某鎮(zhèn)污水處理技術(shù)及排水系統(tǒng)優(yōu)化研究

汪寧

摘? 要：近幾年來，某鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展迅速，居民生活水平不斷提高，但是該地區(qū)的排水系統(tǒng)及污水處理系統(tǒng)建設(shè)相對滯后，污、廢水的量和污染物的濃度增加，污染問題也將越來越嚴(yán)重，但目前該鎮(zhèn)暫無有效的污水處理設(shè)施。基于此，筆者在查閱相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合該鎮(zhèn)污水處理和排水系統(tǒng)存在的問題，提出針對該鎮(zhèn)的排水系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)的改善策略。

關(guān)鍵詞：污水處理技術(shù);排水系統(tǒng);優(yōu)化

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）11-0165-02

Abstract： In recent years， the economic construction of a town has developed rapidly and the living standard of the residents has been improving continuously. However， the construction of drainage system and sewage treatment system in this area is lagging behind， the amount of sewage and wastewater and the concentration of pollutants are increasing， and the pollution problem will become more and more serious. However， there are no effective sewage treatment facilities in this town for the time being. Based

1 排水現(xiàn)狀及存在的問題

某鎮(zhèn)現(xiàn)有排水設(shè)施極不完善，排水設(shè)施規(guī)劃與建設(shè)滯后，均為合流制，有排水暗溝、明溝、管道和涵洞。大部分排水管網(wǎng)使用年限很長，而且年久失修，破損和淤積嚴(yán)重，難以適應(yīng)該鎮(zhèn)發(fā)展需要，下面對該鎮(zhèn)排水系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行分析：

（1）目前排水系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)不合理，早期規(guī)劃沒有整體的布局概念，污水系統(tǒng)、工業(yè)廢水系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃。規(guī)范性較差，現(xiàn)有排水管網(wǎng)不配套，污水處理收集率低，現(xiàn)有排水管道設(shè)施老化，且存在雨水管徑普遍偏小的特點(diǎn)，溢水、積水現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

（2）雨污合流的排水體制，排水管網(wǎng)只是憑借經(jīng)驗(yàn)估算的方式進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，且排水管道敷設(shè)不完整，雨、污水以合流制的方式依靠地勢匯入附近河流，管渠淤積嚴(yán)重，污染物產(chǎn)生的惡臭嚴(yán)重影響防洪渠沿線環(huán)境質(zhì)量。

（3）排放管理不嚴(yán)，目前還沒有一整套高能低耗的污水處理系統(tǒng)設(shè)施，未經(jīng)處理的工業(yè)廢水大多直接排入附近水體，污染地表水及地下水水體，進(jìn)而威脅周圍民眾的生活健康和嚴(yán)重影響周邊環(huán)境。

隨著該鎮(zhèn)的不斷發(fā)展，排水系統(tǒng)體制的優(yōu)化要滿足城鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展和滿足環(huán)境保護(hù)需求。為了解決該鎮(zhèn)排水系統(tǒng)存在的上述問題，應(yīng)結(jié)合鎮(zhèn)上現(xiàn)有的排水系統(tǒng)特點(diǎn)和充分利用現(xiàn)有管渠的基礎(chǔ)上，從整體出發(fā)，統(tǒng)籌規(guī)劃，提出適宜的排水體制優(yōu)化方案，最終形成完善的污水收集及處理系統(tǒng)。

2 排水系統(tǒng)優(yōu)化方案分析

2.1 合理選擇排水體制

排水體制的選擇需要結(jié)合該鎮(zhèn)的實(shí)際情況進(jìn)行分析的，在該鎮(zhèn)的排水體制的選擇上，筆者通過充分分析當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、現(xiàn)有設(shè)施情況、年降雨量、年降雨密度、資金情況、下游水體環(huán)境等，綜合考慮后合理選擇排水體制。目前該鎮(zhèn)市政建設(shè)投資缺乏，污水系統(tǒng)與污水處理系統(tǒng)難以一步優(yōu)化到位，需要滿足環(huán)境保護(hù)要求的前提下，重點(diǎn)考慮該鎮(zhèn)排水體制的可操作性。從該鎮(zhèn)排水現(xiàn)狀情況分析，考慮到該鎮(zhèn)高耗能、高污染的用水企業(yè)較少，且綠化率較高，初期雨水徑流對河流的污染較小。因此，確定該鎮(zhèn)的排水體制采用雨、污分流制。

