qiáng)化去除水中藻類等有機(jī)污染物。

②平戰(zhàn)結(jié)合的城市應(yīng)急供水模式：凈水廠正常供水規(guī)模20萬m3/d，應(yīng)急時供水規(guī)模50萬m3/d，水廠的運行原則為日常活水運行、應(yīng)急及時響應(yīng)，供水規(guī)模可靈活切換，保障了大武昌片區(qū)的供水安全。

③超濾和納濾的雙膜聯(lián)用工藝：超濾和納濾的“雙膜”聯(lián)用工藝，不僅可防止臭氧活性炭生物泄露，對細(xì)菌、病毒有較好的去除效果，并且納濾可以去除梁子湖原水中存在的抗生素、藻毒素等微量物質(zhì)，大大提高了供水品質(zhì)。

④大武昌環(huán)形管網(wǎng)供水：武漢作為長江中游城市群的核心城市，具有舉足輕重的地位，其取水水源基本以長江和漢江為主，一旦長江、漢江上游發(fā)生水污染事件，兩江三岸近千萬人供水難以保障。本項目引入梁子湖應(yīng)急水源，建設(shè)應(yīng)急水廠，將梁子湖應(yīng)急水廠供水管網(wǎng)與江南區(qū)域主管網(wǎng)連通，打通了應(yīng)急輸水生命線，提高應(yīng)對單一水源污染等突發(fā)重大公共衛(wèi)生事件的能力和水平，保障大武昌供水安全。

⑤BIM 技術(shù)應(yīng)用：本工程各類管線眾多，利用 BIM軟件的碰撞自動檢查功能，能夠進(jìn)一步完善設(shè)計，在設(shè)計階段就能及時發(fā)現(xiàn)碰撞和沖突問題，避免管道及設(shè)備到了現(xiàn)場而無法安裝返工的問題。

⑥海綿城市設(shè)計理念運用：供水廠以資源利用、徑流控制、水質(zhì)提升作為海綿城市設(shè)計的總體目標(biāo)，制定“滯、凈、用”三步走的工程措施。運用植草溝、透水鋪裝的空間和路徑，打造雨水花園，并利用植物截留雨水，降低匯水速度，減小內(nèi)澇風(fēng)險，同時通過土壤滲濾凈化雨水，減少污染，且采用調(diào)蓄池沉淀將雨水收集后進(jìn)行水質(zhì)凈化處理，達(dá)到相應(yīng)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后可作為景觀用水、綠化用水，實現(xiàn)工程范圍雨水就地消納和吸收利用。

⑦供水管網(wǎng)安全監(jiān)測：管道安全監(jiān)測系統(tǒng)對管道壓力、噪聲進(jìn)行實時監(jiān)測，結(jié)合一定的算法及時提示爆管信息，識別水錘事件，及時發(fā)現(xiàn)管道接口處微小泄漏，整合流量計數(shù)據(jù)和水質(zhì)數(shù)據(jù)，全天候監(jiān)控長輸管道運行，為管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計、管道安全運行、故障分析、安全評估、優(yōu)化調(diào)度、管道控漏、預(yù)案制定等方面提供多方面的技術(shù)支持，為生產(chǎn)運營提供安全保證的數(shù)據(jù)支撐，實現(xiàn)供水管網(wǎng)的預(yù)防性維護(hù)，延長管網(wǎng)壽命，確保運行安全。

⑧智慧水廠運管系統(tǒng)：本項目通過水廠管控一體化平臺的建設(shè)，從源頭保障城鄉(xiāng)居民的安全供水，加強(qiáng)水務(wù)企業(yè)運營管理能力。通過實時的運行數(shù)據(jù)監(jiān)測、自控系統(tǒng)和信息化系統(tǒng)的融合、精準(zhǔn)報警和應(yīng)急處理、支持能耗分析與管理，輔助成本控制和可視化展示，構(gòu)建高可靠、自動化、智能化的水廠控制系統(tǒng)。平臺需集成水廠自控、安防、資產(chǎn)管理、算法模型等多種應(yīng)用數(shù)據(jù)，提供電腦登錄和手機(jī)APP登錄等多種操作體驗，實現(xiàn)“少人/無人值守”。

（2）社會效益

本項目以梁子湖為水源建設(shè)應(yīng)急水廠，保障江南區(qū)域供水安全，通過管網(wǎng)聯(lián)通構(gòu)建武昌統(tǒng)一供水網(wǎng)，提升供水效率及日常供給能力，同時減少東湖高新區(qū)遠(yuǎn)距離輸水能耗，優(yōu)化區(qū)域供水布局。

