城市污水處理與內(nèi)澇綜合整治建議及分析

文水香

摘要：采用具體的數(shù)據(jù)和例子指出了我國水源現(xiàn)狀、水污染的嚴(yán)重性，以及由此導(dǎo)致的地表下沉;而同時(shí)，大量的雨水資源浪費(fèi)，造成城市內(nèi)澇，甚至人員傷亡;提出了用統(tǒng)籌管理的方法，把水源污染、工廠的廢水、城市的內(nèi)澇、地表下沉等種種現(xiàn)象綜合起來統(tǒng)籌考慮，從而設(shè)立先進(jìn)科學(xué)的以大力發(fā)展沼氣池為基礎(chǔ)，（SPR）污水處理中心為輔的城市內(nèi)澇和污水處理管理系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：城市內(nèi)澇;污水處理;統(tǒng)籌管理;化糞池改造;膜分離設(shè)施;沼氣池;水循環(huán)利用

中圖分類號(hào)：X52

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-9944（2014）12-0148-03

1引言

近年來，隨著工業(yè)化和現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，我國生態(tài)環(huán)境保護(hù)面臨著更大的壓力和挑戰(zhàn)。我國污水處理尚處于發(fā)展階段，工廠廢水的排放處理出水達(dá)標(biāo)率不高（不能達(dá)國家規(guī)定的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)或根本沒有相關(guān)廢水凈化處理措施） ，大量?jī)H通過簡(jiǎn)單凈化處理，或未經(jīng)處理的工業(yè)污水排入各種水體;生活污水處理同樣粗糙，農(nóng)村地區(qū)、人口稠密的郊區(qū)，甚至北京的郊區(qū)，下水道直接排放入河道或由簡(jiǎn)陋的衛(wèi)生設(shè)施直接滲透入地下;另外，大量規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)的用水，施用了農(nóng)藥及化肥的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水，幾乎都未經(jīng)處理，隨意排放。諸如此類現(xiàn)象，導(dǎo)致近年地表水、地下水，由于有機(jī)物等各種污染源引起的水源污染程度不斷上升，而且較難凈化徹底。

2城市水環(huán)境問題

2.1水質(zhì)與水資源問題

目前，全國的水質(zhì)狀況堪憂，據(jù)2013年環(huán)境保護(hù)部數(shù)據(jù)顯示，地表水中，僅全國主 要 流 域 重 點(diǎn) 斷 面 的水 體 ，不能作為水源的4～5類和劣5類水質(zhì)的斷面合計(jì)超過30%，而2009年此數(shù)據(jù)為40%;據(jù)《2013中國國土資源公報(bào)》報(bào)告，全國地下水水質(zhì)呈較差級(jí)的占43.9%，水質(zhì)呈極差級(jí)的占15.7%，合計(jì)為59.6%;2011年，全國地下水水質(zhì)呈較差～極差級(jí)的占 55.0%?？梢哉f，經(jīng)過這些年國家在環(huán)保領(lǐng)域的大力投入，整體水源狀況比以前有所改善，但是污染程度仍然相當(dāng)嚴(yán)重。

與此同時(shí)，我國水資源存在嚴(yán)重不足。我國600余座城市中，有2/3供水不足，其中1/6嚴(yán)重缺水;而占全國城鎮(zhèn)人口41%和城市工業(yè)總產(chǎn)值35%的北方地區(qū)，缺水形勢(shì)更加嚴(yán)峻。

2.2城市內(nèi)澇問題

2011年6月23日下午4時(shí)30分左右，北京突降暴雨，城區(qū)多處積水，多處道路癱瘓，形成了眾多網(wǎng)友眼中的北京新八景，比如“二環(huán)觀?！?、“水上機(jī)場(chǎng)”、“地鐵瀑布”等等;7月26日晚上10點(diǎn)左右，北京再次迎來了一場(chǎng)暴雨，多處路面積水嚴(yán)重，汽車泡在齊腰深的水里，寸步難行;8月9日傍晚18點(diǎn)左右，強(qiáng)降雨又一次傾城而下，北京再次變成一片澤國。

