城市污水處理設(shè)計(jì)與實(shí)際運(yùn)行問題的研究分析

王星

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院集團(tuán)第六設(shè)計(jì)院有限公司，安徽 合肥230031）

污水處理設(shè)計(jì)是市政給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃中的重要一環(huán)，影響城市中居民生活、企業(yè)生產(chǎn)、城市建設(shè)的方方面面。近年來我國城市污水排放量達(dá)800 多億立方米，污水處理廠的建設(shè)規(guī)模為9200 多座，而污水處理量達(dá)到了2.3 億立方米/日，相關(guān)污水處理建設(shè)在實(shí)際運(yùn)行中仍會(huì)出現(xiàn)無法滿足污水排放的需求。

1 城市污水處理實(shí)際運(yùn)行中存在的問題

1.1 雨水排放設(shè)施與污水處理無法分離

隨著城市化進(jìn)程的加快，城市人口越來越密集，使得污水量大幅增加，且來源極其廣泛，導(dǎo)致水環(huán)境得到不同程度的污染，其中雨水是較為嚴(yán)重的污染源之一。雨水中一般夾雜著空氣中及地面的污染物質(zhì)，若得不到有效的處理，將對(duì)城市居民用水安全形成嚴(yán)重的威脅，然而當(dāng)前我國城市中的許多老舊城區(qū)排水設(shè)施仍在沿用傳統(tǒng)排水方式及方法，無法實(shí)現(xiàn)雨水排放與污水處理完全的分離處理，浪費(fèi)了城市降水資源的同時(shí)，也進(jìn)一步加劇了水體污染。

1.2 污水處理水平不足

當(dāng)前我國大部分城市均出現(xiàn)不同程度的水污染問題，其中一部分原因是由于設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行給排水設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)缺乏重視，無法對(duì)城市內(nèi)部的發(fā)展進(jìn)行精準(zhǔn)的預(yù)估，在污水處理規(guī)劃方面存在著一些不合理現(xiàn)象。同時(shí)相關(guān)部門在污水處理技術(shù)與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面的投入不均，污水處理建設(shè)與城市實(shí)際污水處理需求存在差距，導(dǎo)致污水處理水平較差，長(zhǎng)久發(fā)展過程中對(duì)城市水資源造成了嚴(yán)重的破壞。

1.3 污水資源化利用率較低

城市污水處理的主要目標(biāo)之一是實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)再利用，以此來緩解城市中各個(gè)領(lǐng)域的用水壓力，城市污水經(jīng)處理后雖不能直接用于居民供水系統(tǒng)，但在消防、城市綠化澆灑等方面的利用率極高，但當(dāng)前部分城市污水處理系統(tǒng)中對(duì)污水資源化利用的程度較小，一般將尾水直接排放，使其失去了其利用價(jià)值。另外，污水處理廠在日常工作中會(huì)分離出大量污染物、泥沙等，其中包含大量金屬物質(zhì)和細(xì)菌微生物，若不妥當(dāng)處理這些污染物，長(zhǎng)久發(fā)展過程中會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。

1.4 污水處理廠的設(shè)定存在運(yùn)行缺陷

在污水處理實(shí)際運(yùn)行過程中，城市污水處理廠的運(yùn)行存在部分缺陷，對(duì)城市及周邊環(huán)境造成了一定程度的負(fù)面影響，雖在污水處理過程中達(dá)到了凈化水資源的目的，但在凈化污水時(shí)會(huì)排放出大量的有毒有害氣體，同時(shí)若對(duì)處理后的污染物等處理不當(dāng)，會(huì)對(duì)周邊水資源和土地資源造成二次污染，因此亟需加強(qiáng)對(duì)污水處理廠的規(guī)劃設(shè)計(jì)，以此來改善污水處理造成的環(huán)境問題[1]。

2 城市污水處理設(shè)計(jì)優(yōu)化的對(duì)策

2.1 分流處理城市雨水和污水

相關(guān)部門應(yīng)在優(yōu)化市政給排水設(shè)計(jì)過程中，重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)雨污分流的規(guī)劃，堅(jiān)持對(duì)雨水與城市污水進(jìn)行分流排放與處理。設(shè)計(jì)人員應(yīng)在雨水污水分流地區(qū)加強(qiáng)對(duì)分流管道的合理規(guī)劃，避免雨水排放管道與污水排放管道相互混接，造成雨水和污水的混合，使得雨水進(jìn)一步遭受到污染，排放到江河中對(duì)地表水資源和土地造成污染。在雨水污水合流區(qū)域，設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格遵循污水處理的相關(guān)規(guī)定對(duì)雨水、污水進(jìn)行截污和分流處理，以此來加快污水處理的效率，提升城市水資源的質(zhì)量，切實(shí)保障人們的用水安全。目前，全國多地老城區(qū)雨污分流設(shè)施優(yōu)化與改造已經(jīng)全面落實(shí)，相關(guān)單位在城區(qū)中分別埋設(shè)污水管與雨水管，促使污水經(jīng)過分區(qū)輸送后集中排入污水主干管，再送到污水處理廠處理；而城市中的雨水則通過管涵流入江河，完成自然沉淀和凈化。這一城市排水處理設(shè)計(jì)的優(yōu)化，幫助城區(qū)改善了城市環(huán)境，減少了城市積水現(xiàn)象，同時(shí)也有效提升了居民用水的水質(zhì)，當(dāng)前此種排水處理設(shè)計(jì)已經(jīng)在各個(gè)城市得以強(qiáng)化應(yīng)用。

