污水處理在城市給排水規劃設計中的應用研究

白凡玉

（山西省城鄉規劃設計研究院，山西 太原 030001）

0 引言

城市給排水是城市水資源管控的基礎工程，它的運行質量和效率直接關系城市潔凈水使用和污、廢水集中處理的效果，關系到市民的正常生產生活和周邊自然環境的保持。隨著城市人口數量的增加和城市的繁榮發展，每天城市污水處理環節中需要收集和處理的污廢水量不斷上升，不少城市原有的污水處理廠、污水收集管網已經不堪重負，進行二期建設勢在必行。如何增強污水處理環節的運行效果是城市給排水規劃設計的重點內容。

1 城市給排水規劃設計中污水處理環節現狀

目前，很多城市的給排水系統規劃和設計時并未做雨水和污水的收集管道分離，雨水被城市污水收集管網一同帶入污水處理廠，不僅造成污水處理廠的處理壓力在多雨季節驟增，還導致大量的雨水資源被浪費。這樣的城市給排水規劃和設計直接降低了城市水管理的能效，不利于城市的進一步建設和發展，也對建設生態城市產生了阻礙。想要進一步提升城市污水處理能力，做好城市給排水基礎設施建設十分有必要。除了雨污未分離外，目前很多城市的給排水基礎設施建設中還存在排水收集管網管道直徑過小、管道淤塞、下水井排布不均衡等問題，導致在降雨頻繁的季節極易在短時間內形成城市內澇，對市民正常的生活、出行造成影響。雨水在城市內澇的情況下不通過無數處理系統直接進入城市內湖泊、河流時，容易攜帶大量的雜物、污染物進入水體，造成城市水體污染。

2 污水處理在城市給排水規劃設計中的具體應用

2.1 城市污水處理系統設計

城市中的居民生活、工業生產每天都會產生大量污廢水，這些不同源頭的污廢水在排放量、污染物種類、污染物濃度等方面都有較大的差異，進行統一處理的難度較大，處理出水質量也難以控制。因此，在城市給排水系統規劃設計或污水處理環節二期建設時，應當考慮分流處理。對城市工業生產廢水進行工業園區的就地處理，根據生產工藝、污染物排放種類和比例應用更有針對性的處理工藝；對城市居民生活污水進行就地處理或集中處理，搭配必要的中水回用裝置，對處理后達標部分的出水進行再利用；對雨水進行分流管理，建設綠化帶及雨水收集裝置，加快城市道路上的雨水下滲速度，避免形成過大的地表徑流，建設相應的生態濕地等作為雨水的處理和回收利用方式，這些都是可以降低城市污廢水排放總量的規劃和設計方式。城市給排水工程規劃時需要考慮供水區域的用水峰谷值，考慮排水區域的排水峰谷值，合理規劃水資源的應用，合理配置污廢水處理資源。

2.2 提高給排水管網設計工藝

給排水管網是關系到城市供水工作和排水工作效率的基礎設施，現有的給排水管網規劃設計大多在十幾年前，無論是管網直徑尺寸，還是管網施工材料，都是按照當時城市發展和科技水平進行設計和使用的，大多已經不適應城市當前的發展需求。常見的情況就是供水水壓不足、排水管網淤塞、降雨時段城市內澇，這些都嚴重影響城市的供水和排水能力，影響城市污水處理系統中的污水收集和傳輸能力，不利于污水處理廠的運行。因此，在新城區給排水工程規劃設計或老城區給排水工程二期改造的過程中，給排水管網的設計工藝都需要進行相應的升級，包括但不限于管網直徑尺寸、主干管道數量等。目前，城市給排水工程的規劃和設計目標是能夠保證在一條主干管道故障的情況下，備用主干管道能夠以不低于70%的體量進行水體傳輸，保證供水和排水的正常運行；城市雨水收集管道能夠保證雨水收集時間在5min 之內。但實際操作過程中，城市雨水收集管道的設計和規劃始終存在著一些問題，很難達到設計目標，這也是城市內澇問題比較嚴重的原因之一。

