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    創新·突破 | 水力旋流無動力技術:市政管網提質增效的新思路
    發布:2020-6-19 |瀏覽:4676

    2019年5月住建部、生態環境部、發改委印發《城鎮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化列入到污水處理的管理范疇,同時提出補齊城鎮集中處理設施短板,由此,我國水環境治理從高速發展階段邁向了高質量發展階段。

    在“2020(第十八屆)水業戰略論壇”上,啟迪環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。


    【提質增效背景下水環境治理三大難題】


    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化上,仍然存在一些問題:

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    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<<可持續排水系統設計指南(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。


    【水力旋流技術提出對應解決方案】


    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化技術給出了可持續排水管控系統的解決方案。 

    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,保證出水和底泥區和漂浮物區隔離,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。


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    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,優化截流系統、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。

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    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。


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


    【無需動力,環??沙掷m】


    水力旋流技術最大技術創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,在以綠色節能理念為發展核心的今天,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化,來面對新的機遇和挑戰!


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