2.2 提高對(duì)污水處理的水平

若想讓市政污水處理系統(tǒng)保持穩(wěn)定運(yùn)行，需要設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)城市污水量的實(shí)際情況進(jìn)行處理量的預(yù)測(cè)，然后計(jì)算設(shè)計(jì)出合理的管道路線、管道直徑與長(zhǎng)度等，避免在污水排放過程中出現(xiàn)淤積或管道堵塞的狀況。同時(shí)城市中各區(qū)域由于功能分區(qū)不同，其產(chǎn)生的污水污染程度也大不相同，若將各區(qū)域污水集中處理，會(huì)耗費(fèi)大量的成本，也會(huì)降低污水處理的效率；因此，相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)先進(jìn)污水處理技術(shù)的投入與應(yīng)用，將污水集中處理與分散處理兩種方式巧妙地結(jié)合在一起，為污水處理提供便利，比如引進(jìn)BOT、PPP 等污水處理建設(shè)運(yùn)營模式，實(shí)現(xiàn)污水的分散處理，并利用CASS 污水處理技術(shù)、活性污泥技術(shù)等污水處理技術(shù)，提高污水廠處理污水的整體水平，使得污水凈化處理的效果更加明顯。

2.3 提高雨污水資源化利用的能力

第一，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)城市雨水的收集與資源化利用。此種方法是降低水體污染，使天然水資源得以有效利用的重要手段。設(shè)計(jì)師在進(jìn)行城市污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)完善雨水收集設(shè)施，對(duì)雨水進(jìn)行收集、截污、存儲(chǔ)、凈化等方面的處理，將收集并處理后的雨水用于城市園林建設(shè)、城市綠化、城市消防、公共衛(wèi)生間沖廁等領(lǐng)域，以此來提高其資源化的利用率，達(dá)到節(jié)約水資源的目的。

第二，加強(qiáng)對(duì)城市生產(chǎn)生活污水的資源化利用。污水資源化的技術(shù)含量相對(duì)較高，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。相關(guān)部門應(yīng)在未來污水處理設(shè)計(jì)中加強(qiáng)對(duì)市政污水再生利用工藝的設(shè)計(jì)水平，并借鑒發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)污水資源化利用技術(shù)，研究開發(fā)適合城市發(fā)展需要的安全、可靠、高效技術(shù)，同時(shí)加大對(duì)配套設(shè)施的投入，為污水資源化利用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

第三，加強(qiáng)對(duì)污水處理后污泥成分的有效利用。數(shù)據(jù)表示，城市污水處理后的污泥中仍含有80%的水分，其中富含大量的氮、磷、鉀元素，可用作生產(chǎn)農(nóng)業(yè)化肥。因此，應(yīng)對(duì)污泥進(jìn)行凈化處理，去除其中的重金屬以及細(xì)菌微生物，生產(chǎn)出有機(jī)肥料或土壤改良劑，有效增強(qiáng)土壤肥力，使得污水得以最大化再生利用。

2.4 合理布局污水處理廠的位置

城市污水處理廠的布局對(duì)市政污水處理效果與城市周邊環(huán)境質(zhì)量有著直接的影響，若無法根據(jù)氣候、風(fēng)向、水資源分布情況進(jìn)行合理設(shè)置，將對(duì)城市環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，非但不會(huì)提高污水處理的效率，還會(huì)加劇城市環(huán)境的惡化程度。因此，相關(guān)部門應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃污水處理廠的布局，結(jié)合城市規(guī)劃的整體需求，確保城市污水處理與城市化發(fā)展的目標(biāo)具有持久性與統(tǒng)一性，盡量安排在地勢(shì)低，距離水體較近且位于水源下游的區(qū)域，避免沉淀出的固體污染物對(duì)水源造成破壞；同時(shí)污水處理廠廠址應(yīng)與工廠和居民生活區(qū)域保持300m 以上的安全距離并位于夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下方，以防污水處理廠釋放出的有毒有害氣體對(duì)城市環(huán)境造成污染[2]。

3 結(jié)論

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，新時(shí)期市政污水處理設(shè)計(jì)應(yīng)本著節(jié)約能耗、降低污染的原則，來解決傳統(tǒng)污水處理模式對(duì)城市及其周邊環(huán)境造成破壞的問題。相關(guān)部門應(yīng)積極加強(qiáng)對(duì)雨污分流的規(guī)劃，利用新技術(shù)、新方法等提高污水處理的水平以及污水資源化利用的能力，并合理布局污水處理廠，降低污水處理對(duì)環(huán)境的傷害，為城市可持續(xù)發(fā)展提供動(dòng)力。