城市污水工程規(guī)劃設(shè)計(jì)探討

林文周 李瑩瑩

(株洲市規(guī)劃設(shè)計(jì)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(xì)的排水專項(xiàng)規(guī)劃，對(duì)城市新區(qū)開發(fā)、舊城改造的排水管網(wǎng)及設(shè)施建設(shè)缺乏指導(dǎo)，造成城區(qū)排水系統(tǒng)不完善、管網(wǎng)建設(shè)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(dǎo)城市新區(qū)開發(fā)、舊城改造建設(shè)，株洲市排水工程專項(xiàng)規(guī)劃的編制迫在眉睫。

2010年6月，株洲市規(guī)劃設(shè)計(jì)院進(jìn)行《株洲市排水工程專項(xiàng)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(shè)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(yuǎn)期至2030年。

1 污水量預(yù)測(cè)

污水量預(yù)測(cè)是污水工程規(guī)劃的基礎(chǔ)，常用的預(yù)測(cè)方法是預(yù)測(cè)給水量，然后乘以一個(gè)污水排放系數(shù)，得出規(guī)劃污水量。規(guī)劃給水量的預(yù)測(cè)一般采用:分類單位用水量指標(biāo)預(yù)測(cè)法、人均綜合用水量指標(biāo)預(yù)測(cè)法、單位建設(shè)用地面積指標(biāo)預(yù)測(cè)法。

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

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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)中特大城市人均綜合用水指標(biāo)的要求。

表1 2005年～2009年實(shí)際人均用水量

根據(jù)人均綜合用水量指標(biāo)預(yù)測(cè)法預(yù)測(cè)，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(biāo)預(yù)測(cè)法及單位建設(shè)用地面積指標(biāo)預(yù)測(cè)法進(jìn)行復(fù)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(jì)，預(yù)測(cè)遠(yuǎn)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(yīng)符合供水水源防護(hù)要求;2)在城市夏季最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè);3)與城市規(guī)劃居住、公共設(shè)施保持一定的衛(wèi)生防護(hù)距離;4)靠近污水污泥的排放和利用地段;5)應(yīng)有方便的交通、運(yùn)輸和水電條件［1］。

根據(jù)各污水分區(qū)，預(yù)測(cè)污水量，結(jié)合上層規(guī)劃落實(shí)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(shè)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(shè)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(guó)家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。

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(guó)家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，尾水經(jīng)深度處理達(dá)到再生水回用標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)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(dá)到95%以上，城市污水回用率達(dá)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(duì)短的距離到較小的、維護(hù)費(fèi)用較低的加強(qiáng)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(fèi)用都不大。

污水集中處理的優(yōu)點(diǎn)較多，管理可靠、高效，基建投資和運(yùn)行費(fèi)用也少。缺點(diǎn)是集中處理的長(zhǎng)距離輸送，導(dǎo)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(jié)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(shè)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(zhì)凈化中心建成前，污水主干管未敷設(shè)至該區(qū)域，近期在龍母河兩側(cè)新建兩座1 000 m3/d的膜生物反應(yīng)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(zhì)凈化中心投入使用，污水主管敷設(shè)到位后則切換至白石港水質(zhì)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(yuǎn)，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(yù)測(cè)的污水量，結(jié)合現(xiàn)狀污水處理廠的污泥產(chǎn)率，預(yù)計(jì)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(yùn)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(shì)走向和污水管道重力流的特點(diǎn)，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(yīng)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(shè)密切配合，互相協(xié)調(diào)。

污水干管應(yīng)按先主干管、后次干管的順序?qū)嵤?/p>

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(hù)管理。

排水管道盡量設(shè)在人行道或綠化帶下，避免設(shè)在快車道上。

污水管徑按遠(yuǎn)期規(guī)劃污水量一次規(guī)劃設(shè)計(jì)。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(wù)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(shè)或少設(shè)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(shè)置污水倒虹管，減少工程投資和運(yùn)行費(fèi)，減少管理維護(hù)難度。

規(guī)劃共設(shè)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(shè)置。

污水干管因穿越較深且斷面較寬的港渠，導(dǎo)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(jìn)污水處理廠。

6 結(jié)語(yǔ)

污水處理工程是株洲市創(chuàng)建國(guó)家環(huán)保模范城市中重要的城市基礎(chǔ)設(shè)施，牽涉面廣，影響大。本次污水工程專項(xiàng)規(guī)劃的成果已經(jīng)開始應(yīng)用和指導(dǎo)城市污水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理，使株洲市污水管網(wǎng)建設(shè)逐步有序地完善。加大了污染減排力度，強(qiáng)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(guó)勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)公用設(shè)備工程師給水排水專業(yè)考試教材(第二冊(cè)排水工程)［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011:481.

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