近日，杭州石炭紀(jì)環(huán)?？萍加邢薰究偨?jīng)理陳良在“2025上海水業(yè)熱點(diǎn)論壇”上表示，排水管網(wǎng)常見(jiàn)的兩個(gè)問(wèn)題是外水入流入滲和污水收集率低，而“廠-網(wǎng)-源-河一體化溯源排查+精準(zhǔn)治理+智慧運(yùn)維”是上述兩大問(wèn)題的解決方案。同時(shí)，陳良基于石炭紀(jì)環(huán)保兩大核心技術(shù)：水質(zhì)指紋和人工智能推理模型，詳細(xì)闡述了該解決方案在多個(gè)排水管網(wǎng)外水溯源與提升整改項(xiàng)目中的具體實(shí)踐成效，展示了該解決方案從問(wèn)題診斷、精準(zhǔn)溯源到系統(tǒng)治理的全流程應(yīng)用場(chǎng)景及顯著成果。

陳良

陳良基于行業(yè)現(xiàn)狀總結(jié)了當(dāng)前排水管網(wǎng)常見(jiàn)的兩個(gè)問(wèn)題：一是外水入流入滲；二是污水收集率低。這不僅會(huì)導(dǎo)致污水廠進(jìn)水COD低，收納的水量超標(biāo)而實(shí)際消減的污染物總量沒(méi)有達(dá)標(biāo)，會(huì)增加污水處理的投資成本和運(yùn)行成本。同時(shí)由于外水?dāng)D占了污水管網(wǎng)的容量，還會(huì)使部分污水溢流向自然水體，從而導(dǎo)致河道污染嚴(yán)重、河水?dāng)嗝嫠|(zhì)超標(biāo)。但這些問(wèn)題都可以通過(guò)“廠-網(wǎng)-源-河一體化溯源排查+精準(zhǔn)治理+智慧運(yùn)維”來(lái)解決。

核心技術(shù)

陳良強(qiáng)調(diào)做廠網(wǎng)源河一體化溯源排查的核心，是為了精準(zhǔn)定位問(wèn)題環(huán)節(jié)及具體成因，只有通過(guò)溯源排查明確根本原因，才能針對(duì)性解決，避免盲目治理。

目前市場(chǎng)上面主流的外水溯源方法有兩種，一種是CCTV(視覺(jué)法)，但是它和水質(zhì)水量不關(guān)聯(lián)，大部分情況下它的結(jié)果并不理想;另一種是在線監(jiān)測(cè)的方法，包括水質(zhì)、流量的監(jiān)測(cè)等，但是它不僅成本高，而且還容易獲取到錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。比如，某小區(qū)污水出戶(hù)井因不同時(shí)段水質(zhì)劇烈波動(dòng)(如支管稀釋污水倒流、河水倒灌、雨污混接后的污水流經(jīng))，導(dǎo)致檢測(cè)數(shù)據(jù)波動(dòng)，但現(xiàn)有在線監(jiān)測(cè)設(shè)備無(wú)法識(shí)別此類(lèi)動(dòng)態(tài)干擾，難以判定數(shù)據(jù)有效性及管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)是否正常，反而更增加了外水溯源的難度。

那么，石炭紀(jì)環(huán)保是如何解決這些問(wèn)題的呢?

1、水質(zhì)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)

陳良指出，石炭紀(jì)環(huán)保基于三維熒光和人工智能技術(shù)，建立了一個(gè)可精準(zhǔn)識(shí)別水環(huán)境污染來(lái)源及路徑的水質(zhì)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)，也是其核心技術(shù)之一。該技術(shù)可通過(guò)采用不同波長(zhǎng)的激光照射污染水體，利用大部分有機(jī)物污染水體受激發(fā)后會(huì)產(chǎn)生特征熒光反應(yīng)的原理，將激發(fā)光波長(zhǎng)、熒光發(fā)射波長(zhǎng)及熒光強(qiáng)度三個(gè)維度數(shù)據(jù)融合，最終生成具有唯一對(duì)應(yīng)性的"水質(zhì)指紋"圖譜——這一圖譜如同人體的生物指紋，每種污染水體均對(duì)應(yīng)獨(dú)特的特征標(biāo)識(shí)。

例如，生活污水會(huì)呈現(xiàn)特定的熒光指紋特征，當(dāng)疊加某一類(lèi)外水如河水后，其圖譜將發(fā)生顯著變化，形成全新的特征組合?；谶@一原理，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)污染源(包括外水混入)的定性定量精準(zhǔn)識(shí)別，同時(shí)追溯污染遷移路徑，為水環(huán)境治理提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。