2.2 污水系統(tǒng)優(yōu)化

2.2.1 污水管網(wǎng)收集系統(tǒng)分區(qū)

上面通過分析，確定該鎮(zhèn)的排水體制為雨污分流體制，現(xiàn)在結(jié)合該鎮(zhèn)的具體情況，對其污水排水進(jìn)行合理分區(qū)。

在進(jìn)行分區(qū)前，根據(jù)該鎮(zhèn)的實(shí)際情況，對該鎮(zhèn)污水進(jìn)行總體規(guī)劃，然后再充分結(jié)合該鎮(zhèn)的道路分布、地勢走向?qū)崨r，結(jié)合目前該鎮(zhèn)污水的受納水體、污水管道重力流的特點(diǎn)和污水處理廠的位置等特點(diǎn)，該鎮(zhèn)的規(guī)劃范圍內(nèi)主要分為鎮(zhèn)南污水收集系統(tǒng)和工業(yè)園區(qū)污水收集系統(tǒng)，其中鎮(zhèn)南污水收集系統(tǒng)建筑用地面積為291.31ha，工業(yè)園區(qū)污水收集系統(tǒng)建筑用地面積為700.48ha。

2.2.2 污水管網(wǎng)優(yōu)化

（1）污水干管的布置優(yōu)化

污水管道由于其隱蔽性特點(diǎn)，屬于城鎮(zhèn)地下永久性工程設(shè)施，對于污水主干管，其管徑、范圍等的規(guī)劃設(shè)計(jì)需要按照遠(yuǎn)期規(guī)劃。同時(shí)，由于每個(gè)地區(qū)存在地形差異，在該鎮(zhèn)的污水管道的優(yōu)化布置中我們充分結(jié)合了該鎮(zhèn)的地形情況和污水流動(dòng)特點(diǎn)，按順序確定該鎮(zhèn)的主干管、次干管的分布位置，并結(jié)合該鎮(zhèn)污水廠服務(wù)位置和規(guī)模，合理進(jìn)行管徑的估算;采用順坡重力流排水，合理降低管道埋深和縮短管道長度。在進(jìn)行該鎮(zhèn)污水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)參數(shù)的確定時(shí)，充分考慮了該鎮(zhèn)的地形地勢和道路坡道等因素，得到減小管徑，節(jié)省費(fèi)用的目標(biāo)。

分流制的污水干管設(shè)計(jì)流量包括污水量和地下水滲入量兩部分。其中重力流設(shè)計(jì)流速一般控制在0.6～4m/s內(nèi)，管徑D=300mm的不計(jì)算管段，用3.3‰的坡度控制;壓力流管線設(shè)計(jì)流速不低于0.9m/s。

該鎮(zhèn)的鎮(zhèn)南污水處理系統(tǒng)污水管網(wǎng)管徑D=300～700mm，總長約22.16km，有5條干管，收集的污水最終進(jìn)入該鎮(zhèn)已建成的污水廠。其中污水主干管D=400～700mm，長約2km，沿路從東往西布置，最后進(jìn)入污水處理廠。工業(yè)園區(qū)污水處理系統(tǒng)污水管網(wǎng)管徑D=300～800mm，總長約為48.82km，有12條干管，收集的污水最終進(jìn)入新建的污水廠中。

（2）管材優(yōu)化

污水管道一旦敷設(shè)完成，如出現(xiàn)問題后期維修和改造都存在較大的難度，所以，在進(jìn)行污水管材的選擇上，要確保其安全性和可靠性并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行選取。

