城市排水系統新思維

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作者：張杰 摘要： 我國是一個水資源相對貧乏、時空分布又極不均勻的國家。由于我國城市化進程的加快和國民經濟的高速發展，水環境污染和水資源短缺日趨嚴重。目前，許多城市由于水資源不足影響了當地的社會經濟發展，全國每年因為水資源短缺而造成的經濟損失高達2000多億元。造成水資源緊張的主要原因：一是水資源總量先天不足；二是水質日趨惡化，不能滿足水體正常使用的功能要求。據統計1997年全國建制市污水產生量351 億m3 ，2020年預計將達536 ...... 我國是一個水資源相對貧乏、時空分布又極不均勻的國家。由于我國城市化進程的加快和國民經濟的高速發展，水環境污染和水資源短缺日趨嚴重。目前，許多城市由于水資源不足影響了當地的社會經濟發展，全國每年因為水資源短缺而造成的經濟損失高達2000多億元。造成水資源緊張的主要原因：一是水資源總量先天不足；二是水質日趨惡化，不能滿足水體正常使用的功能要求。據統計1997年全國建制市污水產生量351 億m3 ，2020年預計將達536 億m3；而相比之下，污水處理率卻增長緩慢，1997年實際處理污水量為1292萬m3/d，處理率僅為13.4%，如果考慮到污水處理設施由于各種原因運行不正常的狀況，污水達標排放率僅百分之幾而已。其中，絕大部分的污水直接排入江河湖海中，造成水體污染，破壞了天然水體的良性循環。據報道，目前全國城市水源只有30%符合衛生標準，全國七大水系有一半以上江段被污染，流經42個大中城市的44條河流中有93%被污染［1］。 　　恢復我國水環境是解決我國水資源不足的根本所在。其主要途徑就是在各城市修建和完善污水處理廠，提高污水處理程度，努力促進水的健康循環。值得慶幸的是，人們已經開始逐步認識到水在社會發展中的重要地位，在建設部城市污水處理規劃中提出要在2010年前增建? 1000余座污水處理廠，使處理能力增加到5000萬～6000萬m3/d，污水處理率將達40%左右。 　　本文就排水系統的功能、規劃和思想原則等方面提出一些思路，以期能引起社會對排水系統和水健康循環的關注。 　1　水污染控制及排水系統發展歷程 　　隨著社會的發展和人們環境意識的增強，我國水污染控制經歷了由單一污染源的治理、污染物濃度達標排放到區域污染綜合防治、以環境容量為依據的污染物排放總量控制的兩個階段。 　　在20世紀70年代末期之前，主要采取的是點源治理策略，顯然不足以防止水環境的污染。 80年代開始進入污染綜合防治和總量控制階段。在過去的幾十年中，由于我國的污染防治工作一直擺脫不了點源治理、達標排放、三同時和誰污染、誰治理的政策，實際結果并不理想。據國家環�？偩謱ξ覈�?5556?套工業廢水處理設施調查結果表明，三個效率(污染治理設施的運行率、設備利用率、污染物去除率)較好的僅占運行設施總數的35.7%，其污染物去除率達到設計能力的只有50%，總體有效投資只占全部處理設施總投資的31.3%，只有不足1/3的設備發揮作用［2］。由此可見原有污水處理系統的規劃、設計、思想原則中存在不少問題，已不再適應當前我國經濟發展和環境保護的要求。 　2　排水系統的功能 　　傳統觀念上的排水系統是以防止雨洪內澇、排除和處理污水、保護城市公共水域水質為目的，認為污水是有害的、應盡快排除到城市下游。這種觀念導致的結果往往是保護了局部的生活環境，危害了廣大流域地區。實際上，良好的水環境不是局部地域的，它的范圍是整個流域的乃至全球的。給水系統和排水系統好比是城市水循環的動脈與靜脈，排水系統起到回收城市污水和凈化再生，暢通城市水循環的作用。21世紀排水系統的定位應從以前的防澇減災、防污減災逐步轉向污水的資源化，從而恢復健康水循環和良好水環境，維系水資源可持續利用。事實證明：污水深度處理與再生回用是恢復水環境的必由之路，其社會效益、環境效益與經濟效益已為世界各國所矚目。在這方面每一個點滴進步都是對人類社會的貢獻。