（3）生態(tài)效益

本項目采用的“平戰(zhàn)結(jié)合”“雙水源”的城市應(yīng)急供水新模式，有效解決了城市現(xiàn)有水源布局難以滿足應(yīng)急備用需求的難題，提高了應(yīng)對單一水源污染等突發(fā)重大公共衛(wèi)生事件的能力和水平，減少了因水資源短缺對生態(tài)環(huán)境造成的影響；優(yōu)化了城市供水布局，節(jié)約了輸水耗能，實現(xiàn)了水資源空間均衡，加強(qiáng)了水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)；同時提升了供水水質(zhì)，為城市發(fā)展提供日常的供水量支撐，促進(jìn)了城市生態(tài)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展。

項目技術(shù)工藝/裝備簡介

（1）技術(shù)工藝/裝備名稱

①水廠凈水工藝：預(yù)氧化+沉淀氣浮池+臭氧活性炭濾池+超濾+納濾+消毒的組合工藝。

②水廠平戰(zhàn)結(jié)合運行工藝。

③頂管法施工高效建造關(guān)鍵技術(shù)，包括頂管管道自動對接設(shè)備，自動焊接設(shè)備，頂管同步頂推設(shè)備及工藝、廢棄泥漿高效處理技術(shù)。

④長距離供水管線運維關(guān)鍵技術(shù)，包括智慧水廠運管系統(tǒng)、管線安全監(jiān)測系統(tǒng)。

（2）工藝/裝備原理

①水廠凈水工藝

本工程的主要處理目標(biāo)物為應(yīng)對湖泊水低濁度特點、去除或殺滅水體中的微生物、去除水體中的季節(jié)性藻類、去除嗅味、控制有機(jī)物、控制消毒副產(chǎn)物和藻毒素等微量物質(zhì)，改善飲用水口感，同時作為整個江南區(qū)域的應(yīng)急水廠，需應(yīng)對水體突發(fā)污染，控制有機(jī)物污染和臭味，控制供水風(fēng)險。為此，水廠凈水工藝采用預(yù)氧化+沉淀氣浮池+臭氧活性炭濾池+超濾+納濾+消毒的工藝方案，提供了高品質(zhì)供水服務(wù)，同時具備應(yīng)對突發(fā)污染的能力。

②水廠平戰(zhàn)結(jié)合運行工藝

水廠日常活水運行，應(yīng)急及時響應(yīng)，梁子湖應(yīng)急水廠以應(yīng)急時供水量為50萬m3/d的規(guī)模進(jìn)行設(shè)計，日常以20萬m3/d的規(guī)模進(jìn)行供水。通過對水廠各生產(chǎn)水處理構(gòu)筑物運行參數(shù)的調(diào)整，以實現(xiàn)運行狀態(tài)的快速切換。由于日常運行時水量少流速低，預(yù)氧化處理、氣浮沉淀處理以及臭氧-活性炭濾池處理均可調(diào)節(jié)投加量、增加接觸時間來實現(xiàn)日常運行；超濾膜及納濾膜車間提高膜通量、調(diào)整處理比例即可滿足應(yīng)急供水要求；泵房、加藥等附屬車間可適當(dāng)增加設(shè)備數(shù)量，輔以變頻調(diào)節(jié)手段，設(shè)備配置以便于不同流量工況下的靈活切換運行。

③頂管法施工高效建造關(guān)鍵技術(shù)

a.管道自動對接設(shè)備是針對常規(guī)頂管管道對接時一般采用吊機(jī)和人工多次調(diào)整，施工危險性大，效率低下的問題，研發(fā)智能對接設(shè)備，實現(xiàn)管節(jié)的快速精準(zhǔn)對接。

b.自動焊接設(shè)備是針對鋼管人工焊接時間長、焊接質(zhì)量難保障，研究自動焊接技術(shù)及設(shè)備，實現(xiàn)管節(jié)對接焊縫的全位置自動焊接，提高焊接效率和焊接質(zhì)量。

c.頂管同步頂推設(shè)備及工藝是針對頂管單個循環(huán)中接續(xù)工序時間較長，嚴(yán)重限制施工效率的問題，研制一套頂管同步頂推裝備，利用頂鐵接續(xù)、管線焊接的時間同步進(jìn)行頂管機(jī)頂進(jìn)，提高頂進(jìn)效率，在設(shè)備的基礎(chǔ)上形成頂管同步頂推施工工藝。

d.廢棄泥漿高效處理技術(shù)是針對頂管施工過程中產(chǎn)生大量細(xì)顆粒含量高、含水率高的廢棄泥漿，缺乏足夠的土地堆置廢棄泥漿，將廢棄泥漿運移又面臨運距遠(yuǎn)、造價高昂的難題，研究絮凝劑在絮凝調(diào)理頂管廢棄泥漿時的作用機(jī)理，并優(yōu)選出合適的絮凝劑和絮凝方法，為實現(xiàn)頂管廢棄泥漿減量化提供依據(jù)，探究泥漿經(jīng)過摻合水泥等作為基坑的流動化回填材料的性能指標(biāo)，減少資源浪費并提高項目綠色化施工技術(shù)水平。

