下一代水处理
位于伦敦西部West Ruislip的HS2工地规模庞大。从项目污水处理站（WWTP）中的沉降塔顶端俯瞰，可以大致看到一些正在进行的作业。新的Northolt隧道入口就在眼前，前方是负责运走废料的巨大输送机，更远处是成堆的隧道预制管片，这些预制管片在夜间通过轨道运送。
虽然从这里看不到， 受托负责隧道建设的联合体 Skanska Costain Strabag（SCS）——在地面上也在为隧道建设项目忙得不可开交。作为二号高速铁路S1和S2标段的一部分，SCS正在建造桥梁和其他结构，以将高速铁路引导至明挖回填式隧道，并从那里进入地下区段。
所有这些活动都意味着该污水处理厂有很多工作要做。除了处理两个土压平衡式盾构机产生的污水外，该处理厂还要处理许多混凝土浇筑和清洗作业产生的污水。
该污水处理站的污水处理能力为150m3/h。预计今年晚些时候，当开始开挖两条主隧道之间的横通道时，一座姊妹处理站将加入其中。其污水处理能力更高，最高可达250m3/h。
从该处理站流出的经过处理的水大部分将被重新利用，并送回地下为隧道掘进机的作业提供水源。然而，该处理厂输送的水源还必须符合英国环境署制定的严格标准，因为超量的处理水可能会排放到环境中并流入泰晤士河。
海瑞克分离技术部门负责人Gino Vogt向我们展示了污水处理站并表示，许多国家对水质的规定变得越来越严格。“几年前，一个沉淀池可能就足以应付一个土木工程工地，但现在我们真的需要这些处理厂，而且它们需要根据不同的工地作业和地质条件，灵活高效地处理各种污染物。”
对于SCS隧道和设备经理Francesco Giampietro来说，隧道掘进机和污水处理站由同一家供应商提供，可以让项目变得更轻松。“取消不同供应商或系统之间的对接环节体现出了明显的优势，”Giampietro说道，“这使得设计过程更加顺畅，也意味着我们可以更有效地确定设备的尺寸和安装。”
得益于集装箱化和模块化的方法，污水处理站（WWTP）能够灵活应对工地上不断变化的需求。
该建筑工地的处理过程始于SCS提供的三个约1000m3的巨大沉淀池，从远处看，可能会误认为是长方形游泳池。在我们参观的当天，这三个沉淀池中有两个是空的，它们应该是用来储存超量污水和收集地表水，而沉淀的土粒正在被清理出来。
离污水处理站最近的一个沉淀池正在运作，水从这里通过一条管道进入污水处理站的进水缓冲罐。与这根管道并行的是另外两根管道，分别来自两台隧道掘进机。
缓冲罐可容纳约250m3的液体，并配备一个搅拌器，用来搅拌污水以确保其均匀。如果污水的稠度变化过大，后续流程中的化学品添加环节就需要频繁地调整，从而导致结果不一致。缓冲罐内的传感器可测量浊度、pH值和电导率，以指示是否存在金属或盐分。
线上预览
负责相关事务的SCS操作员Keiton Wall展示了控制面板和数字化处理流程的操作，并解释了他和同事需要注意的一些事项：“例如，我们必须在污水处理的过程中检查pH值。如果存在偏差，水流就会一直循环，直到达到目标范围为止。”他说道，“我们还要检查浊度，因为它会影响到几个工艺步骤，比如压滤机，并且要检查水流通过的速度是否足够快，否则可能会造成堵塞。”
参观当天，正在处理的污水中每升只有0.539克固体，这个数值是相当低的。该处理设备的固体处理能力最高可达到每升40克。当水排出时，水中的固体含量已降至每升10.02毫克。同时，pH值也从进水时的14（强碱性）降至出水时的7.5（中性）。
与该设备的几乎所有部件一样，控制室也位于一个集装箱内。Keiton Wall是受雇于SCS的三位技术人员之一，他通过显示屏向我们展示了该设备的实际情况。
大多数时候，Wall和他的同事都要对设备进行定期检查。安装在平板电脑上的Maintenance.ON模块会提醒他们这些事项。
维护提醒
海瑞克.四海通是一个负责收集、管理和可视化海瑞克污水处理站、掘进机和其他设备数据的平台。通过定制的仪表板和报告，SCS利用该平台监控处理进度，并及时向各利益相关方通报现场情况。在该项目中，SCS还通过海瑞克.四海通平台中的Maintenance.ON模块来管理其他非海瑞克提供的设备。
