净水技术 国内首个全业态水务智慧调控系统介绍

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  大别山下，江淮之间，安徽六安城滨水而筑、因水而兴。随着近年来城市加快速度进行发展和人口激增，污水处理能力与城市规模无法匹配。

  ▲长江环保集团六安水管家公司集控中心智慧调控系统操作现场。中央纪委国家监委网站 段相宇 摄

  面对当地百姓的“心头病”，2019年起，六安市政府携手三峡集团开展城市水环境综合治理。三峡集团所属长江环保集团坚持系统观念和科学技术创新引领，探索建立国内首个“厂网河、供排涝”全业态智慧调控系统——城市智慧“水管家”系统，对六安所有涉水设施进行集中监控、远程控制和一体化调度。经过近四年的努力，六安市水环境治理初见成效，水生态环境显著好转。

  城市智慧“水管家”具体怎样运作，实际效果如何？其背后有哪些创新理念和亮点科技？

  六安水源来自大别山深处，水质好曾令当地居民引以为傲。但近年来的水体黑臭问题，让原来的自信变成了焦虑。六安本身具备供水、治污系统，但污水处理能力严重不足，生活垃圾污水集中收集率仅为44.8%。同时，大量生活垃圾污水直排，导致城区14条黑臭水体反复返黑返臭。

  2019年夏，六安市政府联合三峡集团所属长江环保集团开启涉水项目综合治理。进入六安后，长江环保集团通过管网普查、数字测绘、排口溯源等方式，开展摸底调研，找到问题症结。

  长江环保集团创新推出城市智慧“水管家”方案，探索从源头上系统开展生态环境保护和修复。

  “水管家”就是将从水源地到水厂的原水输送、水厂到用水端的自来水供应、用水端到污水厂的污水收集处理，和处理达标后的尾水排放、河湖生态治理、城市防洪排涝等，统一纳入全过程全周期管控。

  针对六安市内水系数量少、水环境容量有限的特点，采取“厂网河一体”系统治理方案，对河道、管网、水质净化厂、水闸、泵站等一体化管理，通过流域统筹、区域协调、泥水并重等措施，实现城市整体水环境有效改善。

  “我们在‘厂网河一体’的基础上，还提出了城乡统筹一体、供排涝一体、投建运一体，也就是在当地市委、市政府的领导下，把涉水工作整个统筹起来，系统性解决各类矛盾问题。”黄荣敏介绍说。

  如今，六安市城区涉水资产均被纳入统一管理。通过高标准建设、高水平运营、高效率管理，六安供排水提质增效明显：安全供水能力、污水处理能力、污水集中收集率慢慢地提高，污水处理量、COD（化学需氧量）削减量逐步增长，城区14条黑臭水体全部完成治理销号。

  大别山区下雨后，雨水汇流来到横排头枢纽，被分为淠河和淠河总干渠两支。进入总干渠的水，首先会进入相关自来水厂，净化处理后送到千家万户。城市污水和降雨通过雨污分流的管网，分别来到凤凰桥等水质净化厂和蒋家沟调蓄池做处理。水质净化厂处理后的达标出水，会经过湿地进行自然生态净化，最后回到淠河……

  六安涉水业态多样，有供水、排水、污泥、河湖水体、水利枢纽、湿地公园、光伏发电等十几种业态。长江环保集团在六安自主研发国内首个全业态水务智慧调控系统，以打造智慧水厂、建立数字化管网系统、建设集控中心、建立一体化调度系统为重点，对城市所有涉水设施全监全控、联调联动，初步探索从传统水务“独立运营+单兵作战”运营模式向“集中化管控+片区少人值守”新模式转变。

  该系统的创新之处在于，实现了对所有涉水场站的集中监视和远程控制，以及在此基础上的一体化调度，同时还具备数字巡检功能和智慧运营管理功能。目前，集控中心已完成智慧调控系统、生产管理系统、视频巡视系统三大系统第一阶段建设，实现对厂网河、供排涝21个子项实时生产数据全监视，对城北水质净化厂（二期）、凤凰桥水质净化厂（二期）、第一自来水厂、污水提升泵站（12座）、调蓄池（5座）的操作全远控和视频全覆盖，初步探索形成“监视—控制—预警—调度”的智慧化集中运营模式。

  如遇特殊情况，用水量增加，自来水厂供应不及，此时“水管家”会下达调水指令，召集邻近的自来水厂前来“增援”，缓解供水压力；对应的，系统会根据供水量实时估算排水量，如果超过片区水质净化厂收水量，“水管家”便会指挥污水通过贯通的网线去往另一座水质净化厂，确保城市正常“代谢”。到了降雨时节，“水管家”会迅速生成降水模型，根据地表水流向预测最易积水区域，提前做好预案，发布指令打开相应排涝泵，并“拧松”城内河道排水阀门，腾出库容，减少水势凶猛造成内涝。此外，这里也是一个24小时应急指挥中心，如果管网中某处监测点水位异常，则初步判定该位置有几率存在淤堵，会视情况决定是不是需要安排抢修。

  “水管家”的“智慧大脑”不断发育健全，背后是三峡集团实施的智慧化管理和调度技术探讨研究支撑，包括水系统监测感知体系及装备研究、城市水务模型与算法研究、城市水务智慧管控和调度技术探讨研究、水质净化厂智能运行机器人等。这些前沿技术获得应用后，一座城市便能通过供排一体、厂厂联动、厂网联动实现水的智慧调度，助力构建智慧城市。

  经前期调研发现，六安城区市政管网本底基础条件弱，缺乏有效的运营维护，长期存在高水位、溢流等问题，厂站网无法联动。上述管网问题导致外水内渗、污水外溢，水质净化厂进水浓度偏低，污水集中收集率低下。

  针对城市排水管网短板严重这一问题，三峡集团以“建成长江经济带高质量的城市地下管网”为目标，安排专项资金用于管网建设，聚焦重点城市打造一批管网攻坚示范工程，通过补齐管网短板，实现污水“全收集、全处理、全达标”，助力系统解决城市水环境污染问题。

  在六安，“水管家”以城镇生活垃圾污水治理为切入点，从市政道路到居民小区，污水治理不断向源头追溯，一节一节的雨污管网，正在构建覆盖全城污水流通的“高速网络”，努力实现污水100%收集。截至今年4月，城市管网排查基本完成，雨污管道检测1694公里，建设雨污管网100余公里，完成111个小区雨污分流改造。

  科技赋能仍在继续。六安的管网修复改造使用的是非开挖修复技术，它是三峡集团在长江大保护管道修复中采用的一项新技术。

  该技术是将浸渍了光敏性树脂的软管拖入待修复的管道内，再向软管内注入压缩空气，使软管紧贴管道内壁，最后放入紫外光灯架照射，使树脂在管道内部固化，形成一段高强度内衬管。施工结束后，路面依旧能保持干净整洁。它可以在不开挖或少开挖路面的情况下，利用原管位资源，采取相关修复技术使管道回到正常状态功能，对地面、交通、环境和周围地下管线等影响较小，成本也更低。在人们看不见的地下管网中，污水通过密布全城的“高速流通网”化“浊”为“清”。

  “六安与三峡的双赢合作，是践行绿色发展理念，共抓长江大保护的一次实践探索，对国内其他城市治水也有借鉴意义。”长江环保集团党委书记、董事长，长江经济带生态环境国家工程研究中心主任王殿常表示，目前该集团已与23个沿江市区县签订“水管家”合作协议，注册成立六安、岳阳、宜昌、仙桃、九江、芜湖等6个“水管家”公司，继续推进“水管家”方案的探索实践。