标题有点大，其实了解自来水厂一篇文章还真远远不够。本文也只是抛砖引，谈谈对自来水厂浅显的理解。先说说自来水厂的功能性特点---取地表水，地下水等进行净化，消毒处理，生产为人们能使用的水，说白了，就是让不太干净的水变成干净的水，也就是水质净化的过程。所以水处理工艺是自来水厂最重要的一环。
图1 工艺流程图
一、工艺
根据江苏省自来水厂标准DB32/T 3701-2019所述，江苏省自来水厂处理主要为常规处理、常规处理与臭氧-生物活性炭深度处理工艺的组合的方式。截止2018年底，江苏省154座自来水厂，99座实现深度处理，其中应用臭氧-生物活性炭工艺有97座，另2座应用膜处理或磁性树脂工艺。
常规处理：给水处理中主要以去除悬浮物、胶体杂质和灭活致病微生物为目的的处理工序，一般包括混凝、沉淀、过滤、消毒。
常规处理与臭氧-生物活性炭深度处理：利用臭氧氧化和颗粒活性炭吸附及生物降解所组成的净水工艺。
通过图直观来看：
图2 上向流臭氧 -生物活性炭深度处理工艺
图3 某厂三期改造工艺
自来水厂处理工艺的过程就是把悬浮的颗粒杂质去掉，让水变的清澈；并通过消毒处理，把细菌杀死，让水质达标。
（1）首先是取水，会根据不同水源地的特点采取相应的工艺，通过取水泵把长江，湖泊等引入自来水厂。
（2）然后是混凝池，通过加入粉碳、明矾等混凝剂（中和颗粒的负离子），形成大颗粒会进行沉淀，这是物理净化。这里需确认好混凝剂的使用量。
（3）再是沉淀池，之前的大颗粒会进入沉淀池进行，杂质由排泥管收集排出并收集到收集池，而上面的清水则流向滤池。
（4）再就是滤池，通过石英砂等组成的过滤层再次过滤。滤池也可采用高分子型薄膜的膜滤，会有更好的效果。
（5）最后是清水池，通过加入氯气，与水反应生成次氯酸和盐酸，在整个消毒过程中起主要作用的是次氯酸。对产生臭味的无机物来说，它能将其彻底氧化消毒，对于有生命的天然物质如水藻，细菌而言，它能穿透细胞壁，氧化其酶系统（酶为生物催化剂）使其失去活性，使细菌的生命活动受到障碍而死亡。这里是化学净化。
之上是基本流程，有的还采用了臭氧-生物活性炭工艺，臭氧可以实现对酚、氰等较难清除物质的清除，同时臭氧有分解物质的特性，将难以生物降解的有机物氧化成小分子有机物，提高其可生化性，并且使其更容易被活性炭吸附。此外，臭氧能分解成氧气，为生物活性炭滤池中的好氧微生物提供氧气，促进生物的氧化和硝化作用，提高活性炭的使用寿命。其中活性碳活性炭具有比表面积大、高孔隙度的特性，能够迅速吸附水中的溶解性有机物，也能聚集水中大量的微生物。因此，活性炭表面聚集的微生物能以这些溶解性有机物为营养源，同时炭床中生长繁殖的大量好氧微生物吸附降解小分子有机物。这样便在活性炭表面形成了一层又有生物吸附和氧化降解双重作用的生物膜，由此称其为生物活性炭。微生物和活性炭两者之间相互促进，形成相对平衡态，显著延长了活性炭的再生周期。
其中每一环节都需要检验水质情况。
二、生产过程
除了以上的工艺以外，我们还需要把工艺的过程管理起来，就需要电气化、自动化、网络、上层软件把整个过程管理起来，便于统计分析及自动化处理，自来水厂都有中控室，一般会采用PC+PLC的模式。
其网络图如下：
图4 网络架构图
以上都是工艺管理的配套，另外还有综合管理部分，我们先来看下自来水厂的性质。自来水厂一般都属于央属或地方属的下属单位，比如北控水务及首创集团，当然也存在多元资本水务企业。
水务的组织结构：
图4 某厂组织结构
自来水厂虽然是生产性企业，但又具有公益性，水厂的生产并不是越多越好，而是要服务于水务公司的调度中心安排，调度安排又直接取决于用户的用水量需求。而水质也是强制性的要求。一线人员主要是处理生产运行的事务，包含化验，维修，运行管理等。
三、思考
自来水厂的改善的点主要为：工艺的改进，自动化系统的改造，智慧化系统的建设。主要的目标是提高水质及节能减耗。其中研究的课题包括但不限于：基于BP神经网络的供水量预测研究；基于PLC的自动化控制系统；基于深度学习LSTM的加药预测；基于可靠性分析的设备维修计划；曝风系统的预测以及上层应用的数据集成及辅助决策。
