城市污水工程規(guī)劃設計探討

林文周 李瑩瑩

(株洲市規(guī)劃設計院，湖南株洲 412007)

近20年來，株洲市城區(qū)沒有制訂全市區(qū)域比較完整、詳細的排水專項規(guī)劃，對城市新區(qū)開發(fā)、舊城改造的排水管網(wǎng)及設施建設缺乏指導，造成城區(qū)排水系統(tǒng)不完善、管網(wǎng)建設滯后，為了解決城市飛速發(fā)展帶來的排水問題，更好的指導城市新區(qū)開發(fā)、舊城改造建設，株洲市排水工程專項規(guī)劃的編制迫在眉睫。

2010年6月，株洲市規(guī)劃設計院進行《株洲市排水工程專項規(guī)劃》的編制工作，規(guī)劃范圍為株洲市市區(qū)管轄范圍，總面積535 km2，包含天元區(qū)、蘆淞區(qū)、石峰區(qū)、荷塘區(qū)和云龍示范區(qū)。規(guī)劃期末，城市建設區(qū)面積約320 km2，規(guī)劃城市人口約320萬人。規(guī)劃期限2010年～2030年，近期至2015年，中期至2020年，遠期至2030年。

1 污水量預測

污水量預測是污水工程規(guī)劃的基礎，常用的預測方法是預測給水量，然后乘以一個污水排放系數(shù)，得出規(guī)劃污水量。規(guī)劃給水量的預測一般采用:分類單位用水量指標預測法、人均綜合用水量指標預測法、單位建設用地面積指標預測法。

株洲市現(xiàn)狀工業(yè)用水量約占整個供水量的60%左右，2005年～2009年實際供水量、人均綜合用水量見表1。株洲市實際人均綜合用水量呈逐年減小的趨勢。

考慮未來城市居民生活水平的提高，規(guī)劃期末(2030年)人均綜合用水量為500 L/(人·d)。滿足湖南省地方標準DB 43/T 388-2008用水定額中特大城市和水利部SL 367-2006城市綜合用水量標準中特大城市人均綜合用水指標的要求。

表1 2005年～2009年實際人均用水量

根據(jù)人均綜合用水量指標預測法預測，2030年株洲市最高日用水量約為160萬m3/d(320萬人×500 L/(人·d))，日變化系數(shù)取1.2，平均日用水量約為133.3萬m3/d。規(guī)劃采用分類單位用水量指標預測法及單位建設用地面積指標預測法進行復核取較大者作為規(guī)劃的最高日用水量。綜合污水排放系數(shù)取90%，地下水滲入量按平均日污水量的5%～10%計，預測遠期總污水量約為130萬m3/d。

2 污水處理廠規(guī)劃

污水處理廠位置的選擇宜符合下列要求:1)在城市水系的下游并應符合供水水源防護要求;2)在城市夏季最小頻率風向的上風側;3)與城市規(guī)劃居住、公共設施保持一定的衛(wèi)生防護距離;4)靠近污水污泥的排放和利用地段;5)應有方便的交通、運輸和水電條件［1］。

根據(jù)各污水分區(qū)，預測污水量，結合上層規(guī)劃落實的污水處理廠布局，最終確定2030年株洲中心城區(qū)內(nèi)共設置9座污水處理廠，污水處理總規(guī)模137萬m3/d。各污水處理廠名稱規(guī)模詳見表2。各污水處理廠位置分布詳見圖1。

現(xiàn)狀及正在建設的生活污水處理廠的處理工藝主要是A2/O工藝，A2/O+MBR膜處理工藝，A2/O+高效沉淀池+濾布濾池工藝，氧化溝+曝氣生物濾池工藝等;工業(yè)廢水采用水解酸化+A/O+MBR工藝。現(xiàn)狀污水處理廠執(zhí)行國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級B標準。

表2 株洲市污水處理廠一覽表

圖1 株洲市污水處理廠規(guī)劃圖

規(guī)劃期末污水處理廠執(zhí)行國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級A標準，尾水經(jīng)深度處理達到再生水回用標準后進行回用。再生水主要用于環(huán)境景觀用水、工業(yè)用水、城市雜用水。規(guī)劃期末，城市污水集中處理率達到95%以上，城市污水回用率達到20%以上。

