浅谈新形势下污水工程规划思路的转变

臧金双

(福建省城乡规划设计研究院 福建福州 350003)

引 言

近年水污染愈演愈烈，治理的迫切性日益显现。控制水污染、改善水环境的前提是要进行污染源的有效控制，有效进行污染源控制的重要措施之一是大力开展污水工程设施建设，增加污水量收集率，提高污水处理率，减少未经处理直接排河的污水量。而污水工程规划的合理性则会决定污水工程设施建设的科学性。

国务院《水污染防治行动计划》的发布对于推进环境治理体系和治理能力现代化有着重大意义。污水工程规划思路也应根据《水污染防治行动计划》的最新要求有所转变，传统的围绕污水如何收集到处理的污水工程规划思路已难以满足要求，新形势下，污水工程规划应围绕水环境达标而开展，以改善水环境质量为出发点和落脚点。本文以福清市城乡污水工程一体化专项规划为例予以探讨。

1 污水工程现状

(1)水环境现状

福清市主要水系为龙江及其支流，《2014年福州市环境状况公报》显示龙江流域水质功能区达标率95.8%，但应引起重视的是，近年来龙江流域重金属如Cd、Pb等指标已超过劣Ⅴ类水质。而福清市各乡镇内河污染情况不容乐观，基本表现为BOD5、NH3-N、TP等指标超过地面水V类水标准，但总体上水质呈现趋好发展态势。

近岸海域包含福清湾及兴化湾。福清湾的水质不尽理想，仅丰水期水质符合功能区水质要求，全年水质达标率仅为33.3%，其中枯水期为劣Ⅳ类水质，无机氮和活性酸盐超标。兴化湾氮、磷污染物的浓度超过Ⅱ类水质标准，其他DO、COD、重金属等符合Ⅰ类和Ⅱ类水质，未超标。

(2)污水处理设施现状

福清市现状污水处理厂3座，分别为融元污水处理厂、城头污水处理厂及江阴污水处理厂。融元污水处理厂现状总规模12.0万m3/d，污水处理后达到一级A排放标准，排入龙江;城头污水处理厂现状规模1.0万m3/d，污水处理后达到一级B排放标准，排入福清湾;江阴污水处理厂现状规模为4.0万m3/d，污水处理后达到一级A排放标准，排入兴化湾。

2 规划目标

强化源头控制，水陆统筹、河海兼顾，按照“城乡统筹、系统治理、相邻联建”的原则，实行以地形地势、流域统筹为主的污水系统布局，整合、优化、完善福清市城乡污水系统，以巩固和提升水环境质量;规划目标分近远期两阶段完成。

近期2020年，市域内各水系流域水质优良(达到或优于Ⅲ类)比例总体达到80%以上，城市建成区黑臭水体均控制在10%以内，近岸海域水质优良(Ⅰ、Ⅱ类)比例达到75%左右;力争水污染基本得到控制，污染严重水体较大幅度减少，近岸海域环境质量稳中趋好。

远期2030年，市域内各水系流域水质优良比例总体达到90%以上，城市建成区黑臭水体总体得到消除，近岸海域水质优良(Ⅰ、Ⅱ类)比例达到90%左右。水污染得到根本治理，生态环境质量全面改善，生态系统实现良性循环。

水环境目标及功能区划图

3 水环境容量估算

水环境容量由自净容量、稀释容量和附加转移容量三部分组成，水环境容量的计算公式为:

式中:Q0、C0—进口断面的入流流量和水质浓度;q—旁侧入流流量;

Cs—该水体的水质目标;

V—水体体积;

K—降解系数。

流域水环境容量计算作为确定污水处理程度、尾水排放标准及是否设置深度处理以达到水环境目标的度量标准，由于部分计算参数获取困难，相对于规划这一层次而言，舍弃Q0(Cs-C0)稀释容量项及qCs附加转移容量项两项，只计算静态环境容量即可满足估算精度要求，为此只计算KVCs自净容量项。该项中的降解系数K取值参考《全国地表水水环境容量核定技术复核要点》及福清市近几年所积累的龙江等流域有关研究资料(表1)，评价指标选择CODMn及NH3-N。

