乔岩石 (安徽省城乡规划设计研究院,安徽 合肥 230022)
对不符合流域和地区排放标准的污水处理厂进行提标改造,在国土空间规划的指导下,适当考虑初期雨水等因素,校核污水处理厂规模,加快补齐处理能力缺口,大中型城市污水处理厂建设规模适当留有余量。现有进水生化需氧量浓度低于100mg/L的城市污水处理厂,要对污水收集片区进行“一厂一策”系统化研究并提出整改方案。
剩余污泥处理方面要限制未经脱水处理达标的污泥进入垃圾填埋场,尽量消减污泥填埋规模。可将垃圾焚烧发电厂、燃煤电厂协同处置方式作为污泥处置的补充。加强无害化、资源化利用方式,如厌氧消化、好氧发酵等方式处理污泥。
1.2.1 管理方面
加强规范居住小区和公共建筑生活污水接入市政污水管网的管理。新建地块的污水系统必须健全,并接入市政污水管网。已有的居住小区和公共建筑生活污水未接入的,应加快局部管网改造。
从源头严控污水接入管理,城市建成区沿街经营单位和独立排水户,应该达到接管标准取得排水许可后接入市政污水管网。健全污水接入服务和管理、建立健全生活污水应接尽接制度、“小散乱”规范管理制度及市政管网私搭乱接溯源执法制度,杜绝污水直接排入雨水收集口。做好排水管网及设施的日常维保工作。
1.2.2 技术方面
对于新建区域严格执行分流制排水体制,确保污水管网敷设最终排入污水处理厂。因地制宜采取溢流口改造、截流井改造、破损修补、管材更换、增设调蓄设施、雨污分流改造等工程措施,对现有雨污合流管网开展改造,降低合流制管网溢流污染。对于合流制区域进行雨污分流改造,主要方式如下:
图1 形式1
图2 形式2
①将原有的合流排水系统作为雨水系统保留,同时新建一套污水系统对区域内的污水进行收集转输。该方式一般适用于原有区域合流排水系统可以满足其日后雨季的排水能力的情况。
②将原有的合流排水系统作为污水系统保留,收集转输至污水处理厂处理,同时新建一套雨水系统对区域内的雨水进行收集排放。该方式一般适用于原有区域合流排水系统不满足日后雨季的排水能力的情况。
③信息系统建设方面:推进生活污水处理设施智慧监控运行管理平台建设,结合污水处理设施运行信息的实时采集传输与数据管理技术。主要包含基础信息、智慧监控、标准化运维、运维监督、资料库、专题分析、公众参与、系统管理等功能模块。平台对处理工艺、设计规模水质、水量、用电、巡检/维修记录、按月自检水质数据以及运维监管信息进行分类分项管理,并通过数据可视化和平台多维数据自助式分析,实现对处理设施的处理过程监控、水质监控、设施运行状态评估、时域和区域的汇总统计与趋势性分析,并对运行异常进行及时统计和报警。
污水处理率是指经过处理后的生活和工业废水量占污水排放总量的比重。
污水收集率是指收集生活和工业废水量占污水排放总量的比重。
图3所示为常规污水收集处理系统的简单示意,“收集率”针对排放前端指标考量,即排水户产生污水量中未直接进入自然环境的,被收集的污水的量占排水户产生污水总量比例。“处理率”则是对污水处理终端的指标考量,即污水处理终端处理的污水量占排水户产生的污水总量的比例。
图3 污水收集处理系统的示意图
在污水管网系统不存在渗漏、混接、错接等情况,也不考虑地下水、河水渗入等外界因素的影响,即为理想状态下的雨污分流制体系中的污水系统。理论污水处理率数值和理论污水收集率数值是相等的,两者之间的区别只是考量的角度不同。在实际工况中这种理想状态是不存在的,也就造成了实际考量指标需在这两个指标的基础上,进一步衍生出在基础数据的收集上具有可操作性的指标,目前较为常用的相关指标为污水集中处理率和生活污水集中收集率。
在实际操作中,经过处理后的生活和工业废水量统计太过繁杂,很难实现,而且分散处理的小型终端设施处理水质难以保证,所以一般采用污水集中处理率进行评估污水系统建设水平。
污水集中处理率=污水集中处理量/污水排放总量
污水集中处理量的数据采用污水处理终端设施测量设备监控获取。污水排放总量数据可根据当地污水排放指标,结合人口及工业排放情况计算获取,也可参照《中国城市建设统计年鉴》的统计数据确定。
污水处理终端设施测量值是通过污水管网进入终端的污水量,以我国的污水管网建设现状来看,存在不少雨污分流不彻底的区域,以前建设的合流制管网直接排放水系中,对水体造成污染形成黑臭。为了治理“黑臭水体”,很多地区采用截流式合流制排水,甚至将雨污合流管道的河道排放口封堵,雨污水全部进入污水处理厂。另外,部分区域污水管网施工时质量把控不严,污水管网存在着破损、沉降等现象,污水管网系统漏洞百出,导致地下水位高的地区的污水管进入大量地下水。
造成污水厂进水浓度低,雨天污水厂超负荷运行,严重的会出现污水厂内涝现象。污水厂实测污水量中“水分太大”,污水集中处理量数值甚至高于污水排放总量,计算出污水集中处理率大于100%。日常获取的污水集中处理率这一指标的数字一般都高于实际值。
“收集率”针对排放前端指标考量,而排水户端不可能全部安装流量监测设备,所以收集的生活和工业废水量无法准确统计。目前可能获取的数据只能从污水处理终端读取。前文已分析从污水量的角度入手无法得出准确的评价指标,需要一个从用户端到终端一直相对稳定的指标,并且该指标也要满足相对易获取的特征。
目前常用的“收集率”指标是从污染物的质量总量在排水户端转输至污水处理终端过程中相对稳定的特点入手。定义为收集的生活污染物量占生活污染物排放总量比重。
污水处理厂进水一般都含有部分工业污水的成分,而工业废水中的污染物和生活污水不同,和工业性质有关,无法像生活污水一样对某种污染物有一个相对稳定的参照指标。但目前我国对工业污水的量和各类污染物浓度监控较为严格,可相对准确核算工业污水中某种污染物的总量。生活污水集中收集率的公式如下:
生活污水集中收集率=污水处理厂日进厂水量×污水处理厂进厂生活污染物浓度-进厂的日工业污水中此污染物质量/排水总人口×人均日生活污染物排放量
以上公式中用水总人口等同排水总人口,在工业污水对不含此污染物或对该污染物的影响权重较小的区域,公式可变形为如下:
生活污水集中收集率=污水处理厂日进厂水量×污水处理厂进厂生活污染物浓度/用水总人口×人均日生活污染物排放量
以上公式需满足三个假设:①污水在转输过程中没有通过管道外漏;②混入污水管道中的“外水”不含该污染物;③污水在转输过程中未发生降解损耗。一言蔽之,污水在收集至终端的过程中某种污染物的量未发生变化。
随着我国城镇化进程的推进,对环境污染治理的日益重视,如何提升城镇生活污水收集处理能力,加大生活污水收集管网配套建设和雨污分流改造力度,加快补齐设施短板,完善生活污水收集处理设施体系,是解决城镇生活污水收集处理发展不均衡、不充分的矛盾的重要抓手。同时建立简单易得、准确的评价指标也是不可或缺的重要环节。