④長距離供水管線運維關(guān)鍵技術(shù)

a.智慧水廠運管系統(tǒng)是通過整合靜態(tài)數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)，借助模型分析，仿真模擬等方法，將水廠過去、現(xiàn)在和未來的狀態(tài)進(jìn)行直觀的呈現(xiàn)和預(yù)測，建立起數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能化運營模式，為運營管理提供決策支持，實現(xiàn)高度保障、管理高效、成本優(yōu)化和產(chǎn)能挖潛。

b.管線安全監(jiān)測系統(tǒng)是通過建立水錘風(fēng)險等級評估模型、爆管定位模型、管網(wǎng)數(shù)據(jù)異常識別模型，實現(xiàn)水錘、爆管以及管網(wǎng)異常的故障分析功能，并完成水錘風(fēng)險、爆管定位以及管網(wǎng)故障的智能預(yù)測功能。

（3）工藝/裝備特點

①水廠凈水工藝

處理效果好，效率高，管理方便，應(yīng)急處理能力強(qiáng)、效果佳，一方面充分應(yīng)對梁子湖的水質(zhì)特點，另一方面作為應(yīng)急水廠充分保障供水安全，提高供水品質(zhì)。同時兼?zhèn)淞烁咤i酸鹽預(yù)氧化、粉末活性炭和膜處理，前二者是經(jīng)常使用的應(yīng)對突發(fā)污染的有效手段，綜合超濾和納濾膜處理可以做到高效應(yīng)對懸浮物與微生物的污染突發(fā)、藻類突發(fā)污染、化學(xué)品、微量有機(jī)污染物及嗅味突發(fā)污染、重金屬突發(fā)污染等問題。

②水廠平戰(zhàn)結(jié)合運行工藝

水廠日常運行狀態(tài)與應(yīng)急運行狀態(tài)可迅速切換。兩種狀態(tài)下，各水處理構(gòu)筑物運行參數(shù)不同，均能正常運行，水廠出水水質(zhì)均能保證日常用水需求。

③頂管法施工高效建造關(guān)鍵技術(shù)

a.管道自動對接設(shè)備：研發(fā)6自由度底座支撐系統(tǒng)，對管節(jié)軸線、高程及錯邊量進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，縮短對接工序時間30%以上。

b.自動焊接設(shè)備：研制軌道式全位置智能焊接小車、優(yōu)質(zhì)彈簧鋼定制軌道，滿足各種工況的焊接需求，實現(xiàn)管節(jié)對接焊縫全位置自動焊接，焊接時無需人為操作，大幅提高焊接效率。

c.頂管同步頂推設(shè)備及工藝：首創(chuàng)頂管施工同步頂推技術(shù)，實現(xiàn)了管道頂進(jìn)的同時同步進(jìn)行鋼管焊接、鋼管對接和頂鐵接續(xù)，充分利用接續(xù)時間，有效提高了頂進(jìn)效率。

d.廢棄泥漿高效處理技術(shù)：系統(tǒng)性采用復(fù)合式絮凝方法對頂管廢棄泥漿快速泥水分離性能進(jìn)行試驗研究，并優(yōu)選出合適的絮凝劑配比和絮凝方法，實現(xiàn)頂管廢棄泥漿減量化，總結(jié)形成頂管廢棄泥漿快速泥水分離的處理方案，并為泥漿資源化處理提供方向。

④長距離供水管線運維關(guān)鍵技術(shù)

a.智慧水廠運管系統(tǒng)實現(xiàn)了生產(chǎn)環(huán)節(jié)及人員作業(yè)過程全面的信息感知，生產(chǎn)運行、遠(yuǎn)程監(jiān)控、事務(wù)處理、決策等業(yè)務(wù)過程向數(shù)字化、信息化、智慧化模式邁進(jìn)，進(jìn)一步提高了水廠精細(xì)化管理水平、生產(chǎn)人員工作效率；實現(xiàn)了數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，為不同層面的生產(chǎn)運行管理者提供即時、豐富的生產(chǎn)運行信息，為輔助分析決策奠定良好的基礎(chǔ)，為水廠規(guī)范管理、節(jié)能降耗、減員增效和精細(xì)化管理提供強(qiáng)大的技術(shù)支持。

b.管線安全監(jiān)測系統(tǒng)有效降低了管線爆管率，延長管道、設(shè)備等使用周期，達(dá)到減少生產(chǎn)和管理成本。同時，通過減少爆管率，節(jié)約水資源、降低能耗和公共環(huán)境危害，提高供水管理水平和服務(wù)質(zhì)量。

（4）應(yīng)用工業(yè)領(lǐng)域

新建及改擴(kuò)建自來水廠、新建地下管線。

（5）工藝/裝備流程圖

（6）項目部分案列照片

編輯：黃延麗