2011年進(jìn)入雨季以來，廣州、深圳、重慶、杭州、南京、南昌等城市，“東方威尼斯”的稱號(hào)在中國多地開花。

在長(zhǎng)江沿線的杭州、南昌、武漢等城市，內(nèi)澇幾乎已經(jīng)是生活的一部分，只要遇到暴雨，必定出現(xiàn)程度不等的內(nèi)澇。

2.3地表下沉問題

更讓人憂心的是，因?yàn)槿彼畬?dǎo)致地下水的超采，造成地表的不斷下沉。

據(jù)2011年3月份江蘇、浙江、上海三省市地礦部門聯(lián)手撰寫的調(diào)查報(bào)告顯示，上海市區(qū)，江蘇的蘇州、無錫、常州地區(qū)和浙江的杭州、嘉興、湖州地區(qū)已經(jīng)形成了3個(gè)區(qū)域性沉降中心，成了長(zhǎng)三角地區(qū)的三大“漏斗”，長(zhǎng)三角地面沉降區(qū)域內(nèi)累計(jì)沉降已經(jīng)超過200mm，給這一地區(qū)帶來了超過3000億元的經(jīng)濟(jì)損失。

《2013中國國土資源公報(bào)》顯示，2013年，全國共發(fā)生各類地質(zhì)災(zāi)害15403起，其中地面塌陷371起、地裂縫301起、地面沉降28起。

3綜合整治建議

3.1在農(nóng)村發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，大力推廣沼氣池

的應(yīng)用

（1）為農(nóng)村提供廉價(jià)優(yōu)質(zhì)的燃料 。一戶3～5口的家庭，建造一個(gè)6～10m3的沼氣池，只要原料充足（每天投入相當(dāng)于4頭豬的糞便量即可，包括人畜排泄物以及秸稈、樹木修剪枝葉等），可提供一家人的做飯等的燃料問題。

（2）改變農(nóng)民舊的生活習(xí)慣，改善農(nóng)村居住環(huán)境。 將沼氣池和廁所、豬圈建在一起，不易滋生蚊蟲，沒有臭味，對(duì)消滅血吸蟲病和鉤蟲病等傳染病能起到重要的作用。

（3）促進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)的發(fā)展。沼氣池出來的廢棄物是沼液和沼渣，可以作為農(nóng)藥添加劑、肥料、飼料等來使用，且是綠色的環(huán)保肥料，大大減少化肥給農(nóng)業(yè)帶來的危害，有利于生產(chǎn)綠色產(chǎn)品和無公害產(chǎn)品。

（4）沼液呈中性，衛(wèi)生環(huán)保效果好，基本能達(dá)標(biāo)，有利于當(dāng)?shù)厮吹谋Ｗo(hù)。

尤其小型/家用型沼氣池，可以大力推廣（玻浪紋）玻璃鋼地埋式沼氣池，其與（傳統(tǒng)）磚混結(jié)構(gòu)沼氣池相比有如下幾個(gè)特點(diǎn)。

（1）玻璃鋼材質(zhì)沼氣池密封性好，絕不會(huì)產(chǎn)生因地基沉降而引起的斷裂破損和池內(nèi)出現(xiàn)板結(jié)浮渣層現(xiàn)象，絕無滲漏，徹底解決了磚砌化糞池污染地下水的問題，保證了沼氣池可靠性運(yùn)行和厭氧產(chǎn)氣的功能。

（2）抗壓強(qiáng)度高，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，受壓均勻，經(jīng)循環(huán)測(cè)試，卡車在上部輾壓不沉降，不變形。

（3）占地面積小，本產(chǎn)品占用面積為傳統(tǒng)化糞池的50%左右，節(jié)約了土地資源，具有場(chǎng)地選擇靈活的特點(diǎn)。

（4）安裝施工方便，可根據(jù)場(chǎng)地需要自由組合安裝。

（5）使用壽命長(zhǎng)（基本和建筑物使用期一樣長(zhǎng)）， 且耐潮濕、耐酸堿、耐氧化、高低溫?zé)o變形。

（6）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)低， 整體造價(jià)約為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的80%左右。

