对于污水厂来说，最基本也最明显的一条基本原理就是水往低处流，这是整个污水厂设计流程的基本布局思想，也是贯穿整个污水厂的工艺路线的基本条件，这一期公众号就和大家先来看看看污水厂的基本理论之水往低处流。
污水厂是一个区域的污水集中收集起来进行处理的场所，一个城市的部分区域的污水来源于家家户户的日常产生废水，这些废水通过预先埋设的污水管网流入到污水厂内。整个污水管网的铺设最基本的一个原理就是水往低处流，所以一般城市污水厂的设计选址会在整个城市汇水区域的最低点，这样可以让收集各家各户的污水管网顺着地势流入到污水厂内。这样会减少一些沿途再进行提升的状况，当然有些城市的地形不适合整体的坡降，就可能需要做一些沿途提升泵站，便于污水跨过地形限制最终流入到污水厂内。所以从管网上看，水往低处流是管网设计的基本原理之一，也是经济节能的基本策略。
城市区域里各家各户的污水通过不断下降的污水管网逐步汇流到污水厂内时，整体的污水管就会埋深很深，基本都在地下几米到十几米的深度，污水厂整体的构筑物很难建设到这么低的地下位置，虽然现在也有些城市建设了一些地下式污水厂，但是从建设投资，运营管理，维护维修的角度上，短期内不会成为主流。污水厂的构筑物基本是要建设在地面上的，但是进水在地面下，构筑物在地面上，就违背了水往低处流的基本原理。为了解决这个问题，污水厂采取了机械提升的方式来把进厂的地面下的污水直接提升到一定的高度，然后从高处向下流动，这就是污水提升泵的作用。所以在污水厂内，污水提升是最重要的一个处理环节，也是各个污水厂的咽喉位置，没有污水提升，后续的所有的处理都谈不上，因此运营管理中，对污水提升的管理是需要进行严格细致的管理的，需要投入足够的资金和精力，做好污水提升的环节的运行管理工作。
污水厂通过污水提升泵将在地面下的流入厂区污水提升起来，后续的构筑物就可以满足水往低处流的基本原理，这个运营人员也是可以通过各个构筑物的水面高度逐步下降的现象发现的，这也是污水厂在设计各个处理构筑物的一个基本原则，通过提升后，污水在厂内根据水往低处流的原理，逐级通过各个处理构筑物，在各个不同功能的处理构筑物内去除相应的污染物指标，最终从污水厂达标排放，流入到自然水体中去。在污水厂出水标准还是二级标准的时候，基本通过二沉池后，再进入到接触消毒池后，整个的水面高度就略高于地面，可以顺畅的根据水往低处流的基本原理排入到自然水体中，但是现阶段采用的一级A标准，对出水水质有了更高的要求，特别是悬浮物等，需要做一些深度的处理。
污水厂的深度处理一般采用的都是加药、絮凝沉淀、过滤的工艺，这种工艺中的过滤阶段也是符合水往低处流的基本原理的，一般都是高位水通过滤床流入到后续的构筑物内。深度处理的构筑物由于设备众多，并且水在重力流的过程中有很多阻碍（滤床中的滤料），如果直接接在二沉池后端，就会造成整个的深度处理车间的标高在地面下很深的位置，从整体的运行管理来说非常不方便。为了方便管理，在污水厂中，深度处理车间一般都是地面上的构筑物，而二沉出水的液位高度已经接近地面高度，再上升到高于地面的位置，严重违背了水往低处流的基本原理，污水厂内采用与污水提升泵同样的措施，将二沉池出水提升到深度处理车间的高度，这也就是中间提升泵站的作用，通过提升后的二沉池出水到达一定高度，在深度处理车间再逐级根据水往低处流的原理流出污水厂，进入到自然水体内。
自然水体的液位高度是限制污水厂最终出水构筑物液面高度的依据，这个也是要符合水往低处流的基本原理的。特别是要保证在自然水体汛期水位高涨的时候，污水厂的出水仍能够通过水往低处流的基本原理排出去，有时在一些地形条件不满足的地区，这个就很难保证，有些污水厂就会采用强制提升的措施来进行最终的排水。
在污水厂内除了整个的污水处理流程中的自然流动的过程中需要时刻满足水往低处流的基本原理以外，还有一些区域也要设置条件来满足水往低处流的原理。比较集中的就是生物池内的外回流泵的作用。外回流是把沉积到二沉池底部的污泥重新回到生物池内，二沉池底部的污泥位置远低于生物池的液位高度，这时根据水往低处流的基本原理，这就不符合，所以要增设外回流泵，把二沉池底部的污泥提升起来，达到生物池的液位高度，使活性污泥能够回到生物池内。有些污水厂是通过内回流渠道进行内回流的，这就也是符合水往低处流的基本原理的，采用穿墙泵的内回流主要起到的是改变液体流向的作用，此时的内回流泵的主要作用不在于提升，而是系统内的搅拌作用，因此和这个基本原理直接的关联不大。
水往低处流的基本原理非常简单明显，很多人都非常明白，但是在污水厂中是通过各种技术、设备手段来实现的，通过技术设备包装后的这条基本原理，很有可能就没有那么直接的让人看明白这个原理了。污水厂实现这条基本原理的技术设备也就是污水厂运营人员需要重点关注的内容。污水厂内的绝大部分水泵，包括污泥投配泵、加药泵等都是为了满足或者创造水往低处流基本原理的实现条件来设置的，对于运营人员来说，了解这个基本原理，对水厂内的设备的设置就有了较为明确的概念理解，也是运营人员对水泵的管理的根源所在。
延伸阅读：
原标题：污水厂的基本理论（二）-水往低处流