3 污水分散處理

分散處理利用的是自然系統(tǒng)，或者采用小型的低成本的集水管道來輸送相對短的距離到較小的、維護費用較低的加強式處理單元(經(jīng)常是土壤處置或出水回用)，所以分散式廢水處理系統(tǒng)的投資和維修費用都不大。

污水集中處理的優(yōu)點較多，管理可靠、高效，基建投資和運行費用也少。缺點是集中處理的長距離輸送，導致污水大量的滲漏問題。

株洲市污水處理采用集中處理與分散處理相結合。城市中心地帶，污水量大，采用集中處理;郊區(qū)城市污水管網(wǎng)較難敷設到位置，污水量較少的采用分散處理。

職教城地區(qū)近期污水總量較小(約2 000 m3/d)，白石港水質凈化中心建成前，污水主干管未敷設至該區(qū)域，近期在龍母河兩側新建兩座1 000 m3/d的膜生物反應器(MBR)處理生活污水，保證近期污水不污染龍母河，待白石港水質凈化中心投入使用，污水主管敷設到位后則切換至白石港水質凈化中心。

云龍示范區(qū)云田村、龍頭鋪等郊區(qū)，距離污水處理廠較遠，目前采用小型人工濕地處理污水，既美化了周邊環(huán)境，又處理了污水。

4 污泥的處理及處置

根據(jù)預測的污水量，結合現(xiàn)狀污水處理廠的污泥產(chǎn)率，預計規(guī)劃期末株洲市將產(chǎn)生干污泥406 m3/d(含水率50%)。

規(guī)劃各污水處理廠污泥，一般采用離心脫水+生物發(fā)酵工藝處理，污泥在廠內(nèi)處理至50%以下含水率的干污泥后，再運往垃圾焚燒發(fā)電廠焚燒或景觀綠化堆肥等處置。

5 污水管網(wǎng)及泵站規(guī)劃

根據(jù)地勢走向和污水管道重力流的特點，將株洲市規(guī)劃區(qū)劃分為九大污水匯流區(qū)域。

污水管道系統(tǒng)應符合城市總體規(guī)劃以及區(qū)域規(guī)劃的要求，并與城市用地開發(fā)、道路修建等其他工程建設密切配合，互相協(xié)調(diào)。

污水干管應按先主干管、后次干管的順序實施。

管線走向既要保證各污染源能夠就近便捷的接入，又能方便施工，且建成后便于維護管理。

排水管道盡量設在人行道或綠化帶下，避免設在快車道上。

污水管徑按遠期規(guī)劃污水量一次規(guī)劃設計。市政道路上污水管道最小管徑不宜小于400 mm。

規(guī)劃確定合理的管道埋深。污水管起端覆土以使所服務街坊污水管能順利接入，并滿足與其他管線豎向交叉的需要。

盡量采用重力流輸送污水，不設或少設中途提升泵站，減少污水管與河道、大斷面雨水管渠的交叉穿越，盡量避免設置污水倒虹管，減少工程投資和運行費，減少管理維護難度。

規(guī)劃共設污水提升泵站17座。局部短距離埋深較深段，采用頂管施工處理，以減少泵房的設置。

污水干管因穿越較深且斷面較寬的港渠，導致管道埋深較深的，則通過污水提升泵站提升過港渠，至最高位置后，通過自流進污水處理廠。

6 結語

污水處理工程是株洲市創(chuàng)建國家環(huán)保模范城市中重要的城市基礎設施，牽涉面廣，影響大。本次污水工程專項規(guī)劃的成果已經(jīng)開始應用和指導城市污水系統(tǒng)的設計、建設和管理，使株洲市污水管網(wǎng)建設逐步有序地完善。加大了污染減排力度，強化了環(huán)境監(jiān)管，使得全市的水環(huán)境得到了持續(xù)的改善。

［1］全國勘察設計注冊公用設備工程師給水排水專業(yè)考試教材(第二冊排水工程)［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2011:481.

［2］王迎春.關于污水處理廠的建設建議［J］.山西建筑，2013，39(28):111-112.