綜合利用沼氣池是改變農(nóng)村環(huán)境的一個(gè)重要途徑。如西藏不少農(nóng)村地區(qū)，大多數(shù)家庭有牦牛和馬、羊等不少牲畜，卻將木柴作為主要燃料，不但浪費(fèi)了林木資源，而且弄得一屋子烏黑，不利美觀;牲畜糞便也讓蚊子蒼蠅到處滋生，甚至有些城鎮(zhèn)的街道上，遍地是牲畜糞便，讓游人望而生畏。而要綜合解決以上問題，發(fā)展適宜當(dāng)?shù)氐恼託饽Ｊ绞且粋€(gè)不錯(cuò)的選擇。集約化養(yǎng)殖場(chǎng)的污染治理問題，同樣可通過發(fā)展沼氣得到解決。另外，我國農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)有些地方嚴(yán)重缺電，如牧區(qū)、海島、偏僻山區(qū)等高壓輸電較為困難，而這些地區(qū)卻有著豐富的生物質(zhì)原料，如能因地制宜地發(fā)展小沼電站，則可提供電能。endprint

3.2在城市新建建筑中安裝沼氣池，改造原有化糞池

在城市建設(shè)的新建建筑中推廣安裝沼氣池來處理人們?nèi)粘Ｉ钪械纳钗鬯?，同時(shí)將城市原有的化糞池（根據(jù)實(shí)際需要）進(jìn)行改造或另設(shè)，使其成為沼氣池系統(tǒng)。

化糞池改造成沼氣池系統(tǒng)的方法包括以下內(nèi)容。

（1）在城市原有的化糞池中（通過檢查井）加設(shè)膜分離設(shè)施過濾裝置，濾掉大部分水和合成洗滌劑等物質(zhì)（發(fā)酵液的濃度范圍是2%～30%，濃度愈高產(chǎn)氣愈多），膜分離設(shè)施過濾裝置見圖1。

（2）將化糞池加強(qiáng)密封措施如進(jìn)料口加設(shè)彈性開關(guān)（進(jìn)料時(shí)由于來料的重量及速度的沖擊，開關(guān)打開，反之關(guān)閉），并通過檢查井設(shè)置導(dǎo)氣管等裝置;可在沼氣池中設(shè)攪拌裝置，促進(jìn)料液混合，提高產(chǎn)氣量等?？傊凑照託獬厥┕ぴO(shè)計(jì)要求改造成沼氣池結(jié)構(gòu)，符合驗(yàn)收即可，見圖2。

（3）產(chǎn)氣室可適量加入一些水，以使干性物質(zhì)和液體物質(zhì)的配比達(dá)到利于產(chǎn)氣的最佳濃度，并可加一些利于厭氧反應(yīng)的填料，提升沼氣的產(chǎn)量。

沼氣池和化糞池最大的不同，一是密封措施嚴(yán)格，二是化糞池中不能含有例如廚房污水（含洗潔精和油污類）以及人們?nèi)粘Ｉ钪杏糜谙丛『驼硪挛锏鹊倪^程中使用到的合成洗滌劑、衣物柔順劑、消毒劑等影響沼氣產(chǎn)生的物質(zhì)，化糞池（沼氣池）中加設(shè)以（東華大學(xué)研制的）新型大通量、低成本、多組分復(fù)合纖維膜（孔徑為0.1μm）等為組件的膜分離設(shè)施，可以濾掉大部分水和合成洗滌劑等物質(zhì)。