2.3 提高污水處理工藝

目前，我國大多數城市選擇使用活性污泥法進行城市生產生活污廢水的處理，這種處理工藝主要利用曝氣裝置創造有氧區和缺氧區，輔助活性污泥中的微生物將污水中有機物轉化為無機物，然后促使活性污泥在沉淀池中與上清液進行分離，實現污泥排放和出水排放。在活性污泥法處理過程中，污泥中微生物的活性和污泥膨脹情況直接影響污水的處理效果，且這種處理工藝的抗沖擊能力有限，在面對突然增大的污水量時較難有穩定的處理出水質量。而且，活性污泥法的應用需要特殊的污泥回流裝置將下沉到沉淀池中的污泥重新投入曝氣池中，保證曝氣池中活性污泥的量和工作質量，因此，活性污泥法的使用過程中能源消耗較大。在城市的工業廢水和生活污水處理中，可生化性較高的污廢水比較適合使用包括活性污泥法在內的生物處理工藝，但可生化性較低的污廢水比較適合處理后再使用生物處理工藝，或直接采用膜處理工藝等物理、化學處理工藝，總之，污水處理工藝應根據污廢水的實際處理需求選擇。整個城市的污廢水混在一起進行處理的出水效果較難保證，在城市工業廢水、生活污水、雨水分流處理的前提下，因地制宜選擇處理工藝的效果比較理想。

2.4 加強對污水處理環節的監督和管理

城市環境保護部門要做好與城市給排水規劃設計和管理部門的合作，建立健全的污水處理監督管理制度，對工業園區工業廢水定點排放加強監管，對城市生活污水就地處理質量和回用中水水質進行定期監管，對城市雨水收集處理環節進行監督管理，確保城市各種污廢水的處理都達到需求標準，都能夠獲得較為理想的處理效果。城市環境保護部門要做好市政人員的教育培訓工作，增強城市給排水領域中的工作人員環保意識，提高他們的專業水平和綜合素養，從而使城市的給排水工程能夠更加穩定、健康地運行，保證城市生產生活供水，也保證城市污廢水得到妥善處理。城市給排水工程規劃設計中要對水資源消耗程度較高和水資源污染較為嚴重的區域進行重點研究，配合環保部門和水務部門的工作，對耗水量較高的行業和企業加大用水費用收繳，迫使行業和企業進行技術革新，節約水資源，或在質量允許的條件下從使用清潔水改為使用中水；對污水排放量較大的行業和企業加大污廢水排放的監管，發現不達標排放情況或偷排情況需進行嚴肅處理，督促企業做好生產工藝優化、生產設備更新換代，提高末端廢水處理的質量。同時，城市環保部門要加強污水處理的相關宣傳，充分調動和發揮群眾力量，借助群眾的眼睛對高能耗、高污染區域進行重點盯防，使人民群眾對污水處理重要性的認識提高，增強人們的節水意識，實現整個城市的水資源消耗降低，和整個城市污水排放總量的減低。

2.5 建設海綿城市

根據科學調查和研究數據可知，在自然界中，80%的雨水下滲到土壤之中，作為地下水的補充，20%的雨水以地表徑流的方式流失，進入地表水系。但在城市系統中，這兩個數據是顛倒的。城市范圍內80%的雨水以地表徑流的方式流失，進入城市污水收集管網或直接進入城市內湖泊、河流，只有20%的雨水能夠下滲到地下水系之中。造成這種現象的原因是城市地面的大面積硬化處理，即大面積瀝青材料的使用。瀝青材料是一種非常優質的防水材料，使用這種材料鋪設道路，能夠有效保證道路不會在雨水、雪水的影響下變得松軟泥濘，提高城市交通的便利程度，但這種材料也大面積阻攔雨水的下滲，是造成雨水資源被浪費的主要原因之一，也是造成城市內澇、地下水持續虧空的主要原因之一。在新城區的建設和老城區的改造過程中，雨水收集管網應當從污水管網中分離出來，實現雨污分流，同時建設依附于城市綠化帶的雨水收集系統，并為雨水收集池配備相應的污水處理設備。由于雨水中的污染物主要以樹枝、樹葉、塑料制品、灰塵等尺寸較大的物質為主，針對雨水的污水處理設備以格柵、沉淀、過濾裝置為主。經過處理的雨水在出水處接受水質監測，如果出水水質達到中水回用標準，則可以直接進入城市綠化、消防、道路清潔、公共廁所沖洗、車輛清洗等用水領域中，代替清潔水體進行使用。如果經過處理的雨水沒有通過中水回用標準的監測，在其中發現其他的污染物，則這部分雨水需要進入城市污水處理環節進行處理后再進行利用或排放。海綿城市的關鍵就在于對雨水資源的利用，給排水工程規劃設計過程中要注意對路面雨水導流路線的設計，使雨水能夠順利進入雨水收集管網，而不是在城市的低洼處淤積，形成城市內澇。

3 結束語

城市給排水規劃設計是城市穩定運行和發展的前提，城市排水系統、管網設計規劃到位能夠有效減輕污水處理環節的壓力，提高出水水質，提高水資源的利用率。城市給排水是建設生態城市、海綿城市的必要基礎，污水處理作為其中的一部分，設計和規劃的合理性、可行性十分重要，是減少水環境污染、土壤污染的主要力量。