城市污水处理与内涝综合整治建议及分析

文水香

摘要：采用具体的数据和例子指出了我国水源现状、水污染的严重性，以及由此导致的地表下沉;而同时，大量的雨水资源浪费，造成城市内涝，甚至人员伤亡;提出了用统筹管理的方法，把水源污染、工厂的废水、城市的内涝、地表下沉等种种现象综合起来统筹考虑，从而设立先进科学的以大力发展沼气池为基础，（SPR）污水处理中心为辅的城市内涝和污水处理管理系统。

关键词：城市内涝;污水处理;统筹管理;化粪池改造;膜分离设施;沼气池;水循环利用

中图分类号：X52

文献标识码：A文章编号：1674-9944（2014）12-0148-03

1引言

近年来，随着工业化和现代化进程的加快，我国生态环境保护面临着更大的压力和挑战。我国污水处理尚处于发展阶段，工厂废水的排放处理出水达标率不高（不能达国家规定的环保标准或根本没有相关废水净化处理措施） ，大量仅通过简单净化处理，或未经处理的工业污水排入各种水体;生活污水处理同样粗糙，农村地区、人口稠密的郊区，甚至北京的郊区，下水道直接排放入河道或由简陋的卫生设施直接渗透入地下;另外，大量规模化畜禽养殖场的用水，施用了农药及化肥的农业生产用水，几乎都未经处理，随意排放。诸如此类现象，导致近年地表水、地下水，由于有机物等各种污染源引起的水源污染程度不断上升，而且较难净化彻底。

2城市水环境问题

2.1水质与水资源问题

目前，全国的水质状况堪忧，据2013年环境保护部数据显示，地表水中，仅全国主 要 流 域 重 点 断 面 的水 体 ，不能作为水源的4～5类和劣5类水质的断面合计超过30%，而2009年此数据为40%;据《2013中国国土资源公报》报告，全国地下水水质呈较差级的占43.9%，水质呈极差级的占15.7%，合计为59.6%;2011年，全国地下水水质呈较差～极差级的占 55.0%。可以说，经过这些年国家在环保领域的大力投入，整体水源状况比以前有所改善，但是污染程度仍然相当严重。

与此同时，我国水资源存在严重不足。我国600余座城市中，有2/3供水不足，其中1/6严重缺水;而占全国城镇人口41%和城市工业总产值35%的北方地区，缺水形势更加严峻。

2.2城市内涝问题

2011年6月23日下午4时30分左右，北京突降暴雨，城区多处积水，多处道路瘫痪，形成了众多网友眼中的北京新八景，比如“二环观海”、“水上机场”、“地铁瀑布”等等;7月26日晚上10点左右，北京再次迎来了一场暴雨，多处路面积水严重，汽车泡在齐腰深的水里，寸步难行;8月9日傍晚18点左右，强降雨又一次倾城而下，北京再次变成一片泽国。

2011年进入雨季以来，广州、深圳、重庆、杭州、南京、南昌等城市，“东方威尼斯”的称号在中国多地开花。

在长江沿线的杭州、南昌、武汉等城市，内涝几乎已经是生活的一部分，只要遇到暴雨，必定出现程度不等的内涝。

2.3地表下沉问题

更让人忧心的是，因为缺水导致地下水的超采，造成地表的不断下沉。

据2011年3月份江苏、浙江、上海三省市地矿部门联手撰写的调查报告显示，上海市区，江苏的苏州、无锡、常州地区和浙江的杭州、嘉兴、湖州地区已经形成了3个区域性沉降中心，成了长三角地区的三大“漏斗”，长三角地面沉降区域内累计沉降已经超过200mm，给这一地区带来了超过3000亿元的经济损失。

《2013中国国土资源公报》显示，2013年，全国共发生各类地质灾害15403起，其中地面塌陷371起、地裂缝301起、地面沉降28起。

3综合整治建议

3.1在农村发展生态农业生产方式，大力推广沼气池

的应用

（1）为农村提供廉价优质的燃料 。一户3～5口的家庭，建造一个6～10m3的沼气池，只要原料充足（每天投入相当于4头猪的粪便量即可，包括人畜排泄物以及秸秆、树木修剪枝叶等），可提供一家人的做饭等的燃料问题。

（2）改变农民旧的生活习惯，改善农村居住环境。 将沼气池和厕所、猪圈建在一起，不易滋生蚊虫，没有臭味，对消灭血吸虫病和钩虫病等传染病能起到重要的作用。

（3）促进生态农业和畜牧业的发展。沼气池出来的废弃物是沼液和沼渣，可以作为农药添加剂、肥料、饲料等来使用，且是绿色的环保肥料，大大减少化肥给农业带来的危害，有利于生产绿色产品和无公害产品。

