談小區(qū)污水處理系統(tǒng)的效益

齊朝霞 李大平

(1.太原市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030002； 2.山西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030002)

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談小區(qū)污水處理系統(tǒng)的效益

齊朝霞1李大平2

(1.太原市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030002； 2.山西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030002)

介紹了小區(qū)污水處理系統(tǒng)的概念，從二級生物處理系統(tǒng)與人工濕地處理系統(tǒng)兩方面，探討了山西大學(xué)新區(qū)污水處理規(guī)劃方案，并分析了該處理方案的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及潛在效益，最后提出了在城市邊遠(yuǎn)地區(qū)推廣小區(qū)污水處理系統(tǒng)的建議。

污水處理系統(tǒng)，人工濕地系統(tǒng)，生活污水，經(jīng)濟(jì)效益

0 引言

近年來，尤其是中環(huán)路通車后，太原市城市框架被迅速拉大，城市建設(shè)的重心逐步向外擴(kuò)展至東西山等城市邊遠(yuǎn)地區(qū)。由于市政管道等設(shè)施一般依附于城市道路的建設(shè)，往往滯后于地塊的開發(fā)，導(dǎo)致污水沒有出路。近年來小型的污水處理設(shè)施發(fā)展迅速，技術(shù)趨于成熟，主要被工礦企業(yè)采用，運(yùn)行穩(wěn)定且效益良好。而人工濕地污水處理系統(tǒng)優(yōu)越性顯著，投資建設(shè)成本小、運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行技術(shù)低、能夠結(jié)合景觀進(jìn)行建設(shè)，具有景觀美的效果。然而，其作為一門低齡學(xué)科，在我國運(yùn)用有限。但從一些設(shè)計(jì)在運(yùn)行的案例來看，其優(yōu)越性體現(xiàn)充分，并且隨著我國環(huán)境問題的日益突出，人工濕地亦越來越為更多的人接納。本文以山西大學(xué)新區(qū)為例，研究城市邊遠(yuǎn)地區(qū)的污水排放問題。引申敘述小區(qū)污水處理系統(tǒng)的效益。

1 山西大學(xué)新區(qū)污水處理規(guī)劃

山西大學(xué)新區(qū)于2012年完成選址，選在了位于東山國境高速以東，學(xué)府街東延段以南。南中環(huán)東延以北，共占地133 hm2，容積率1.2，綠地率35%。規(guī)劃園區(qū)師生人數(shù)共計(jì)25 000人。按照太原市排水專項(xiàng)的規(guī)劃，本區(qū)域污水通過規(guī)劃的中心街污水管道，流行10 km，進(jìn)入城南污水處理廠。雖然目前城南廠已經(jīng)建成，但中心街管道尚未開工。為解決山西大學(xué)的污水排放問題，規(guī)劃采用小區(qū)污水處理系統(tǒng)的形式對污水進(jìn)行處理。

高校人均生活用水量指標(biāo)取值120 L/(人·d)，排水量指標(biāo)取100 L/(人·d)，則規(guī)劃區(qū)每日排水總量為2 500 t。山西大學(xué)所在的地理位置地形呈現(xiàn)東高西低，北高南低的走向。為降低投資，減少運(yùn)行費(fèi)用，采用兩級生物處理，分別為二級生物處理+濕地處理，其中二級生物處理系統(tǒng)位于山西大學(xué)新區(qū)的西南角。

1.1 二級生物處理系統(tǒng)

近年來，國家在排污方面的控制催生了大量的小型污水處理設(shè)施，技術(shù)成熟。有地上式、地下式、半地下式。這一類的小型污水處理設(shè)施，主要優(yōu)點(diǎn)就是占地小，施工方便，自動(dòng)化程度高，運(yùn)行穩(wěn)定。其中地埋式可以結(jié)合景觀、停車場等設(shè)置。為山西大學(xué)規(guī)劃的二級生物處理站選擇生物接觸氧化工藝。總占地約850 m2，半地下式，其中調(diào)節(jié)池、格柵、初沉池、生物池、二沉池等設(shè)施采用地埋式一體化設(shè)備，管理用房、檢修間、風(fēng)機(jī)房等采用地面式。二級生物處理工藝流程見圖1。

生活污水在經(jīng)過該套設(shè)備處理后，能夠達(dá)到二級排放標(biāo)準(zhǔn)。目前太原市執(zhí)行的是一級A標(biāo)準(zhǔn)。表1中主要指標(biāo)還需進(jìn)一步降低。

1.2 人工濕地處理系統(tǒng)

表1 二級標(biāo)準(zhǔn)與一級A標(biāo)準(zhǔn)主要控制指標(biāo)比較

所謂人工濕地系統(tǒng)：是指人工配置基質(zhì)、植入植物，并與微生物共同構(gòu)成的具有污水處理功能的生態(tài)系統(tǒng)。

優(yōu)點(diǎn)：投資運(yùn)行費(fèi)用低、增加綠地面積，改善美化生態(tài)環(huán)境、應(yīng)對負(fù)荷變化能力強(qiáng)。

