鄒艾華
(貴陽市城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究院,貴州 貴陽 550001)
近年來,國家高度重視基礎設施建設,城市地下綜合管廊、海綿城市等新型理念正廣泛應用于城市基礎設施建設中。文章通過開展貴陽市綠色、循環(huán)、低碳的污水處理規(guī)劃研究,探索符合山地城市特色的污水處理新模式,旨在節(jié)約土地資源、促進水資源循環(huán)利用、美化城市環(huán)境、推動城市可持續(xù)發(fā)展。
在日本和德國等發(fā)達國家,50%的污水處理采用了分散處理模式,而整個國家的污水治理則采用分散式與集中式互補的治理模式,并將污水治理由單一的達標向水資源綜合利用轉變,有效緩解了“水危機”問題。
重慶市地處中國西南部,位于長江上游地區(qū),河網水系強大,地貌以丘陵、山地為主,坡地面積較大,有“山城”之稱。重慶市城區(qū)污水處理廠至2020年將建成35座,現已建成20多座,實現“分散與集中”相結合的處理模式,有效解決了重慶市城區(qū)污水處理廠向河道補水和中水就地回用問題。
(1)污水處理廠布局由集中式向分散式轉變,即污水就地收集、就地處理和就地回用,無需新建大量排水管網和中水回用管網,減少了投資,同時解決了污水長距離輸送中跑、冒、漏、滴等突出問題。
(2)污水再生回用由單一河道補水向多種途徑轉變,近年來我國城市污水廠不斷提高出水水質,污水再生利用被大量應用在工業(yè)廢水冷卻、農田灌溉、市政雜用、環(huán)境娛樂、生活雜用及補充地表水等方面,實現了水資源的綜合利用,減少了城市新鮮水消耗。
貴陽市是以山地、丘陵為主的丘原盆地地區(qū),地貌類型多樣,喀斯特地貌大量分布,占全市總面積的73%,形成了峰林、溶溝、峽谷、溶洞為一體的絢麗景觀;中心城區(qū)各區(qū)域地形落差大,如觀山湖區(qū)與老城區(qū)高差約200m,屬于典型的山地城市。中心城區(qū)受黔靈山脈、百花山脈、南岳山脈等自然山體分隔,城市建設呈組團式布局,形成“雙核、八片、多組團”的城市空間布局形態(tài)。
貴陽市中心城區(qū)現已建成43座污水處理廠,污水處理廠出水水質基本達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)一級A標,其中青山、麻堤為地下式污水處理廠,部分出水指標達到Ⅳ水體,污水處理廠尾水主要補充河道用水。
(1)污水集中處理,導致污水輸送管網長,污水溢流污染河道。山地城市呈組團式發(fā)展格局,污水集中收集處理需要建設長距離管道,存在污水“跑、冒、漏、滴”等現象,且污水處理廠出水不能就近補充河道景觀用水。
(2)污水處理廠衛(wèi)生防護距離要求高,選址難問題突出。傳統(tǒng)污水處理廠需要較大衛(wèi)生防護距離,由于貴陽市土地資源緊缺,在老城區(qū)建設污水處理設施基本不滿足衛(wèi)生防護距離要求,污水處理廠選址基本不能落地。
(3)城市污水處理廠再生水利用較低。城市污水廠出水現狀主要是直排河道,在城市綠化、道路澆灑、洗車等城市雜用水行業(yè)再生水利用推進緩慢,污水未能實現有效再生循環(huán)利用。
目前國內外關于污水處理廠的布局模式主要分為分散式布局與集中式布局。分散式布局是指在相對較小的區(qū)域范圍內建設中小型污水處理廠,規(guī)模宜為1萬~5萬m3/d。集中式布局是指建立大中型污水處理廠,將較大范圍內的污水統(tǒng)一收集再處理,規(guī)模宜為5萬m3/d以上。
貴陽市結合山地城市和組團式發(fā)展的特點,按照“分散為主,集中為輔”的總體思路,規(guī)劃因地制宜建設一批大、中、小、微型污水處理廠。
(1)大型污水處理廠(大于10萬t/d):主要布局在河道主干流下游區(qū)域。
(2)中型污水處理廠(5萬~10萬t/d):主要布局在河道支流及城市新區(qū)、工業(yè)園區(qū)。
