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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)污水處理提質增效三年行動方案(2019污水收—2021年)》，該方案首次將管網優(yōu)化列入到污水處理的管理范疇，同時提出補齊城鎮(zhèn)集中處理設施短板，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——水力旋流技術的應用。

在過去的一年中，水廠的提質增效取得了很多的成果，但是在針對廠網一體以及管網優(yōu)化上，仍然存在一些問題：

面對這些問題，雄安浦華積極學習國外先進技術和經驗，充分學習和研究了<<可持續(xù)排水系統(tǒng)設計指南(the SUDs)>>后，引進英國Hydro International的技術,將水力學設計理念在國內進行本土優(yōu)化,通過計算機模擬和水力學設計，提出了一些治理新思路，供大家學習和參考，也期待新的技術能夠為大家解決流域治理中遇到的一些問題。

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

針對源頭削減，應減少雨水及污染物濃度低的水進入水廠，我們結合現有的檢查井，采用水力學設計優(yōu)化，設置分散式水力旋流截污沉泥設備，讓泥砂沉積在底部，漂浮物攔截在設備外腔，通過水力導流的作用，形成一個旋流和下翻堰出水，保證出水和底泥區(qū)和漂浮物區(qū)隔離，從而達到沉泥和攔截垃圾的效果。

在北方某試點項目中，通過吸污車后期運維，發(fā)現一個汛期中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少進入了0.26方的泥砂量。在管井里清理這部分泥砂要比在管網里進行清理簡單得多，作為源頭削減方案，水力旋流井的改造簡單、占地小，極大減少了后期運維成本。這一技術應用也成為了北京綠色防汛工程的主要技術手段之一。

水力旋流截流井內垃圾攔截效果

針對合流制管網，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項目，最終得出一個處理方案：通過水力旋流濃縮設備，實現多截污、少截流。具體應用時，采用在關鍵節(jié)點設置水力旋流設備，通過旋流加格柵過濾的形式，對合流污水實現強化一級處理，濃縮底流排放回截污干管或調蓄池，處理后的清水進行排放。設備濃縮倍數可達到5-9倍，相當于提高了調蓄池或截污干管的截流倍數，同時削減了排放入水體的污染負荷。

水力旋流濃縮截污設備示意圖

接下來是如何減少廠前溢流，提高污水處理廠進廠污水濃度，廠前溢流和進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水力旋流的濃縮裝置，通過濃縮13%的底流進入污水處理廠的深化單元，清水直接排入薩克河，可以到達總顆粒物50%以上的攔截和COD70%以上的攔截效率。

在這個項目中，并沒有強調達標排放，而是強調總量控制，對環(huán)境容量而言，實際上是更加科學和合理的。

水力旋流技術最大技術創(chuàng)新性為所產設備無需動力。依托水力旋流技術所產生的設備，依靠水頭及重力流使得設備完成運轉無需額外動力，達到截污的同時，也減少人工的維護，形成簡單高效的運轉，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，同時避免了相應設備在工程建設和使用過程中的諸多繁瑣，因而具有廣泛的適用性。

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

西安一個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，占地和運營費用都大大降低，同時沉砂粒徑可以達到106微米去除率85%以上。

疫情期間，針對水廠進行電話回訪時發(fā)現，由于地鐵施工廢水的排入，同樣進水水質的西安某污水處理廠發(fā)生了嚴重淤積，生化池預計深度達到4米。但采用了水力旋流除砂技術的污水處理廠，在同樣情況下未出現明顯淤積，一周內期間總排砂量達到了300m3。出砂表觀性質也明顯可見細密的無機顆粒，有效節(jié)省了清淤的運維成本。

水力旋流除砂處理，已經應用到十余個項目當中，達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，對水廠的設備進行保護，減少人工清掏費用，節(jié)約占地及能耗。

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