為了保證污水管道的長期正常排水，其排水管道材料需要滿足一定的標(biāo)準(zhǔn)要求，所以在該鎮(zhèn)的管道材料選擇過程中，為了確保管渠能夠承受內(nèi)部的水壓和外部的荷載，排水管渠需要滿足抗腐蝕性能、高強(qiáng)度、密封性、阻力小等標(biāo)準(zhǔn)。目前市場管材類型眾多，各種管材各有千秋。本項(xiàng)目以實(shí)現(xiàn)降低排水系統(tǒng)造價(jià)和符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)針對性地進(jìn)行管材的選擇。由于該鎮(zhèn)污水管道分散范圍廣，用量較大，為了有效降低投資成本和方便當(dāng)?shù)氐氖褂昧?xí)慣，本次排水系統(tǒng)優(yōu)化工程中筆者建議污水主干管及次干管中管徑大于500mm的采用鋼套環(huán)鋼筋混凝土管，管徑小于500mm的干管、次干管及支管可采用排水塑料管;壓力管道、過河管道及過鐵路管道可采用球墨鑄鐵管。

2.3 雨水系統(tǒng)優(yōu)化

對雨水管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū)是雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，在雨水工程規(guī)劃系統(tǒng)中，對該鎮(zhèn)的實(shí)際情況的分析尤其重要，分析因素包括當(dāng)?shù)氐牡匦吻闆r、地面坡度情況、河流分布情況。在分析的基礎(chǔ)上，初步確定雨水分區(qū)，盡量保證以較小的管徑、最短時(shí)間將雨水排入河流或溝壑內(nèi)。該鎮(zhèn)現(xiàn)已形成了截留式合流制的雨水系統(tǒng)布置形式，充分利用地形，依靠重力流截流雨水就近排入水體，不增設(shè)雨水泵站。

在本次排水系統(tǒng)優(yōu)化中，需要新建的一些雨水干管進(jìn)行雨水工程系統(tǒng)的優(yōu)化，在進(jìn)行新建雨水干管布置時(shí)，充分結(jié)合各雨水流域分區(qū)的劃分和利用已有河渠、洼地、路網(wǎng)、河道水系等基礎(chǔ)規(guī)劃，形成就近多點(diǎn)分散排放布置。

3 污水處理系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)

3.1 污水處理廠廠址選擇

由于該鎮(zhèn)污水排放較為分散，為了有效的收集和處理污水，采用劃區(qū)域分別建設(shè)污水處理廠，以該鎮(zhèn)的自來水廠處為界劃分為南、北兩個(gè)污水分區(qū)，南北各設(shè)置1座污水處理廠。

3.2 污水系統(tǒng)構(gòu)成

南區(qū)污水處理廠處理水主要為生活污水，北區(qū)污水處理廠處理水主要為工業(yè)廢水，其中為了方便工業(yè)企業(yè)利用回用水，在北區(qū)污水處理廠建設(shè)回用水利用工程。

南區(qū)污水廠包括污水處理和回用水處理兩個(gè)系統(tǒng)。北區(qū)污水處理廠只包括污水處理系統(tǒng)。

3.3 水量、水質(zhì)確定

該鎮(zhèn)的近期（2019）規(guī)范人口數(shù)量為3.11萬人，遠(yuǎn)期（2024年）人口規(guī)模為3.45萬人，參考臨近鎮(zhèn)地區(qū)臨近幾年的相關(guān)資料、該鎮(zhèn)所處城市人均綜合用水定額并結(jié)合該鎮(zhèn)污水處理工程可行性研究報(bào)告統(tǒng)一分析，該項(xiàng)目按綜合生活用水定額近期為140L/cap.d、遠(yuǎn)期為160L/cap.d，近期用水量為4.38 103m3/d、遠(yuǎn)期為5.54 103m3/d，污水排放系數(shù)近期為80%、遠(yuǎn)期為85%，生活污水量近期為3500m3/d、遠(yuǎn)期為4700m3/d。

