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2019年5月住建部、生態(tài)環(huán)境部、發(fā)改委印發(fā)《城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動方案(2019污水收—2021年)》，該方案首次將管網(wǎng)優(yōu)化列入到污水處理的管理范疇，同時(shí)提出補(bǔ)齊城鎮(zhèn)集中處理設(shè)施短板，由此，我國水環(huán)境治理從高速發(fā)展階段邁向了高質(zhì)量發(fā)展階段。

在“2020（第十八屆）水業(yè)戰(zhàn)略論壇”上，啟迪環(huán)境子公司雄安浦華水務(wù)科技有限公司分享了在這方面的思考，并提出了新的解決方案——水力旋流技術(shù)的應(yīng)用。

在過去的一年中，水廠的提質(zhì)增效取得了很多的成果，但是在針對廠網(wǎng)一體以及管網(wǎng)優(yōu)化上，仍然存在一些問題：

面對這些問題，雄安浦華積極學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，充分學(xué)習(xí)和研究了<<可持續(xù)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南(the SUDs)>>后，引進(jìn)英國Hydro International的技術(shù),將水力學(xué)設(shè)計(jì)理念在國內(nèi)進(jìn)行本土優(yōu)化,通過計(jì)算機(jī)模擬和水力學(xué)設(shè)計(jì)，提出了一些治理新思路，供大家學(xué)習(xí)和參考，也期待新的技術(shù)能夠?yàn)榇蠹医鉀Q流域治理中遇到的一些問題。

針對提質(zhì)增效過程中出現(xiàn)的三大問題，以水力旋流技術(shù)為核心的管網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)給出了可持續(xù)排水管控系統(tǒng)的解決方案。 

針對源頭削減，應(yīng)減少雨水及污染物濃度低的水進(jìn)入水廠，我們結(jié)合現(xiàn)有的檢查井，采用水力學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化，設(shè)置分散式水力旋流截污沉泥設(shè)備，讓泥砂沉積在底部，漂浮物攔截在設(shè)備外腔，通過水力導(dǎo)流的作用，形成一個(gè)旋流和下翻堰出水，保證出水和底泥區(qū)和漂浮物區(qū)隔離，從而達(dá)到沉泥和攔截垃圾的效果。

在北方某試點(diǎn)項(xiàng)目中，通過吸污車后期運(yùn)維，發(fā)現(xiàn)一個(gè)汛期中DN400管道上的水力旋流截污井，有效攔截了約0.26方的泥砂,這也意味著下游管網(wǎng)少進(jìn)入了0.26方的泥砂量。在管井里清理這部分泥砂要比在管網(wǎng)里進(jìn)行清理簡單得多，作為源頭削減方案，水力旋流井的改造簡單、占地小，極大減少了后期運(yùn)維成本。這一技術(shù)應(yīng)用也成為了北京綠色防汛工程的主要技術(shù)手段之一。

水力旋流截流井內(nèi)垃圾攔截效果

針對合流制管網(wǎng)，如何高效截污，優(yōu)化截流系統(tǒng)、減少污水排河，為此雄安浦華做了一系列的試點(diǎn)項(xiàng)目，最終得出一個(gè)處理方案：通過水力旋流濃縮設(shè)備，實(shí)現(xiàn)多截污、少截流。具體應(yīng)用時(shí)，采用在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)置水力旋流設(shè)備，通過旋流加格柵過濾的形式，對合流污水實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化一級處理，濃縮底流排放回截污干管或調(diào)蓄池，處理后的清水進(jìn)行排放。設(shè)備濃縮倍數(shù)可達(dá)到5-9倍，相當(dāng)于提高了調(diào)蓄池或截污干管的截流倍數(shù)，同時(shí)削減了排放入水體的污染負(fù)荷。

水力旋流濃縮截污設(shè)備示意圖

接下來是如何減少廠前溢流，提高污水處理廠進(jìn)廠污水濃度，廠前溢流和進(jìn)水污染物濃度過低的的問題在國外同樣也會遇到。在美國南卡羅萊納州康威市的薩克河污水廠，雨季的時(shí)候來水比較多，污水處理廠的處理規(guī)模無法滿足處理需求。后期改造中，通過在污水處理廠前端加一個(gè)水力旋流的濃縮裝置，通過濃縮13%的底流進(jìn)入污水處理廠的深化單元，清水直接排入薩克河，可以到達(dá)總顆粒物50%以上的攔截和COD70%以上的攔截效率。

在這個(gè)項(xiàng)目中，并沒有強(qiáng)調(diào)達(dá)標(biāo)排放，而是強(qiáng)調(diào)總量控制，對環(huán)境容量而言，實(shí)際上是更加科學(xué)和合理的。

水力旋流技術(shù)最大技術(shù)創(chuàng)新性為所產(chǎn)設(shè)備無需動力。依托水力旋流技術(shù)所產(chǎn)生的設(shè)備，依靠水頭及重力流使得設(shè)備完成運(yùn)轉(zhuǎn)無需額外動力，達(dá)到截污的同時(shí)，也減少人工的維護(hù)，形成簡單高效的運(yùn)轉(zhuǎn)，在以綠色節(jié)能理念為發(fā)展核心的今天，可以大幅度的降低能耗，同時(shí)避免了相應(yīng)設(shè)備在工程建設(shè)和使用過程中的諸多繁瑣，因而具有廣泛的適用性。

為了保證設(shè)備物盡其用，雄安浦華積極探索，結(jié)合實(shí)際，提出了旱季雨季不同的用法，在雨季，將其作為濃縮裝置，提高污水進(jìn)水污染物濃度，在旱季，將其作為除砂的強(qiáng)化措施，可以減輕曝氣沉砂池的負(fù)荷，使得曝氣沉砂池水力停留時(shí)間變長，沉砂效果更好，同時(shí)，水力旋流沉砂的效果，也完全可以達(dá)到除砂的預(yù)處理要求。

西安一個(gè)20萬噸的污水處理廠，采用了水力旋流的裝置，完全替代了傳統(tǒng)的曝氣沉砂池，占地和運(yùn)營費(fèi)用都大大降低，同時(shí)沉砂粒徑可以達(dá)到106微米去除率85%以上。

疫情期間，針對水廠進(jìn)行電話回訪時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于地鐵施工廢水的排入，同樣進(jìn)水水質(zhì)的西安某污水處理廠發(fā)生了嚴(yán)重淤積，生化池預(yù)計(jì)深度達(dá)到4米。但采用了水力旋流除砂技術(shù)的污水處理廠，在同樣情況下未出現(xiàn)明顯淤積，一周內(nèi)期間總排砂量達(dá)到了300m3。出砂表觀性質(zhì)也明顯可見細(xì)密的無機(jī)顆粒，有效節(jié)省了清淤的運(yùn)維成本。

水力旋流除砂處理，已經(jīng)應(yīng)用到十余個(gè)項(xiàng)目當(dāng)中，達(dá)到較高精度的除砂要求，在水廠處理的全程中減少泥砂量，提升后續(xù)生化段的處理效率，對水廠的設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，減少人工清掏費(fèi)用，節(jié)約占地及能耗。

今后，雄安浦華將不斷對水力旋流技術(shù)在多領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行深化研究，為城鎮(zhèn)污水的提質(zhì)增效三年行動添磚加瓦。雄安浦華將積極改進(jìn)和優(yōu)化，來面對新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)！