2、人工智能推理模型

隨著水質(zhì)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)的持續(xù)擴(kuò)容，僅靠人工判別已難以滿(mǎn)足高效、精準(zhǔn)的排查需求。為此，石炭紀(jì)環(huán)保引入人工智能推理模型，將水質(zhì)指紋圖譜、經(jīng)緯度、高程等多維度數(shù)據(jù)整合輸入系統(tǒng)，通過(guò)深度學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化分析。

該模型可快速捕捉污染特征變化，如上圖所示，當(dāng)雨水管網(wǎng)某節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)水量滲入污水管網(wǎng)時(shí)，其周邊點(diǎn)位的水質(zhì)指紋圖譜將呈現(xiàn)特征性響應(yīng)，模型通過(guò)解析這些關(guān)聯(lián)變化，不僅能精準(zhǔn)定位水量混入點(diǎn)，還能還原污染擴(kuò)散路徑，為管網(wǎng)運(yùn)維優(yōu)化與污染源治理提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。

當(dāng)然，僅依賴(lài)技術(shù)分析仍顯不足，還需結(jié)合微型化移動(dòng)分析實(shí)驗(yàn)室、組網(wǎng)化污染通量監(jiān)控站、無(wú)人化靈活駐點(diǎn)監(jiān)測(cè)站、可視化管網(wǎng)問(wèn)題工具箱等工具，實(shí)現(xiàn)技術(shù)判斷與實(shí)地驗(yàn)證的高效聯(lián)動(dòng)，完成水質(zhì)平衡和水量平衡的核算。

該技術(shù)在廠網(wǎng)源河一體化排查溯源中展現(xiàn)出顯著適配性，應(yīng)用場(chǎng)景覆蓋排水管網(wǎng)全鏈條管理：從住宅小區(qū)、企事業(yè)單位等雨污分流，到排水管網(wǎng)外水入侵排查溯源;從污水處理廠提質(zhì)增效，到進(jìn)水沖擊性指標(biāo)的預(yù)警與溯源，以及入河排口污染通量統(tǒng)計(jì)和上游排水戶(hù)的精準(zhǔn)溯源，均能提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。

目前，石炭紀(jì)環(huán)保已是行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的專(zhuān)業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)，為水環(huán)境質(zhì)量管理單位及治理企業(yè)提供專(zhuān)業(yè)的排水管網(wǎng)提質(zhì)增效、地表水環(huán)境提升管控等長(zhǎng)效服務(wù)。截至目前，石炭紀(jì)環(huán)保落地項(xiàng)目已經(jīng)超過(guò)了200個(gè)，為業(yè)主單位節(jié)約超過(guò)15億的監(jiān)管和治理費(fèi)用。

1+1大于2

石炭紀(jì)環(huán)保因?yàn)椴捎昧藬?shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比和人工智能推理的技術(shù)創(chuàng)新，所以能夠快速高效低成本地實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水質(zhì)水量異常點(diǎn)位的精準(zhǔn)定位，與傳統(tǒng)CCTV法相比，溯源成本可以節(jié)約70%以上，溯源時(shí)間縮短90%以上。

陳良指出，傳統(tǒng)CCTV法與水質(zhì)指紋分析法原理不同且各有所長(zhǎng)。水質(zhì)指紋分析法聚焦水質(zhì)水量關(guān)聯(lián)分析，具備定性與定量能力，可精準(zhǔn)溯源污染來(lái)源、路徑及點(diǎn)位，可識(shí)別80%以上的外水入流入滲等核心問(wèn)題，支持帶水作業(yè)、不受管徑限制、效率高，綜合成本僅為CCTV法的1/4至1/3，還可以給排水管網(wǎng)的提質(zhì)增效提供整體解決方案，實(shí)現(xiàn)廠網(wǎng)源河一體化的區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量的長(zhǎng)效提升。

當(dāng)然CCTV法也有很多的優(yōu)點(diǎn)，所以石炭紀(jì)環(huán)保一直提倡“CCTV+水質(zhì)指紋分析”協(xié)同應(yīng)用模式，來(lái)實(shí)現(xiàn)1+1>2的疊加效應(yīng)：

對(duì)于尚未實(shí)施CCTV法的項(xiàng)目，其核心壓力在于提質(zhì)增效，需要"摸清管網(wǎng)底數(shù)、確保目標(biāo)可控"。此時(shí)可優(yōu)先采用水質(zhì)指紋法排查，可快速鎖定外水入侵等主要問(wèn)題，通過(guò)針對(duì)性治理實(shí)現(xiàn)立竿見(jiàn)影的外水減量效果，顯著降低后續(xù)改造的工程量與資金投入;