表1 福清市主要水系理想水环境容量估算表

近岸海域评价指标选择CODMn，以域内各类环评计算成果为准，福清湾海域水环境承载力计算结果是CODMn为1.644万t/a，兴化湾约为2.94万 t/a。

4 规划排水体制

2020年前完成全市域所有合流制管渠向截留式合流制排水的改造，使流域内不再有直流式合流制排水管渠。中心城区及各主要工业园区逐步开展截留式合流制向分流制改造，并对公建商业区域、工业园区厂区的初期雨水进行收集，将一部分截流的初期雨水由原截污干管或过水能力富余的污水干管输送至污水处理厂处理。力争水污染基本得到控制。

2030年前完成全市域所有合流制管渠向分流制排水的改造，形成较为完善的分流制排水系统，使流域内不再有合流排水管渠。有条件的地区将初期雨截流管逐步与污水干管分离，初期雨水通过单独的初期雨水截流管输送到污水处理厂处理或设置专门的初期雨水处理构筑物分散处理，对现有分流制排水地区或有条件集中改造地区可提前实施对初期雨水的单独截流和处理。水污染得到根本治理。

5 集中污水处理管理区及其污水量预测

集中污水处理管理区的框架搭建立足于流域排水分区及规划建设用地布局之上，按照尊重自然、统筹规划、配套建设、保障安全、综合利用的原则，打破行政区划，统筹考虑集中处理和分散治理两种方式，优化污水处理设施布局，平衡水环境容量余缺，形成福清市域城乡污水统筹治理格局。

图1 排水分区图

规划将福清市域划分为8个集中污水处理管理区:(1)中心城区集中污水处理管理区;(2)元洪投资区集中污水处理管理区;(3)渔溪集中污水处理管理区;(4)江阴集中污水处理管理区;(5)龙田集中污水处理管理区;(6)闽台蓝色经济产业园集中污水处理管理区;(7)高山集中污水处理管理区;(8)一都集中污水处理管理区。各集中污水处理管理区排水分区划分如下:

中心城区集中污水处理管理区:太城溪流域排水分区、虎溪流域排水分区、大北溪流域排水分区、东部新城排水分区、关溪流域排水分区及火车站小流域排水分区。

元洪投资区集中污水处理管理区:大坝溪流域排水分区、溪边溪流域排水分区及东皋溪流域排水分区。

渔溪集中污水处理管理区:西港上游流域排水分区及东港流域排水分区。

江阴集中污水处理管理区:西港下游流域排水分区、高岭溪流域排水分区及沾泽河流域排水分区。

龙田集中污水处理管理区:龙溪流域排水分区及半岭溪流域排水分区。

闽台蓝色经济产业园集中污水处理管理区:闽台蓝色经济产业园排水分区、三山滨海温旅片排水分区(港头镇部分)。

高山集中污水处理管理区:三山滨海温旅片排水分区(三山镇部分)、城山溪流域排水分区、瑟江港流域排水分区、北垞港流域排水分区、高山湾流域排水分区、牛头尾作业区排水分区及西尾溪流域排水分区。

一都集中污水处理管理区:一都溪流域排水分区。

以上各集中污水处理管理区远期污水量预测结果如(表2)。

表2 远期(2030年)各污水集中处理管理区污水量预测表((万m3/d))

6 污水处理设施规划及水环境承载力分析

在污水量确定的基础上，按集中程度的不同，针对方案一相对集中处理、方案二区域集中处理及方案三城镇分散处理三种方案进行比选。由于方案一、二污水处理集中程度高，流域控制广，受纳水体多，便于选择有富余环境容量的河流水系用于尾水排放，因此，方案一和二均可以在各自的片区或污水集中处理管理区内使污染物削减量接近污染物入河量，即仅通过污水处理系统建设，各区就可以使其分区内的水环境质量达标。而方案三以各个镇为单元建设污水处理厂，不能统筹地各镇的环境容量合理组合分配，如三山、东张及镜洋的污染物削减量难以满足排放水体的需求，也就是说当污水处理系统完善后，某些镇仍需花费大量精力削减面源污染，而某些乡镇及工业园区如上迳、蓝色经济产业园等则坐拥大量剩余环境容量不能很好的利用。

