對城鎮污水處理設施空間優化配置的分析

韓永強

（徐州建邦環境水務有限公司 江蘇徐州 221000）

摘 要：因我國城市化建設的日益加快，大量工廠企業快速崛起，導致城鎮污水排放的增加。而隨著我國人民生活水平的提高對生活用水的需求增大導致生活污水的排放量也增加。而現如今我國的城鎮污水處理存在著空間設施安排不合理、規模不足等問題，所以城鎮污水處理設施的空間優化配置應盡快加強，方便人民的日常生活。

關鍵詞：城鎮污水處理；空間優化配置；分析

1 我國城鎮污水處理的基本現狀

在人類的生產和日常生活中會造成污水的產生，而我國現階段的城鎮污水處理設施還存在著很多缺陷，大量的城鎮污水無法處理導致生態環境和生活用水都遭到巨大的危害。隨著城市化的建設，城市的生態環境都遭到了不同程度的破環、環境污染形勢嚴峻。據統計，全國90%的城鎮水域和65%的飲用水源均受到不同程度的污染，50%的重點城鎮集中飲用水不符合取水標準，而城鎮污水處理率只有36%，地下水源嚴重污染。[2]城市水資源利用效率低而消耗量大。由此可見，污水處理設施作為一項保護生態環境、保障水資源質量的利民工程占據極其重要的地位。

目前我國的城鎮污水設施存在空間設施安排不合理、運營監管不到位、配套管網建設不完善等問題導致城鎮污水處理設施的發展緩慢。而且我國很多污水處理設施存在超負荷或者運行負荷不足的運行狀態導致污水處理效率低下。

2 城鎮污水處理設施空間優化配置的思路

2.1 相關概念

我國關于城鎮污水有三個概念，即運行負荷率、收集率和處理率。實際處理量與設計處理量的比值即為運行負荷率，主要用來評價城鎮污水處理廠運行的合理性。根據國家的相關規定，已經投入運行了一年以上的城鎮污水處理廠，實際處理負荷不可低于設計能力的60%，運行了三年以下的，其實際處理負荷不低于設計能力的75%，而且在投入使用的過程中，城鎮污水處理廠的運行負荷率最大不能超過設計能力的120%。由此可見，運行負荷率是污水處理設施的微觀效率的體現。污水收集率是指污水處理設施收集的污水量與區域污水排放總量的比值，而污水處理量與污水處理設施收集的污水量的比值即為污水處理率。這兩者是污水處理設施建設與改造的重點內容。依照相關規定，在2020年之前我國縣城和城市的污水處理率要分別達到85%和95%，而長三角、珠三角及京津冀等發達地區要提前一年完成。從劃分區域的角度來看，污水收集率與污水處理率是污水處理設施的宏觀效率的體現。

2.2 基本原理

通過污水管網系統與處理設施構成的污水收集—輸送—處理的網絡系統，即為城鎮污水處理系統。[1]通常將污染源、處理設施等環節看作為網絡的節點，將輸送管網看作為網絡的邊。而網絡是具有關聯性與系統性這兩個特征，其關聯性表明每個網絡節點的效率都能影響著整個系統的效率，其系統性則表明整個網絡結構是必不可少的。由此，我們可通過兩個層面來分析。①從微觀效率的層面來看，在合理的管理并根據服務范圍來增加設施的基礎下，提高污水的收集程度從而使得設施進水量增加，以此來提高城鎮污水處理設施的運行負荷率。通過調整服務范圍來提高區域的污水收集率與處理率，從而達到減輕一些超負荷運行的污水處理設施的負荷率并提高負荷不足的污水處理設施的效率。根據效率最大化原則，城鎮污水處理設施空間優化配置應先保證單個設施的運行效率最大化。②從宏觀布局的層面來看，宏觀布局是指污水處理設施在布局方式上的選擇，是決定污水處理設施是集中還是分散。當現有處理設施不能滿足處理需求的情況下，是新建設施還是在現有的設施上擴容。又因為城鎮污水處理設施的空間配置是與費用相關，所以基于費用最小化的原則，要采用合理的配置方法，實現處理效率的最大化。

2.3 城鎮污水處理的技術路線

依照兩個層面的基本原理，本著效率最大化、費用最小化的兩個原則。首先判斷該區域的城鎮污水處理設施的運行現狀，如運行合理，則照常運行；如不合理，則先看是負荷過大還是負荷不足，如是超負荷率運行則縮小服務范圍，反之應增加服務范圍。再判斷此區域的污水收集率與處理率是否達到國家的相關標準，如達到則不需要新建設施，如沒有達到標準則根據實際決定是在現有基礎上擴容還是新建設施。

3 城鎮污水處理設施空間優化配置的方法

采用目標市場份額模型分析與最小阻抗模型分析兩種方法。總市場份額的百分比所需設施點的最小數量和影響范圍就是目標市場份額。在對污水處理設施的空間優化配置時，根據已知居民點的空間分布和污水量的方法計算空間分布。后者是本著費用最小的原則，其阻抗的標準是綜合費用，通過一定的公式進行確定和運算。

4 相關數據的處理

4.1 城鎮污水排放的基礎數據

工業廢水和生活污水是城鎮污水主要的組成部分。因工業廢水主要集中在工業園區內，收集處理也比方便。而生活廢水主要來源于居民生活區，比較分散，因而收集與處理較為困難。所以生活污水是城鎮污水處理過程中的主要對象，優化配置也是集中在這一方面。所以采用生活污水的排放數據作為基礎數據。

4.2 居民與道路網絡數據

通過相關的輔助工具選取高分辨率的影像，并且通過該地區的公安局人口資料獲得所有數據并且利用這些資料調查某一小區作為居民點。利用交通道路網絡作為依據，將非居民點但需要污水處理的設施連接，將這個系統中的設施其所在的位置道路和轉彎點等進行網絡數據采集。通過構建基礎數據庫有利于污水處理設施的空間優化配置所需要的具體信息。

4.3 城鎮污水處理設施數據

根據我國相關法律法規以此來確定該地區的污水處理設施基本情況。主要判段該地區的處理設施負荷率以及污水收集率與處理率是否超過國家所頒發的規定。以此來提高城鎮污水設施空間優化配置。

4.4 待選污水處理設施位置數據

城鎮污水處理設施的布局應考慮多個方面，主要是依據該地區在國家相關規定的污水排放量控制目標，并且要考慮當地的地形、水系特征和水環境現狀、人口分布、土地利用等因素，又要符合城鎮的總體建設規劃內容。因此，其候選位置應滿足處于郊區近居民區、近河流且處于下游，便于排水等條件。

5 結語

隨著當今經濟迅猛發展，工業建議以及人民水平的提高，致使現在的污水排放量日益增加。為了保證我們的日常用水需求以及保持良好的生態環境，提高處理污水的能力，因而進行城鎮污水處理設施空間優化配置勢在必行。

參考文獻：

[1]趙海霞.城市污水處理空間格局的優化研究[J]地球科學進展，2015.（7）159-160.

[2]宋銳.綜合污水處理廠提標改造分[J]浙江工業大學，2014.（7）189-190

[3]馬云飛.城市污水處理廠擴容改造分析[J]2014.（7）177-178