對(duì)于已實(shí)施CCTV檢測(cè)的項(xiàng)目，其核心壓力往往是工程成效考核，檢驗(yàn)工程是否顯著提升了提質(zhì)增效的能力。此時(shí)補(bǔ)充水質(zhì)指紋法，可以快速實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效，助力工程驗(yàn)收考核，也就是說(shuō)再花少量資金，就可以將目標(biāo)往前推進(jìn)一大步。

陳良認(rèn)為這種分階段、分場(chǎng)景的協(xié)同應(yīng)用，既能發(fā)揮CCTV在管網(wǎng)結(jié)構(gòu)性和功能性檢測(cè)上的專(zhuān)業(yè)性，又能凸顯水質(zhì)指紋在水量水質(zhì)關(guān)聯(lián)分析上的獨(dú)特價(jià)值，為排水管網(wǎng)提質(zhì)增效與水環(huán)境治理提供更系統(tǒng)、更經(jīng)濟(jì)的解決方案。

應(yīng)用案例

1、江蘇某縣污水廠進(jìn)水COD偏低溯源排查項(xiàng)目

該項(xiàng)目在服務(wù)前，進(jìn)污水廠COD長(zhǎng)期小于80mg/L，河道受污染嚴(yán)重，藻類(lèi)爆發(fā)，并且每天約20000噸河水倒灌、1000噸自來(lái)水滲漏、10000噸受污染河水抽入管網(wǎng)、5000噸污水溢流入河。

服務(wù)后，查明主要清水匯入點(diǎn)及匯入量，提出提升溢流口高程、封堵雨污混接點(diǎn)、供水管網(wǎng)破損點(diǎn)修復(fù)等合理化建議，并通過(guò)撇清水，引污水，防溢流等措施每期提高進(jìn)污水廠COD濃度50%以上。其中，一期花費(fèi)3個(gè)月左右的時(shí)間，幫他們把COD從80mg/L提升到了120mg/L；二期花費(fèi)6個(gè)月左右的時(shí)間，把COD從120mg/L提升到了180mg/L。

2、浙江某市雨污混接排查溯源項(xiàng)目

該項(xiàng)目在服務(wù)前，部分雨水管網(wǎng)COD平均濃度長(zhǎng)期高于100mg/L，氨氮濃度突破20mg/L，管網(wǎng)長(zhǎng)期處于高液位運(yùn)行狀態(tài)，雨天溢流污染嚴(yán)重，雨污混接排查之后仍然無(wú)法找到問(wèn)題源頭，導(dǎo)致無(wú)法有效整改。

服務(wù)后，查明該片區(qū)污水混入量約為12000m3/d，全部為系統(tǒng)內(nèi)部雨污混接產(chǎn)生，并明確了7個(gè)主要點(diǎn)位混入80%以上的外水總量，還提供了詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)清單。同時(shí)實(shí)現(xiàn)三大顯著提升：液位控制：管網(wǎng)液位長(zhǎng)期穩(wěn)定在低水位運(yùn)行狀態(tài)，徹底解決了高液位導(dǎo)致的溢流風(fēng)險(xiǎn)；污染減排：雨天溢流污染量減少80%以上；清污分流：雨水管網(wǎng)平均COD濃度從服務(wù)前的100mg/L降低至20mg/L以下，氨氮指標(biāo)同步顯著改善。

3、江西某市排水管網(wǎng)COD濃度嚴(yán)重偏低調(diào)查項(xiàng)目

值得一提的是，該項(xiàng)目原本計(jì)劃采用傳統(tǒng)的CCTV管路機(jī)器人進(jìn)行清淤和檢測(cè)，需要耗時(shí)6個(gè)月以上且投入1000多萬(wàn)，而且只能了解管網(wǎng)的物理狀態(tài)，無(wú)法辨析其中水質(zhì)水量的變化及原因。然而石炭紀(jì)環(huán)保在服務(wù)后，結(jié)合CCTV法（僅對(duì)重點(diǎn)管路進(jìn)行疏通和清淤）、在線監(jiān)測(cè)法（根據(jù)調(diào)查結(jié)果布設(shè)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備），實(shí)際上總共只用了300萬(wàn)，在三個(gè)月內(nèi)就使排水管網(wǎng)COD濃度基本能夠維持在150mg/L以上，實(shí)現(xiàn)成本壓縮70%、工期縮短50%的雙重效益突破。

編輯：陳偉浩