对于生态补水而言，方案一、三利用污水量大、稳定的特点，将污水处理厂分布在不同流域，可将部分尾水处理后作为水系的生态补水，使水系保持流动水面，并与河道改造相结合，形成水清岸绿的河流生态系统。而方案二仅能对单一水系进行生态补水。

最终采用相对集中污水处理设施布局方案。具体情况如(表3):

表3 福清市污水处理厂(站)规划建设情况汇总表

图2 污水系统图

表4 主要受纳水体水环境承载力分析(t/a)

对主要受纳水体水环境承载力分析估算表明，远期污水经污水处理厂处理后，COD年排放量均可满足各受纳水体的相应水质目标下的环境容量要求，但个别流域如龙江、大北溪及大坝溪的NH3-N指标则超出了水环境承载力，其中龙江干流超出相对较多。为此提出以下缓解水环境承载力的措施。

融元污水处理厂和融侨南污水处理厂的尾水受纳水体均为龙江，为满足龙江尾水排放口所处断面水质达到地表水Ⅲ类标准要求，对于NH3-N此类处理难度较大的污染物，唯有进行深度处理才可能保证断面水质达标，故上述两厂均应预留深度处理用地。部分或全部污水经深度处理，达到地表水Ⅳ类标准后再排放、回用。阳下污水处理厂及元洪污水处理厂同样应预留深度处理用地并采取污水再生利用措施以巩固和提高所在流域的水环境质量。

7 再生水利用

(1)再生水利用率

近期2020年:再生水利用率达到20%左右。

远期2030年:再生水利用率达到30%以上。

(2)利用途径

近期2020年:农业灌溉及景观环境用水。

远期2030年:农业灌溉、景观环境用水、城市杂用及工业回用。

(3)再生水水源及水厂规划

福清市域内除江阴第一污水处理厂(存在大量的化工污水，污水再生利用成本较高，水质风险较大)、渔溪污水处理厂(再生水潜在需求较小)、城头污水处理厂(远离用户)及南岭污水处理厂不做再生利用外，其他污水处理厂均考虑污水再生利用。

阳下污水再生水厂:规模为1.0万m3/d，

元洪污水再生水厂:规模为3.0万m3/d

江阴二污再生水厂:规模为13.0万m3/d

其他污水处理厂污水再生利用规划如(表5)所示。

表5 其他污水处理厂污水再生利用指标控制表

8 结语

在开展污水工程规划设计过程中，将改善水环境质量贯穿始终，围绕水环境质量达标统筹污水工程规划有关内容，主要结论如下:

(1)污水处理厂布局规划的相关因素主要包括基础资料的选取、与其他相关规划的关系、规划目标、污水处理设施布局等。本文强调转变规划思路，提出以水环境质量达到某个目标，即污水工程规划应围绕水环境质量达标而开展;

(2)围绕水环境质量达标，以环境容量核定污水处理设施布局，量化水环境容量与排水分区划分之间的关系，合理组合污水集中处理管理区内各排水分区环境容量;

(3)基于污水集中或分散式处理的不同，提出污水集中式、相对集中式、分散式三方案，通过环境、经济、社会效益比选，在运行管理方式得当的前提下，福清市污水适宜相对集中式处理，即相对集中的建立中、小型污水处理厂。

[1]国务院.水污染防治行动计划[EB/OL].

[2]周鑫根.小城镇污水处理工程规划与设计[M].北京:化学工业出版社，2005.

[3]福建省城乡规划设计研究院.福清市城乡总体规划(2015—2030)(R).2015.

[4]福建省城乡规划设计研究院.福清市城乡供水一体化专项规划(2013—2030)(R).2013.

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