圖1膜分離設(shè)施

圖2（玻璃鋼）沼氣池（由城市現(xiàn)有的化糞池改造而成）

3.3鋪設(shè)地面滲透磚，配備街區(qū)隱形水庫

將環(huán)保多功能滲透磚（一種用瓷器廢料和硅砂燒制成的雨水滲透磚）廣泛鋪設(shè)于人行道、廣場(chǎng)、公園、住宅區(qū)等地。由于滲透磚為多孔結(jié)構(gòu)，雨水等可迅速滲入地下，具有透氣、防滑、減噪的功效。蓄積水分時(shí)，這種磚通過蒸發(fā)作用可抑制路面的溫度，具有減輕城市熱島效應(yīng)的效果;同時(shí)根據(jù)實(shí)際需要，在街區(qū)內(nèi)配備隱形水庫（由若干滲水井組合排列而成，結(jié)構(gòu)上類似于蜂窩，上鋪滲透磚;參考北京海淀地區(qū)隱形水庫的設(shè)置）收集利用雨水;（根據(jù)當(dāng)?shù)爻鞘袑?shí)際情況）部分雨水也可通過地下雨水管道就近流到城市中的湖泊或水塘中（借鑒千年不澇之城贛州的福壽溝的做法），以增加雨水排出口。雨水管道的構(gòu)建，盡量利用城市已建的地下通道設(shè)施。

3.4采用SPR污水處理系統(tǒng)

（1）引進(jìn)美國發(fā)明的SPR污水處理系統(tǒng)，或（國內(nèi)）其他同樣能快速處理日常污水且處理比較徹底的污水處理系統(tǒng)。按照城市地形地向，以街道或小區(qū)為單元?jiǎng)澠總€(gè)單元配置SPR污水處理系統(tǒng)（可以安裝在比較大的沼氣池附近），并將單元內(nèi)每個(gè)沼氣池出水管口連接到SPR污水處理系統(tǒng)進(jìn)水管道，凈化沼氣池出水，使出水標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到國家三級(jí)水標(biāo)準(zhǔn);同時(shí)并聯(lián)連接該單元區(qū)域內(nèi)本身不能進(jìn)行污水處理凈化，排放不達(dá)標(biāo)的工廠（可向企業(yè)收取一定排污費(fèi)用）。

（2）將雨水管道收集的多余雨水通過地下管道就近接入本單元配置的SPR污水處理系統(tǒng)，在汛期尤其是暴雨時(shí)，此SPR污水處理系統(tǒng)不處理沼氣池出水口出水（可將連接的沼氣池出口關(guān)閉），全速處理雨水匯流而成的污水。

（3）將 SPR污水處理系統(tǒng)凈化過的水進(jìn)行回收利用，重新進(jìn)入城市水循環(huán)作為雜用水（中水），供市政用水（路面灑掃、園林綠化、車站公廁），以及洗車廠等;各SPR系統(tǒng)的出水管可以聯(lián)網(wǎng)，方便輸送到需要使用中水的企事業(yè)單位等地方。

3.5建設(shè)蓄水型屋頂

充分利用成本較低的處理技術(shù)將屋頂處理成蓄水型屋頂 （現(xiàn)在的屋頂一般為防水型屋面，因此，將樓頂?shù)呐潘苓M(jìn)口堵住即可;更可以設(shè)置靈活簡(jiǎn)單的遙控開關(guān)由頂樓住戶控制排水管開/關(guān)等），甚至可以鼓勵(lì)和引導(dǎo)相關(guān)人員承包部分屋頂，建成菜園或花園等綠化型屋頂。當(dāng)然對(duì)于城市地面來說，植樹造林等保持水土的措施，在條件許可的情況下多多益善。這樣安排，可以減少暴雨時(shí)水流匯聚，避免形成城市內(nèi)澇。

3.6改造沼氣池管網(wǎng)

可由當(dāng)?shù)卣嚓P(guān)部門負(fù)責(zé)本地沼氣池及管網(wǎng)改造，以及SPR系統(tǒng)的引進(jìn)，再將沼氣和中水、有機(jī)肥等統(tǒng)一管理（銷售）;或可引進(jìn)相關(guān)投資方進(jìn)入（部分）相關(guān)環(huán)保項(xiàng)目的運(yùn)作，成立綜合類污水處理企業(yè)，構(gòu)建以上述幾點(diǎn)要求為核心目標(biāo)的城市污水與內(nèi)澇綜合處理系統(tǒng);投資改建相關(guān)管網(wǎng)和沼氣池等設(shè)施，并通過并網(wǎng)銷售沼氣（將沼氣用于燃料電池發(fā)電，也是有效利用沼氣資源的一條重要途徑），以及中水和有機(jī)肥，向企業(yè)收取排污費(fèi)用等收益來獲取利潤。

