浅谈城市污水处理工程的设计与实施

排水体制是污水处理厂设计所面临的首要问题，它不仅涉及工程投资、环境保护、工程实施的难易程度，还直接影响污水处理厂的工艺选择。合理选择排水体质，是进行排水系统规划、污水管网设计中一个十分复杂而重要的任务，它涉及到城市的规划、环境规划、地形条件、气候条件、水体分布等多项因素。应根据城镇和工业企业规划、当地降雨情况和排放标准、排水设施、污水处理和利用情况、地形和水体等条件综合确定。选择合适的排水体制将有利于减少污水处理系统的投资，提高减污效率和环境效益。

我国的中小城市在长期发展过程中，由于受投资因素的限制及发展模式的影响，现状建成区多为雨污合流制。合流制区域面积至少占建成区面积的80%以上，而且八十年代以前的建成区，建筑密集，各种地下管线拥挤，要改造为分流制，需增设一套污水管网系统，难度非常大。结合近年来国内城市污水处理厂及排水系统的建设情况，我国各城镇排水体制宜按如下原则进行：对于新城区、新开发区、采用完全分流制的排水系统;对于改造难度很大的大中城市的旧城区合流制排水系统，可维持合流制排水系统，合理确定截留倍数;在有多个污水处理分区的城镇，每个分区内部的排水体制宜统一;对规划为分流制，目前实施不完全分流或有混接情况的排水分区，可按近期分流集污和合流截污并存，远期逐步改造成完全分流排水体制;对现状为合流制排水系统的小城镇，现状区域维持合流制排水系统，合理确定截留倍数，新建区采用分流制排水系统，在规模达到一定程度时尽可能分建污水处理系统。

1.2 污水收集系统优先考虑的问题

⑴编制城镇污水专项规划;

⑵重视管网配套建设;

⑶优先完善集污主干管的建设：

⑷污染物总量控制指标;

⑸截留雨水的处理;

⑹建立多元化畅通的资金渠道;

⑺采用合适新管材和施工方案。

二、合理确定建设规模

对一个城市来说，需根据城市总体规划和排水规划，分期分批地建设污水管网和污水处理厂，要根据水环境保护的目标，分期实施，逐步到位。城市排水工程建设是一项系统工程，涉及城区管渠改造，污水的收集、输送(包括泵站)，污水处理和排放利用，以及污泥处置等问题;在河网城市，还需考虑上游、下游和水体自净问题。合理地确定设计的污水水量和污水水质，直接涉及工程的投资、运行费用和费用效益。不少城市由于市区污水管道未形成系统，缺乏长期积累的污水水质水量资料，一般采取按规划面积、人口和工业发展的预测来推导污水量，并提出生活污水量、工业废水量和公建、商业污水量各占的比例，其不确定因素较多，因此提出的设计污水量往往偏大。实际上，按规划计算的污水量与可能有污水量、实际可能收集到的污水量和根据需要与可能进行处理的污水量是不同的，设计的污水量在很大程度上取决于污水管网普及率和实际可能收集到的近、远期污水量，并分期建设污水处理厂。对设计的污水水质，应该对现有实测的水质资料进行分析(包括工业废水正在限期达标排放的水质水量变化和管渠内地下水的渗入量)，对雨污合流和老城区排水系统需科学地确定污水管道的截流倍数(干管和支管可采用不同的截流倍数)。现在设计的需处理污水水质偏高的问题是普遍存在的，设计的污水水量和污水水质要通盘考虑，留余地过大，既增加投资亦会使设备闲置或低效运行。

不同规模和处理要求的污水处理工程，其工程重点有所不同，处理工艺亦有所不同，故城市污水处理工程建设规模应综合城市发展规模、城市性质、城市总体规划、城市排水规划等因素，在研究污水量排放现状的基础上，通过对近年排水资料的分析论证，并结合技术进步，合理确定近期实施规模，预测和预留远期规模。

三、合理选择污水处理工艺

按工艺原理来分，污水处理工艺可分为三大类：物理处理方法、化学处理方法、和生物处理方法。污水处理级别分为：一级处理、二级处理和深度处理。处理级别应根据污水水质、水体对排入水德水质要求等因素，通过技术经济比较后确认。根据不同要求的处理级别，选择合适的处理工艺。

目前世界上的污水处理工艺多种多样，每一种工艺及其实施方式各有特色，按照实用性、适用性、经济性、可靠性的原则。因地制宜地选择适合当地自然条件、技术水平和经济条件的工艺，对污水处理工程的设计、建设和运行都有重要意义。