当天晚些时候，Wall将执行规定的任务，报告任务完成情况，并添加所需的照片和注释。数据通过平板电脑输入系统。
化学品混合物
污水从最初的缓冲罐流入一个较小的10m3缓冲罐，并添加化学混合物。这些化学品会因地点和项目的生命周期而有所不同。例如，West Ruislip的混凝土作业已经使水中的铬含量超出预期，这就意味着必须优化处理工艺并调整化学品剂量。
“通常情况下，由于作业方式的不同，现场无法保证传入值的稳定性，我们必须定期调整处理设备的配置，这就是为什么需要系统拥有一定灵活性。”Vogt解释道，“我们可以利用集装箱化和模块化方法来轻松添加物料或设备，也可以通过远程控制提供支持。”
在添加到水中的化学品中，有一种经过测试的特殊絮凝剂，它能使水中的悬浮固体颗粒凝结在一起，并实现自动分配。设备会根据实时的污水需求自动调整分配速率。
核心与大脑
线性沉淀罐或浓缩罐的上部周围设有通道阶梯和平台，从那里可以俯瞰整个工地。从沉淀罐顶部向下看，可以看到一个中心锥体，锥体从上往下逐渐变细并一直延伸到罐底。
与絮凝剂发生反应的固体沉入锥体，而较干净的水则从顶部边缘溢出。一个缓慢移动的刮刀会清理锥体壁并使沉积物分布均匀。
在沉淀器底部结构的内部，就是Vogt所说的工厂的“核心与大脑”。走过这里，人们的目光会被一个玻璃前柜所吸引，里面似乎正在进行一个化学实验，中心处有一根发光管：Floccmaster控制站。
Vogt解释道，控制站通过将光学传感器穿过发光管及发光管包含的材料来测量絮凝对污水中固体的处理效率和反应过程。“这决定了是否可以将处理后的污水送至压滤机进行有效反应，或者是否需要调整参数后再重新处理。”
配备特殊机器人的压滤机
压滤机对沉降罐产生的污水进行脱水并排出固体颗粒，通过垂直滤板腔室之间的滤布将其挤压成较薄的固体“滤饼”，然后这些“滤饼”会落入下方的渣土储存区。
这些滤饼随后被装载到卡车上并运送到附近一个指定区域，该区域将来会进行绿化。该压滤机配备了自动清洁机器人，可做到每天至少清洗一次滤布，以延长滤布使用寿命。
使用过滤器进行精炼
当固体被挤压成滤饼时，水流必须再通过三个过滤器才能达到目标质量。首先，水流向上流经聚结过滤器，去除位于较高位置容器中的碳氢化合物，然后向下流经装在两个并排容器中的砂滤器和活性炭过滤器。
Vogt拉开两个容器侧面的塑料“帘子”，露出了一系列装有过滤物料的罐体。他解释道：“如果要求出水口处的剩余固体少于100毫克，就需要用到砂滤器和活性炭过滤器。”“这种砂过滤器是一种特定类型的过滤器，可处理粒径各不相同的砂粒。水流从底部流向顶部，通过不同粒径的砂粒，这样一些污染物就会留在砂粒中。然后，水流再以同样的方式通过活性炭过滤器。当达到设定的最大压力水平时，处理厂会自动反冲洗过滤器，以最大限度地延长其使用寿命。
重复使用或回到起点
通过过滤器后，水流会进入容器内的一个小储罐。在储罐中，传感器会测量与流经进水罐时相同的参数，以比较整体效率。此时的水流以及整个流程中其他节点的水流都将在现场和场外实验室进行取样和测试，以进行校准和进一步控制。
从这里开始，水可以流向三个方向。如果没有达到要求的规格，就会自动送入处理循环进行重新处理。或者说，只要符合环境署要求的高标准，就可以排入下水道系统并最终流入河流。或者，就像本项目目前为节约成本所做的那样，水流会流回隧道掘进机并重新加以利用。如此循环往复。
| 项目数据 | |
|---|---|
| 业主 | High Speed 2 Ltd. (HS2) |
| 承建商 | Skanska Costain Strabag (SCS)合资公司 |
| 国家 地点 | West Ruislip 英国伦敦 |
| 年份 | 自 2023 年起 |
| 应用领域 | 铁路 |
| 地质 | 软土、石灰岩、白垩岩（混合岩） |
| 隧道长度 | 约15757米 |
| 机器数据 | 2x 土压平衡式盾构机 直径：9,829 mm Northolt隧道西段 2x 污水处理站 处理能力：150 m³/h 1x 冷却装置 1x 混凝土搅拌站 |