有機(jī)肥可以成為增肥沙漠的原料，可以有針對(duì)性地選擇沙漠附近的城市直接管道輸送，如利用北京、內(nèi)蒙古等地城市的衛(wèi)生設(shè)施改造成沼氣池后，以管道輸送液態(tài)的有機(jī)肥進(jìn)塔克拉瑪干沙漠及內(nèi)蒙古自治區(qū)內(nèi)的沙漠，改善沙漠環(huán)境;或制成干性的有機(jī)肥再銷售，變廢為寶。

4優(yōu)點(diǎn)

（1）通過收集雨水、工廠廢水、生活污水，經(jīng)過SPR污水處理系統(tǒng)凈化回收的水作為雜用水，重新進(jìn)入城市水循環(huán)，從而節(jié)約水資源。

（2）集中管理并利用生活污水建立眾多的沼氣池（群），不但可生產(chǎn)沼氣能源和有機(jī)肥，變廢為寶，更重要的是有力地抑制住了水源的重大污染源之一，從而更好地保護(hù)水資源。

（3）SPR污水處理系統(tǒng)的先進(jìn)凈水工藝保證工廠排放的廢水和生活污水得到有效的凈化;另外， SPR污水處理系統(tǒng)的出水大部分始終只在雜用水循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)，兩者都有起到保護(hù)水資源的作用。

（4）以城市為對(duì)象考慮污水凈化處理，各工廠等分?jǐn)偝杀?，既保證以低投入來建設(shè)先進(jìn)的污水處理中心，也避免（某些規(guī)模較小的工廠）污水處理中心的重復(fù)建設(shè)及污水排放管理漏洞（小企業(yè)也有能力承擔(dān)分期繳付的排污費(fèi)用）;同時(shí)確保污水的流量，以保證中水（生活雜用水）的穩(wěn)定供應(yīng)。

（5）地面的透水磚、樓頂?shù)男钏胧┖驮黾拥孛婢G化以涵養(yǎng)水土的措施， 可以減少雨水匯集，從而減輕或避免城市內(nèi)澇。

（6）水資源既得到保護(hù)，也節(jié)約了自來水的使用量，城市供水可以得到保證，從而避免過度開采地下水，造成地表沉降。

5結(jié)語

以城市為單元的污水處理與城市內(nèi)澇綜合整治系統(tǒng)，可以有效治理和改善該地區(qū)的污水和內(nèi)澇問題，特別是在農(nóng)村和城市大力推廣沼氣池的措施，可以大范圍改善水源污染的問題，且由于創(chuàng)新性地利用膜分離設(shè)施改善了沼氣池的產(chǎn)氣率，從而使沼氣池的利用大大提高了價(jià)值。

當(dāng)然，各地城市可以因地制宜，根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際環(huán)境和現(xiàn)有的城市給排水系統(tǒng)等，針對(duì)薄弱環(huán)節(jié)，增設(shè)或改造上述綜合整治系統(tǒng)中的相應(yīng)項(xiàng)目來改進(jìn)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境保護(hù)工程，例如引進(jìn)SPR系統(tǒng)，如果當(dāng)?shù)匚鬯幚硐到y(tǒng)現(xiàn)有配置較齊全（有足夠的污水處理能力容納沼氣池出水），則可以不設(shè)置;在實(shí)際操作中，（新建）小區(qū)的自來水管、中水道、下水道，甚至燃?xì)夤艿?，是可以四管并行的，或管管相嵌，如將雨水管道設(shè)置成相對(duì)寬大的水泥管（高度至少以能容人維修為宜，且每隔一定距離設(shè)置垂直維修入口，直通地面，平時(shí)用井蓋密封），（上半部）內(nèi)置鋼管或塑料管（自來水管、下水道、中水道、燃?xì)夤艿赖龋?，這樣既減少施工量，維護(hù)也方便，還可大大增加雨水管道容量，防止城市內(nèi)澇。

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