（4）沼液呈中性，卫生环保效果好，基本能达标，有利于当地水源的保护。

尤其小型/家用型沼气池，可以大力推广（玻浪纹）玻璃钢地埋式沼气池，其与（传统）砖混结构沼气池相比有如下几个特点。

（1）玻璃钢材质沼气池密封性好，绝不会产生因地基沉降而引起的断裂破损和池内出现板结浮渣层现象，绝无渗漏，彻底解决了砖砌化粪池污染地下水的问题，保证了沼气池可靠性运行和厌氧产气的功能。

（2）抗压强度高，产品结构设计合理，受压均匀，经循环测试，卡车在上部辗压不沉降，不变形。

（3）占地面积小，本产品占用面积为传统化粪池的50%左右，节约了土地资源，具有场地选择灵活的特点。

（4）安装施工方便，可根据场地需要自由组合安装。

（5）使用寿命长（基本和建筑物使用期一样长）， 且耐潮湿、耐酸碱、耐氧化、高低温无变形。

（6）经济指标低， 整体造价约为钢筋混凝土结构的80%左右。

综合利用沼气池是改变农村环境的一个重要途径。如西藏不少农村地区，大多数家庭有牦牛和马、羊等不少牲畜，却将木柴作为主要燃料，不但浪费了林木资源，而且弄得一屋子乌黑，不利美观;牲畜粪便也让蚊子苍蝇到处滋生，甚至有些城镇的街道上，遍地是牲畜粪便，让游人望而生畏。而要综合解决以上问题，发展适宜当地的沼气模式是一个不错的选择。集约化养殖场的污染治理问题，同样可通过发展沼气得到解决。另外，我国农村偏远地区有些地方严重缺电，如牧区、海岛、偏僻山区等高压输电较为困难，而这些地区却有着丰富的生物质原料，如能因地制宜地发展小沼电站，则可提供电能。endprint

3.2在城市新建建筑中安装沼气池，改造原有化粪池

在城市建设的新建建筑中推广安装沼气池来处理人们日常生活中的生活污水，同时将城市原有的化粪池（根据实际需要）进行改造或另设，使其成为沼气池系统。

化粪池改造成沼气池系统的方法包括以下内容。

（1）在城市原有的化粪池中（通过检查井）加设膜分离设施过滤装置，滤掉大部分水和合成洗涤剂等物质（发酵液的浓度范围是2%～30%，浓度愈高产气愈多），膜分离设施过滤装置见图1。

（2）将化粪池加强密封措施如进料口加设弹性开关（进料时由于来料的重量及速度的冲击，开关打开，反之关闭），并通过检查井设置导气管等装置;可在沼气池中设搅拌装置，促进料液混合，提高产气量等。总之，按照沼气池施工设计要求改造成沼气池结构，符合验收即可，见图2。

（3）产气室可适量加入一些水，以使干性物质和液体物质的配比达到利于产气的最佳浓度，并可加一些利于厌氧反应的填料，提升沼气的产量。

沼气池和化粪池最大的不同，一是密封措施严格，二是化粪池中不能含有例如厨房污水（含洗洁精和油污类）以及人们日常生活中用于洗浴和整理衣物等的过程中使用到的合成洗涤剂、衣物柔顺剂、消毒剂等影响沼气产生的物质，化粪池（沼气池）中加设以（东华大学研制的）新型大通量、低成本、多组分复合纤维膜（孔径为0.1μm）等为组件的膜分离设施，可以滤掉大部分水和合成洗涤剂等物质。

图1膜分离设施

图2（玻璃钢）沼气池（由城市现有的化粪池改造而成）

3.3铺设地面渗透砖，配备街区隐形水库

将环保多功能渗透砖（一种用瓷器废料和硅砂烧制成的雨水渗透砖）广泛铺设于人行道、广场、公园、住宅区等地。由于渗透砖为多孔结构，雨水等可迅速渗入地下，具有透气、防滑、减噪的功效。蓄积水分时，这种砖通过蒸发作用可抑制路面的温度，具有减轻城市热岛效应的效果;同时根据实际需要，在街区内配备隐形水库（由若干渗水井组合排列而成，结构上类似于蜂窝，上铺渗透砖;参考北京海淀地区隐形水库的设置）收集利用雨水;（根据当地城市实际情况）部分雨水也可通过地下雨水管道就近流到城市中的湖泊或水塘中（借鉴千年不涝之城赣州的福寿沟的做法），以增加雨水排出口。雨水管道的构建，尽量利用城市已建的地下通道设施。

3.4采用SPR污水处理系统

（1）引进美国发明的SPR污水处理系统，或（国内）其他同样能快速处理日常污水且处理比较彻底的污水处理系统。按照城市地形地向，以街道或小区为单元划片，每个单元配置SPR污水处理系统（可以安装在比较大的沼气池附近），并将单元内每个沼气池出水管口连接到SPR污水处理系统进水管道，净化沼气池出水，使出水标准达到国家三级水标准;同时并联连接该单元区域内本身不能进行污水处理净化，排放不达标的工厂（可向企业收取一定排污费用）。