(3)小型污水處理廠(1萬~5萬t/d):主要布局在重要排水主干線(排水大溝)末端、大型新建居住區(qū)及公建。
(4)微型污水處理廠(小于1萬t/d):主要布局在新建中、小型居住區(qū)或公建區(qū)域,以配套建設為主,目的在于從源頭推進中水回用。
新的布局模式可解決污水廠選址難、衛(wèi)生防護距離要求高以及山地城市管網建設難的問題,將污水就近處理、就近回用,符合貴陽市山地城市和組團式發(fā)展的特點。中心城區(qū)污水處理規(guī)劃如圖1所示。
圖1 中心城區(qū)污水處理規(guī)劃圖
傳統(tǒng)地面式污水處理廠占地面積大,周邊衛(wèi)生防護距離要求高,對用地緊張的山地城市有較大影響,而且在城市中心區(qū)建設地面式污水處理廠,居民反對意見大,鄰避效應突出,選址比較困難。貴陽市為了解決污水處理廠選址難的問題,探索建設地下式污水處理廠。貴陽市現已建成青山、麻堤2座地埋式污水處理廠,污水處理廠地面為公園,為當地居民增加了休閑場所。地下式污水處理廠建設已經得到居民的有效接納,同時解決了城市污水處理廠選址難的問題。
提高污水處理廠出水標準,在城市雜用水、工業(yè)用水、景觀用水等領域加大對污水處理再生水的利用,使污水處理廠采用以回用為主,排放為輔的排水模式。
以貴陽綜合保稅區(qū)和貴州雙龍航空港經濟區(qū)為例,兩個片區(qū)均位于貴陽市飲用水源上游,按照環(huán)保要求,尾水均不能直接排入河道。按照傳統(tǒng)模式,污水處理廠尾水需要擴流域排放,工程造價高,實施難度大。
傳統(tǒng)模式是在河道下游集中收集設置污水處理廠統(tǒng)一處理,尾水通過隧道跨流域排放,保護下游飲用水源。
新模式是分散式布局污水廠,規(guī)模為1萬~5萬t/d,污水處理廠尾水采用新工藝(膜處理)進行深度處理,尾水排放標準要求達到Ⅳ水體,部分指標達到Ⅲ類,作為區(qū)域中水回用,多余的中水通過濕地進一步凈化處理后達到地表Ⅲ類水體,可以作為河道景觀補水,解決尾水排放與水源保護矛盾。
(1)末端建設污水處理廠。針對匯水面積大、服務人口多、污水量穩(wěn)定的排水大溝,規(guī)劃在排水大溝末端建設小型地埋式污水處理廠,確保排水大溝在旱季和小雨時均不溢流。
(2)源頭減量+調蓄。針對實施雨污分流、末端建設污水處理廠困難的排水大溝,結合海綿城市建設,源頭實施雨水資源化利用,減少雨水進入排水大溝,在排水大溝中端或末端建設調蓄池,減少雨季污水溢流。如松山路排水大溝、沙沖路、花果園、中東等排水大溝建設初期雨水調蓄池。
(3)分流部分市政主干道雨水及大溝地下補給水。根據老城區(qū)排水管網調查資料,結合貴陽市老城區(qū)道路改造、棚戶區(qū)改造、輕軌建設、管廊建設等,沿道路新建部分雨水管道(約20km),有條件分流部分市政主干道雨水,實現清水(雨水、地下水、井水)直接入河,污水進廠,減少雨水進入排水大溝和污水處理廠,緩解截污溝溢流(小雨、中雨不溢流)次數,保護河道水質。
應用海綿城市理念解決城市雨污合流對河道的溢流污染。雨污分流建設是城市污水收集管網建設的主要難點,特別是老城區(qū)基本以截留式合流制為主,傳統(tǒng)截留式合流制污水收集方式處在一定問題,如在雨季大量雨水進入污水收集系統(tǒng),截污溝污水溢流現象頻繁發(fā)生、污水處理廠進水濃度低等問題依然突出。
貴陽市在城市排水系統(tǒng)改造和建設中探索新模式,應用海綿城市理念,在排水大溝中建設污水管,旱季,污水全部通過污水管收集至污水處理廠,在主要排水大溝建設雨水調蓄處理設施;雨季,將雨污混合低濃度水收集至調蓄池,通過調峰處理達標后排入河道,既減少下游截污溝污水溢流情況,又減少對河道的溢流污染。
山地城市污水處理在小型化、分散化、地下空間利用等方面快速發(fā)展,隨著污水處理技術的不斷提高,污水處理新模式將得到廣泛應用,要通過建設地埋式公建復合型、公園型等分散式污水處理廠,構建山地城市綠色、循環(huán)、低碳的污水處理系統(tǒng)。