參考該鎮(zhèn)現(xiàn)狀工業(yè)排水定額，同時(shí)考慮工業(yè)用水的循環(huán)利用程度越來越高，近期工業(yè)排水定額確定為0.35萬m3/km2.d、工業(yè)近期污水量為2300m3/d、遠(yuǎn)期預(yù)測污水量為4400m3/d。

經(jīng)過分析可知，該鎮(zhèn)預(yù)測的污水量為9100m3/d，其中綜合生活污水水量為4700m3/d，工業(yè)污水水量為4400m3/d。根據(jù)呂河鎮(zhèn)區(qū)的規(guī)劃建設(shè)，確定本工程的污水處理建設(shè)總規(guī)模9000m3/d，南區(qū)污水處理廠處理規(guī)模為4000m3/d，北區(qū)污水處理廠處理規(guī)模為5000m3/d。

同時(shí)，分析該鎮(zhèn)的現(xiàn)狀和預(yù)測其未來發(fā)展，主要將回用水用于綠化、景觀、道路沖洗和工業(yè)企業(yè)的部分用水?；赜盟拷跒?000m3/d、遠(yuǎn)期為4000m3/d。

另外，通過往年相關(guān)資料的查閱和結(jié)合該鎮(zhèn)現(xiàn)狀用水情況分析，城鎮(zhèn)污水中以生活污水為主。經(jīng)分析該鎮(zhèn)取CODcr/BOD5為2，生活污水的CODcr為438mg/L。

3.4 污水處理工藝技術(shù)優(yōu)化

目前我國大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)長期以來污水處理系統(tǒng)去除污染物主要為BOD5、COD及SS，依受納水體和水質(zhì)類別的不同。在該鎮(zhèn)污水處理工藝技術(shù)優(yōu)化工程上，我們根據(jù)該鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和水體環(huán)境狀況，進(jìn)行環(huán)境影響評價(jià)的基礎(chǔ)上，確定該鎮(zhèn)污水排放標(biāo)準(zhǔn)，按分期實(shí)施水質(zhì)目標(biāo)，逐步達(dá)標(biāo)。

經(jīng)過綜合考慮，南、北區(qū)污水處理廠的建設(shè)規(guī)模為中小型水廠，因?yàn)槠浣ㄔO(shè)用地面積小，考慮到使用同一種工藝在管理及運(yùn)行上的方便，最終確定該鎮(zhèn)南區(qū)和北區(qū)兩個(gè)污水廠二級生物處理工藝同樣選擇CASS處理工藝。實(shí)踐證明，該南北污水處理廠在CASS池中的大部分污泥經(jīng)過好氧反應(yīng)，比較穩(wěn)定，該工藝選取較為合理。

4 結(jié)束語

以上是筆者對某鎮(zhèn)的排水系統(tǒng)及污水處理系統(tǒng)優(yōu)化提升的分析，該優(yōu)化方案是基于了解該鎮(zhèn)的實(shí)際排水情況和按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的前提下進(jìn)行。最終合理確定該鎮(zhèn)的排水體制為雨污分流制，同時(shí)根據(jù)該鎮(zhèn)污水廠的進(jìn)、出水水質(zhì)確定了該鎮(zhèn)污水處理廠污水處理工藝，具有現(xiàn)實(shí)的參考意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋桂杰，張韻.淺談小城鎮(zhèn)排水體制的選擇[J].中國給水排水，2008，24（12）：44-49.

[2]給水排水設(shè)計(jì)手冊：城鎮(zhèn)排水（第3版）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2017.

on this， on the basis of consulting relevant information and considering the existing problems of the town's sewage treatment and drainage system， the author puts forward improvement strategies for the town's drainage system and sewage treatment system.

Keywords： sewage treatment technology; drainage system; optimization