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3　排水系統的規劃 　　在污水深度處理、超深度處理、污水再生回用已經實用化了的今天，城市總體規劃與給水排水系統規劃都應當重新考慮，將污水的再生和回用放到重要位置上來。在進行排水系統規劃時，應對整個城市的功能分區、工農業分布、排水管網及污水處理現狀等做周密的調查，調查現有的和預測潛在的再生水用戶的地理位置及水量與水質的需求，并將這種結果反映到給排水專業規劃中。恰當地確定排水分區、污水凈化廠的位置與個數，改變將污水處理廠擺放在城市最下游進行高度集中處理的傳統做法。在進行新建和擴建污水處理廠的設計時，要近遠期結合考慮污水回用的需要，選擇污水深度處理系統，預留污水深度處理的發展用地，使污水處理、深度處理系統和回用系統的總投資之和為最小。 　　在進行排水管網的規劃時，要把雨水、污水的收集、處理和綜合利用結合起來，逐步轉變目前的雨、污水合流制或不完全分流制系統為完全的分流制系統。雨、污水的分流有利于對不同性質的水采用不同方法處理和控制，有利于雨水的收集、貯存、處理和利用，避免洪澇災害，增加城市可用水資源，同時也有利于減輕城市面源污染。 　　在規劃中還應該引起注意的是應妥善處理和處置城市污水處理廠產生的大量污泥，避免產生二次污染，危害城市環境。目前較多的是將污泥填埋，這不但需要大量的土地，而且廢棄了大量污泥資源。因此污泥處置的最終出路應該是作為農業肥料--充分利用污泥中富含的N ，P，K等營養物質，既可避免污染，又可創造經濟效益。 　3.1　污水處理廠的選址與數目 　　按照傳統規劃方法，污水處理廠廠址要根據污染物排放量控制目標、城市布局、受納水體功能及流量等因素來選擇，一般盡可能地安放在各河系下游、城市郊區。但是這種系統布局使污水廠距離再生水用戶較遠，需鋪設的回用水管網費用相應增加，不利于污水的資源化。因此，在確定污水處理廠廠址時，還應對再生水的用戶進行調查分析(城市中的自然水面、小河、綠地和工業再生水用戶)，并根據回用水的需求，在城市中適當位置設置污水凈化廠(再生水廠)，收集附近區域的城市污水，根據回用水質要求加以處理之后就近回用。 　　根據長期的實踐經驗，建設大型的污水處理廠可以發揮規模效益，降低建設費用和日常運行費用，但這種觀點并沒有考慮到污水回用的因素，如果考慮再生水的回用所需鋪設的輸水管道、提升泵站等費用，考慮改善城市水環境以及因為污水回用減輕城市排水管網系統的負擔所帶來的經濟效益，那么可以肯定，在城市下游建立集中的大型污水處理廠，在經濟上并不是最優的，也是和促進污水回用相悖的。因為污水廠的數目過少，勢必遠離再生水用戶，加大回用水輸送管道的距離和投資，增加回用水成本，不利于污水回用。因此，城市污水廠的數目不應拘泥于傳統經驗，而應該依據城市實際中水回用的需要在適當位置建設合適規模的污水處理廠，使得整個城市形成大、中、小，近、遠期相結合的污水處理廠布局規劃。這樣，既有利于污水回用，又減輕了城市排水管網系統的負擔，易于實現分期建設，符合我國當前國情。 　3.2　處理工藝流程的選擇 　　污水處理的方法較多，按照不同的分類標準可以分成不同的工藝流程。因此應該根據污水水質和回用水水質的要求，對水處理單元進行多種組合，通過技術經濟比較來選擇出經濟可行的污水處理流程。這就要求在確定工藝流程的時候增加對該廠附近地區污水再生水需求情況的調查，以便對處理工藝進行適當的延長和完善，即可滿足污水回用水質的要求。例如：當處理后的污水規劃作為農田灌溉用水時，選擇工藝流程時就可以不考慮或不注重其除磷脫氮效果，而側重于其對水中病菌、重金屬等的去除，因此工藝流程的選擇不應該采用諸如A2 /O法等，而可以采用傳統的活性污泥法等方法；而作為工業循環冷卻水回用時，就需注意去除表面活性劑等容易起泡的物質，盡量減少引起循環水設備堵塞、腐蝕和結垢現象的物質。污水二級處理是污水再生的基礎，但是一般都還需要進行不同程度的深度處理，才能達到再生水用戶的水質要求。例如：二級水經簡單的澄清過濾，可以達到工業冷卻水的水質要求；如果作為地下水回灌用水，由于其水質要求較高，需達到飲用水水質標準，因此很有可能需要采用反滲透、鈉濾膜等膜分離技術才能滿足處理要求。 　3.3　技術經濟分析 　　在進行經濟分析、方案比選時，在滿足出水水質各項指標前提下，除要考慮費用與技術等因素外，還應考慮該方案是否有利于實現污水資源化--既是在原有技術經濟分析因子的基礎上，增加促進污水資源化和環境質量的改善這兩個重要的比較因子。雖然目前我國投入到污水廠建設的資金較為有限，要在全國范圍內普遍地實現污水資源化還需要一個認識過程，但是必須注意到這將是解決我國水問題的有效途徑。應該從現在開始在有條件的城市和地區率先實現污水處理和再生利用，要努力探求適合我國國情的污水回用途徑和相應的處理方法。在各地污水處理廠建設方案的比較中，應從長遠觀點考慮該方案實施之后，對于解決當地水污染、緩解水資源短缺是否具有最大貢獻，全面統籌考慮方案的短期、長期的費用效益比，以便選擇一個真正有利于當地水環境好轉的優化設計方案。 4　結語 　　隨著全球城市化的發展，排水系統在社會可持續發展中起著越來越重要的作用，污水處理是城市水環境改善的一個極其重要的方面。但是，污水達標排放，并不是排水系統的最終目標，而是更艱巨的治理工作的開端。在新的形式下，排水系統被賦予了新的使命。排水系統是水循環中水質與水量的連接點，再生水利用是良好水循環中質與量的橋梁。污水的資源化、污水的再生和利用既提高了水的利用率，又有效地保護了水環境，有利于實現城市水系統的健康、良性循環，從長遠來看，這將是有效地解決我國水資源短缺和水環境惡化問題的優化途徑。

412003004

考慮中，呵呵，值得參考�。。。。。。。�！

huangchuwei

看了之后 讓我有了新想法 對排水有了新看法

jinzhui

確實是不錯的思路，以后做規劃時我得多考慮問題了：）

breeze06

長長見識了

wf2056

現學現用，謝了啊

zxf068

不斷學習，進步提高，拓展思路

smzhangming

不斷學習，進步提高，拓展思路

jiangyin

張院士牛人啊，膜拜下

tianbianchunfen

寫的不錯啊，受益匪淺

xiaobaiyun2002

頂頂頂，實在是太感謝了！