（2）将雨水管道收集的多余雨水通过地下管道就近接入本单元配置的SPR污水处理系统，在汛期尤其是暴雨时，此SPR污水处理系统不处理沼气池出水口出水（可将连接的沼气池出口关闭），全速处理雨水汇流而成的污水。

（3）将 SPR污水处理系统净化过的水进行回收利用，重新进入城市水循环作为杂用水（中水），供市政用水（路面洒扫、园林绿化、车站公厕），以及洗车厂等;各SPR系统的出水管可以联网，方便输送到需要使用中水的企事业单位等地方。

3.5建设蓄水型屋顶

充分利用成本较低的处理技术将屋顶处理成蓄水型屋顶 （现在的屋顶一般为防水型屋面，因此，将楼顶的排水管进口堵住即可;更可以设置灵活简单的遥控开关由顶楼住户控制排水管开/关等），甚至可以鼓励和引导相关人员承包部分屋顶，建成菜园或花园等绿化型屋顶。当然对于城市地面来说，植树造林等保持水土的措施，在条件许可的情况下多多益善。这样安排，可以减少暴雨时水流汇聚，避免形成城市内涝。

3.6改造沼气池管网

可由当地政府相关部门负责本地沼气池及管网改造，以及SPR系统的引进，再将沼气和中水、有机肥等统一管理（销售）;或可引进相关投资方进入（部分）相关环保项目的运作，成立综合类污水处理企业，构建以上述几点要求为核心目标的城市污水与内涝综合处理系统;投资改建相关管网和沼气池等设施，并通过并网销售沼气（将沼气用于燃料电池发电，也是有效利用沼气资源的一条重要途径），以及中水和有机肥，向企业收取排污费用等收益来获取利润。

有机肥可以成为增肥沙漠的原料，可以有针对性地选择沙漠附近的城市直接管道输送，如利用北京、内蒙古等地城市的卫生设施改造成沼气池后，以管道输送液态的有机肥进塔克拉玛干沙漠及内蒙古自治区内的沙漠，改善沙漠环境;或制成干性的有机肥再销售，变废为宝。

4优点

（1）通过收集雨水、工厂废水、生活污水，经过SPR污水处理系统净化回收的水作为杂用水，重新进入城市水循环，从而节约水资源。

（2）集中管理并利用生活污水建立众多的沼气池（群），不但可生产沼气能源和有机肥，变废为宝，更重要的是有力地抑制住了水源的重大污染源之一，从而更好地保护水资源。

（3）SPR污水处理系统的先进净水工艺保证工厂排放的废水和生活污水得到有效的净化;另外， SPR污水处理系统的出水大部分始终只在杂用水循环系统循环，两者都有起到保护水资源的作用。

（4）以城市为对象考虑污水净化处理，各工厂等分摊成本，既保证以低投入来建设先进的污水处理中心，也避免（某些规模较小的工厂）污水处理中心的重复建设及污水排放管理漏洞（小企业也有能力承担分期缴付的排污费用）;同时确保污水的流量，以保证中水（生活杂用水）的稳定供应。

（5）地面的透水砖、楼顶的蓄水措施和增加地面绿化以涵养水土的措施， 可以减少雨水汇集，从而减轻或避免城市内涝。

（6）水资源既得到保护，也节约了自来水的使用量，城市供水可以得到保证，从而避免过度开采地下水，造成地表沉降。

5结语

以城市为单元的污水处理与城市内涝综合整治系统，可以有效治理和改善该地区的污水和内涝问题，特别是在农村和城市大力推广沼气池的措施，可以大范围改善水源污染的问题，且由于创新性地利用膜分离设施改善了沼气池的产气率，从而使沼气池的利用大大提高了价值。

当然，各地城市可以因地制宜，根据当地的实际环境和现有的城市给排水系统等，针对薄弱环节，增设或改造上述综合整治系统中的相应项目来改进当地的环境保护工程，例如引进SPR系统，如果当地污水处理系统现有配置较齐全（有足够的污水处理能力容纳沼气池出水），则可以不设置;在实际操作中，（新建）小区的自来水管、中水道、下水道，甚至燃气管道，是可以四管并行的，或管管相嵌，如将雨水管道设置成相对宽大的水泥管（高度至少以能容人维修为宜，且每隔一定距离设置垂直维修入口，直通地面，平时用井盖密封），（上半部）内置钢管或塑料管（自来水管、下水道、中水道、燃气管道等），这样既减少施工量，维护也方便，还可大大增加雨水管道容量，防止城市内涝。

参考文献：

[1]李建锋. 城市污水处理厂的现状及有关问题思考[J].绿色科技，2013（6）.

[2]杨健，施鼎方. 城镇污水处理绿色技术及其进展[J].环境污染与防治，2001.

[3]张丽. 城镇污水处理设施建设探讨[J].绿色科技，2012（4）.endprint