為使污水處理達(dá)到一級A出水，在二級生物處理系統(tǒng)之后又規(guī)劃了一處人工濕地處理系統(tǒng)，用作深度處理。

在太原地區(qū)建設(shè)濕地系統(tǒng)的主要影響因素是溫度。根據(jù)北京新風(fēng)河人工濕地，內(nèi)蒙赤峰市寧城污水處理廠等北方地區(qū)采用濕地系統(tǒng)的先例來看，在太原市建設(shè)濕地系統(tǒng)是可行的。

人工濕地系統(tǒng)的植物類型分為三種，為應(yīng)對太原市冬季的嚴(yán)寒，處理工藝選擇沉水植物，為了造景，選擇三種植物搭配種植。濕地處理系統(tǒng)占地約3 000 m2，平面布置可以根據(jù)景觀的要求設(shè)置。

山西大學(xué)的生活污水，在經(jīng)過了上面兩級處理后，出水達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行良好的情況下水質(zhì)穩(wěn)定。污泥轉(zhuǎn)運(yùn)由城市糞便處理廠處理。

2 小區(qū)污水處理系統(tǒng)

一般我們常遇到的是由居住區(qū)、療養(yǎng)院、商業(yè)中心、機(jī)關(guān)學(xué)校等一種及幾種功能構(gòu)成的相對獨(dú)立的區(qū)域，其排水系統(tǒng)不在或遠(yuǎn)離市政管網(wǎng)，為了解決其污水出處的問題而設(shè)置的獨(dú)立的污水處理設(shè)施，我們統(tǒng)稱為小區(qū)污水處理系統(tǒng)。

小區(qū)污水處理系統(tǒng)的規(guī)模，各國無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。蘇聯(lián)限定其不能超過1 400 t/d，美國限定在3 785 t/d，我國一般規(guī)定不超過4 000 t/d。

3 小區(qū)污水處理系統(tǒng)的傳統(tǒng)錯(cuò)誤認(rèn)識

小區(qū)污水處理系統(tǒng)的概念并不陌生，但是對其認(rèn)識卻是有誤區(qū)的。

1)小區(qū)污水處理系統(tǒng)噸水投資大于集中處理。以新建設(shè)的城南污水處理廠為例，僅污水處理廠的建設(shè)投資大約在2 800元/t水，集中處理的市政管網(wǎng)投資甚至達(dá)到水廠投資的2倍。而規(guī)劃的山西大學(xué)兩級生物處理系統(tǒng)投資大約在2 300元/t水，無市政管網(wǎng)投資，并且未計(jì)算節(jié)省的綠化建設(shè)成本。

2)小區(qū)污水處理系統(tǒng)噸水處理成本大于集中處理。河西北中部污水處理廠的噸水處理成本約1.0元，山西大學(xué)兩級生物處理系統(tǒng)的噸水處理成本約0.8元/t水。因?yàn)樾^(qū)污水處理難度低，且濕地處理節(jié)省藥劑費(fèi)。即使深度處理選用投藥，運(yùn)行費(fèi)用也不高于集中處理。

3)小區(qū)污水處理系統(tǒng)的噸水占地面積大于集中處理。城南污水處理廠的噸水用地面積大約在0.8 m2，而山西大學(xué)規(guī)劃的兩級生物處理系統(tǒng)，噸水用地面積僅約0.4 m2。

4 山西大學(xué)采用小區(qū)污水處理系統(tǒng)的效益

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

深度處理水就近回用山西大學(xué):1)回用沖廁，用水均勻，按每生40 L/d沖廁水計(jì)，日需水約1 000 t，按在校期9個(gè)月計(jì)，年需水量約27萬t；2)回用道路澆灑，用水變化系數(shù)大，按35%的綠化率計(jì)，最高日需水約1 000 t，年需水量約10萬t；山西大學(xué)年均回用水量約37萬t。直接節(jié)省水費(fèi)約140萬元。扣除運(yùn)行費(fèi)用54萬元，總節(jié)省86萬元。

4.2 社會(huì)效益

1)為城市節(jié)省了中水管道和泵站的建設(shè)及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。2)污水成分單一，工藝針對性強(qiáng)，容易達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。如山西大學(xué)一級A出水直接達(dá)到洗車標(biāo)準(zhǔn)，而不需高價(jià)處理鐵錳。3)規(guī)模小，便于快速實(shí)施啟動(dòng)及達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行的要求。4)結(jié)合太原的實(shí)際地形，處理后的水直接排放水體，即可實(shí)現(xiàn)清水復(fù)流的景象，免除了河道補(bǔ)水的巨大動(dòng)力成本。