国内有些环保公司提出对污水处理厂投资采用多方集资和融资方案(如环保公司和业主出资50%，其余50%资金由银行贷款)，然后通过收取的排污费逐年偿还，这种方法是有积极意义的。但有两个问题需要明确：一个是出资的环保公司采用的工艺和设计参数需要通过评议，选用的设备需通过招标，正如国外贷款(包括政府贷款)其工艺和设备需评议和招标一样;另一个是要明确污水处理厂的股权和产权问题，需制订相应的政策和协议。有的环保公司在报上一再宣传采用曝气生物滤池和气浮池替代沉淀池技术处理城市污水，投资可减至400元/m ，占地可减少4/5，运转费用可减少一半，操作人员可减少9/10，这完全是误导。住建部要求城市污水厂绿化占全厂l/3面积，再加上道路及辅助设施、办公生活设施，总面积约占全厂的l/2。减少曝气池和沉淀池面积绝不可能使总的面积减少一半。从技术上看，用气浮池代替沉淀池，对代替初沉池来说是行不通的，对于代替二沉池需作具体比较(包括土建、设备、电耗、管理等方面)。另外，还应对大规模气浮装置的技术可行性作出评估。

四、厂址选择

污水处理厂位置的选择，应符合城市总体规划和排水工程总体规划的要求，并根据下列因素综合确定：厂址必须位于集中给水水源下游，并应设在城市工业区、居住区的下游;为保证卫生要求，厂址应与城市工业区、居住区保持约300m 以上距离;厂址宜设在城市夏季最小频率风向的上风侧，及主导风向的下风侧结合污水管道系统布置及纳污水域位置;沿途尽量不设或少设提升泵站;有良好的交通、运输和水电条件;有良好的工程地质条件;厂区地形不受水淹，有良好的防洪、排涝条件尽量少拆迁、少占农田，同时因厂区规划有扩建的可能，应预留远期发展用地。

在拟建新的污水处理厂时，一般需由建设单位提出2到3个污水处理厂备选地址，由设计部门从中比较选择。这就要求设计人员不要盲目迁就建设单位的意见，应亲自考察当地实际情况，在全面分析的基础上提出合适的厂址。

五、污泥的处理

污水处理厂在水处理过程中会截流与排出一定量的栅渣、沉砂和污泥。对城市污水厂而言，其数量大约为进水量的O.5%一1.5%。目前部分设计单位在污水处理厂设计中对污泥处置重视程度不够，大部分中小型污水厂产生的污泥，经浓缩、机械脱水后直接外运，这些污泥实际上均未达到稳定要求，是否会带来环境的二次污染是值得注意的。因此设计部门应加强对污泥处置的设计与研究，目前常用的污泥稳定方法有污泥中温消化、污泥好氧消化，污泥投加石灰污泥焚烧等方法污泥综合利用的试验研究已有各种报道，例如利用污泥制砖、制陶瓷等用作建筑材料，甚至从污泥中提炼维生素Bl2等等，但大部分是实验室试验，与实际应用还有相当距离。城市污泥的最终出路，还是用作绿化或农田肥料，改良土壤，这似乎是较现实的综合利用方案，但目前尚缺少组织推广应用的机构，在政策上也缺少支持。事实上城市污水厂污泥作为“绿色植物” 的天然有机肥料是具有广阔前途的。一个城市若有多座污水处理厂，可把各处理厂污泥集中起来，建一座具有相当规模的污泥处理厂，包括处理下水道清通过程中产生的污泥、化粪池污泥等等。当污泥处理厂达到一定规模后，可减少单位投资，降低日常费用，也便于污泥综合利用。

六、要注重借鉴外国的先进经验

我们现在的发展走的是西方发达国家走过的先发展后治理的老路，西方现在在污水处理厂的建设方面积累了不少经验和教训;现在已经有外国的设计公司进军中国污水处理市场了，我们在面对竞争的同时也要抓住这个很好的学习和借鉴机会。

七、结语

城市污水处理工程设计中有关厂址的选择、处理工艺选择、污泥处理与处置等问题值得研究、探讨，但归结到一点，就是使工程设计能更切合目前我国的具体现状。为了克服不可预见的因素，城市污水厂建设似可先建一级处理部分，待污水系统完善后，积累了若干年进厂水质水量资料后，再建二级处理部分，以更好发挥投资效益。