城鎮給排水環境改善問題的探討

李為之,邱 盼

(四川大學建筑與環境學院,四川成都 610207)

城鎮給排水環境改善問題的探討

李為之,邱 盼

(四川大學建筑與環境學院,四川成都 610207)

分析得出我國水資源短缺,水環境需要綜合整治的現狀和水資源開發利用面臨的諸多問題。提出兩種發展趨勢,即將現有的雨污合流排水體制改變為雨污分流排水體制,并建立雨水處理廠作為雨污分流的后續工作;在給水處理上應用生物處理法、臭氧處理法和活性炭吸附法這些深度處理工藝提高生活飲用水水質。

給排水; 水環境; 雨污分流; 深度處理; 水質

1 我國水環境現狀

我國是一個水資源嚴重短缺的國家,人均水資源占有量僅為世界人均占有量的 1/4。并且時空變化極大,分布極不均勻。東南省市水資源豐富,而西北省市水資源短缺。全國大部分地區受季風影響,年內降水分配不均勻,年際變化大,枯水年和豐水年連續發生。這些特點,影響了我國水資源的可持續利用,也加大了在整體空間上調度的困難。引欒入津、南水北調等大規模的跨流域調水,修建三峽大壩等蓄水設施,這些工程在解決了部分缺水問題的同時,無疑投入了太多的人力、物力和財力。我國正面臨著亟待改善的嚴重短缺的水資源現狀。

2 水資源開發利用面臨的問題

我國年用水總量居世界前列,是一個用水大國。與發達國家相比,我國的農業用水占有過大的比例,而工業用水和生活用水所占的比例卻較小。這種比例分配嚴重制約了我國經濟的發展。除此之外,我國的地表水和地下水的過度開采和嚴重污染,破壞了水資源的可持續利用和生態平衡。尤其是豐富的地下水資源,由于缺乏科學的統籌規劃而泛濫開采,造成了地面沉降和區域地表水和地下水水位持續下降卻得不到補給的嚴重問題。隨著我國工業的飛速發展,工業廢水量急速增加,沒有進行處理或者處理不達標就直接排入水體的工業廢水量也急速增加。這些工業廢水,尤其是不經處理就進行排放的工業廢水嚴重污染了原本就非常短缺的水資源。總的來講,我國水環境面臨的問題就是嚴重的污染和過度的浪費。

3 改變排水體制

改變城市現有排水體制是一種解決我國水環境供需矛盾現狀的有效方法。城市排水體制在建筑外部分為雨水污水分流排水體制和雨水污水合流排水體制兩種。

我國城市,尤其是老城區,多采用雨污合流的排水體制。這種排水體制是將生活污水、生活廢水、工業廢水和雨水用同一管渠系統收集的排放方法。這種方法,由于將雨污水集中處理后進行排放,可有效控制受納水體的污染。但是,合流后的干管管徑過大,造價很高,并且在雨量很大的情況下,對污水處理廠的處理能力是一種挑戰,而在沒有雨的季節,對污水處理廠的處理能力造成一種浪費。

針對傳統雨污合流排水體制的弊端而演生出的截流式合流制的排水體制現正被廣泛采用。這種排水體制是在合流干管上設置溢流井,合流干管匯入截流干管,截流干管下游設污水處理廠。在降雨初期,所有合流污水經合流干管,截流干管至污水處理廠處理后排放。當雨量增加,合流污水量超過截流干管的輸送能力時,部分混合污水經溢流井流出,直接排入受納水體。這種體制就避免了傳統合流排水體制造成污水處理廠處理能力浪費的情況。可是未加處理就直接排入受納水體的部分污水會造成水體的污染。由于城市污水和雨水,尤其是初期降雨,對水體的污染十分嚴重,這種污染會超過水體的自凈能力,造成生態的破壞,嚴重影響到水環境的可持續發展和良性循環。

所以,雨污分流排水體制就成為城市排水體統的必然趨勢。將雨水和污水分開排放,可有效減小污水干管管徑和污水處理廠規模,減小處理量的變化幅度,控制了排入受納水體的處理后污水水質。更為重要的是,通過雨水管道收集的雨水,由于其污染程度相對較輕,水質較好,可以得到更加有效的利用。現有的雨污分流體制是將雨水用單獨管渠收集后直接排入水體,然而,初期雨水徑流卻對水體的污染十分嚴重。如果在雨水干管后設小規模水處理廠,將收集到的雨水進行處理,在缺水地區可以作為淡水資源進行利用,在水量充沛的地區可以令其回歸自然,入滲地下水層,作為地下水源儲備起來。這樣,就可以有效利用現在被忽視的雨水資源。

顯然,雨污分流排水體制是保護生態環境,實現水資源的良性循環的最佳選擇。逐步將老城區的合流系統變為分流系統,在新建城區實行分流系統,在雨水干管下游設小型水處理廠是今后城市排水系統建設的必然趨勢。

4 加強給水深度處理

加強給水的深度處理提高給水水質是水環境綜合整治的另一發展趨勢。國家標準委和衛生部在 2006年聯合發布的《生活飲用水衛生標準》中,將指標項目由 1985年的 35項增加至 106項。這是人民生活水平提高后對飲水水質要求提高的必然結果。所以,混凝、沉淀、過濾的常規處理方式雖然取得了很好的處理效果,但是如果沒有改進,在新的《生活飲用水衛生標準》的要求下也很難合格。所以,改變原有工藝,增加水的深度處理就顯得尤為重要。

生物處理法,這種廣泛應用于污水處理中的方法,增加到給水的預處理中,可以取得明顯的效果。利用微生物的增殖使水中的有機物不斷分解氧化,從而降低水中有機物、氨氮、鐵、錳等物質的含量。并且有利于混凝過程的進行,降低混凝劑投加量,節省成本,縮短周期。目前生物預處理的方法主要有生物濾池、生物轉盤和生物流化床等。

提到飲水的深度處理,就離不開應用最廣泛的臭氧處理方法。臭氧是一種很強的氧化劑和消毒劑,可以應用在給水的預處理和深度處理當中。其效果比通常應用的氯消毒要好的多。常規的液氯消毒會產生許多鹵代有機物,這些物質當中就包括致癌、致畸、致突變的三致物質。而臭氧在保證出水穩定性的同時,避免產生這些多人體有害的物質,所以廣泛應用于給水的深度處理。

活性炭吸附法,是目前飲用水深度處理中最簡便的一種方法。活性炭由于其多孔疏松的孔隙結構,可以高效的去除水的臭味、天然和合成溶解有機物和微污染物質等。活性炭分為粉末炭和顆粒炭兩種,但吸附性能只取決于炭的孔隙大小。由活性炭吸附法演變出的生物活性炭法也逐漸發展成為一種有效的給水深度處理方法。這種方法由臭氧和活性炭吸附組成,通過活性炭濾料上生長的微生物對原水進行處理,處理效果也十分明顯。

5 結束語

我國在水資源的開發利用上還存在很多問題,改變現有的狀態,實現水的良性循環迫在眉睫。通過改變現有的城市排水體系,廣泛應用雨污分流排水體制,在有條件的情況下,建立雨水處理廠作為雨污分流排水體制改變的后續工作,可以有效提高當前惡劣的水環境現狀。在給水方面,隨著新的《生活飲用水衛生標準》的出臺,通過對原有處理工藝增加預處理和深度處理這些新的技術來提高飲水水質。

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TU992.03

B

2009-08-16

李為之(1988～),男,在讀本科生。