4.3 潛在效益

太原市的雨季集中在6月份～9月份，這三個(gè)月的降水量達(dá)到全年的70%以上。根據(jù)太原市暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算，按2年一遇，產(chǎn)生的徑流量約10 000 m3。利用濕地處理系統(tǒng)的耐負(fù)荷變化等優(yōu)點(diǎn)，在7，8月份兩個(gè)月空載期，建設(shè)雨水調(diào)蓄裝置,根據(jù)濕地處理系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷將雨水調(diào)蓄裝置分格，處理完的雨水再回流至調(diào)蓄裝置儲(chǔ)存?zhèn)溆谩Ｌ幚砗蟮挠晁苫赜玫綄W(xué)校的道路綠化澆灑。直接節(jié)省水費(fèi)12萬元。同時(shí)減少了初期雨水對環(huán)境的污染，取得良好的社會(huì)效益。濕地處理系統(tǒng)用于初期雨水處理示意圖見圖2。

5 小區(qū)污水處理系統(tǒng)的建設(shè)阻力

1)初期建設(shè)投資大，并且業(yè)主單位現(xiàn)在基本處于被動(dòng)建設(shè)，建設(shè)積極性不高。2)生物處理設(shè)施的一大弊病就是運(yùn)行有難度，需要專業(yè)的技術(shù)人才，規(guī)模不大的業(yè)主單位很難做到這一點(diǎn)。從而導(dǎo)致運(yùn)行不穩(wěn)定。3)對于納入城市污水處理廠的建設(shè)單位，由于排污費(fèi)已與自來水水費(fèi)倒掛，有不排白不排的心理。

6 城市排水專項(xiàng)對小區(qū)污水處理系統(tǒng)的規(guī)劃

2013年編制完成的《太原市排水專項(xiàng)規(guī)劃》(2013—2020)中未對小區(qū)污水處理加以規(guī)范和說明，但在污水處理廠的布置原則上有以下規(guī)定：1)處理廠規(guī)模要考慮大、中、小結(jié)合。2)污水處理廠廠址的選擇要考慮上、中、下游結(jié)合。3)污水處理廠布局上要考慮集中與分散相結(jié)合。4)應(yīng)充分考慮污水回用的需求。

所以，設(shè)置小區(qū)污水處理系統(tǒng)并不與排水專項(xiàng)矛盾，但如何才能使其更好的發(fā)揮效益，排水規(guī)劃并未做更多的工作。

7 如何在城市邊遠(yuǎn)地區(qū)推廣小區(qū)污水處理系統(tǒng)

以東西山建設(shè)為契機(jī)，政府出臺有利政策來推動(dòng)其建設(shè)。1)加大節(jié)水的宣傳力度，讓人們對中水有一個(gè)正確的認(rèn)識，接受中水入戶。2)鼓勵(lì)建設(shè)小區(qū)污水處理系統(tǒng)，對于建設(shè)并運(yùn)行可靠的單位，按年返還排污費(fèi)。3)業(yè)主建設(shè)，政府運(yùn)營，確保其正常運(yùn)轉(zhuǎn)，出水部分回用業(yè)主單位，部分出售。4)政府出資購買業(yè)主單位處理后的達(dá)標(biāo)水，用于周邊市政道路和綠化澆灑，河道補(bǔ)水等，低碳節(jié)能。

[1] 太原市城市排水專項(xiàng)規(guī)劃(2013—2020)[Z].

[2] 楊 群，章北平，楊高華，等.生化—物化—生態(tài)組合工藝用于離散型住宅小區(qū)污水處理與中水回用[J].城市環(huán)境與城市生態(tài)，2007，20(3)：4-6．

[3] 梁建軍，翟 俊，何 強(qiáng)，等.復(fù)合潛流人工濕地強(qiáng)化處理低溫地區(qū)生活污水[J].中國給水排水，2010(10)：54-58．

[4] 崔玉波，郭智倩，姜廷亮.低溫下人工濕地去除營養(yǎng)物的機(jī)理與效能[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，40(1):121-125.

[5] DG/TJ 08—2100—2012，人工濕地污水處理技術(shù)規(guī)程[S].

[6] HJ 2005—2010，人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范[S].

[7] GB/T 18919—2002，城市污水再生利用類別[S].

[8] GB/T 18921—2002，景觀用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[9] GB 18920—2002，城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) [S].

[10] GB 50400—2006，建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范[S].

Discussion on the benefits of community sewage treatment system

Qi Zhaoxia1Li Daping2

(1.Taiyuan Academy of City Planning & Design, Taiyuan 030002, China;2.ShanxiAcademyofUrban-RuralPlanning&Design,Taiyuan030002,China)

The paper introduces the concept of the community sewage treatment system, explores sewage treatment planning scheme of new Shanxi University campus from two aspects of secondary biological treatment system and artificial wet-land treatment system, analyzes its economic, social and potential benefits, and finally puts forward suggestions of promoting community sewage treatment system in urban remote areas.

sewage treatment system, artificial wet-land system, domestic wastewater, economic benefits

1009-6825(2016)30-0134-02

2016-08-19

齊朝霞(1983- )，女，碩士，工程師； 李大平(1983- )，男，碩士，工程師

X703

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