摘要:目前,我国城市建设在不断加快,污水提质增效是海绵城市建设的重要组成部分。以高密度城区为研究对象,分析污水系统效能现状和存在问题,借鉴国际及国内城市污水提质增效成功经验,结合海绵城市建设要求,提出高密度城区污水系统完善、排水管网排查、雨污分流改造和合流制暗涵整治等方面策略,以期对高密度城区污水提质增效有一定的指导意义。
关键词:海绵城市;污水提质增效;高密度城区;排水管网
引言
随着快速城镇化进程的迅猛推进,我国许多城市的建设密度不断被提高,城区建设的高密度化成为非常普遍的现象。城市中常见的高密度区域包括CBD、总部经济区、商业街区、高密度住宅区、城中村及科技园区等,几乎涵盖了人们工作和生活最为重要的场所,是我国城市特征的典型代表。尽管高密度城区是随着城市集聚发展的一个必然产物,但其在暴雨等极端灾害下暴露出来的低下抵御能力着实令人担忧。由于高密度城区地表基本上被水泥、柏油等不透水材料所覆盖,当暴雨来袭时,其对雨水的下渗和吸纳能力不足,导致地面径流量很大,因而往往对城市造成不可估量的冲击。在常见的水灾害问题当中,最明显的当属内涝问题。
1现状及存在问题
1.1工艺流程
针对一级A出水指标,城市污水处理一般采用预处理+二级生化处理+深度处理工艺。本次设计预处理采用粗格栅+调节池+细格栅+曝气沉砂池;针对设计进水水质,对于二级处理和深度处理,可行性研究报告采用了改良A2O+高密度沉淀池+反硝化深床滤池+二氧化氯消毒的处理工艺,该套污水处理工艺较为稳定可靠,得到了评审专家的一致认可。根据笔者多年设计经验,对于寒冷地区污水处理厂的脱氮除磷工艺,采用A2O工艺更为成熟稳定;高密度沉淀池具有表面负荷大,处理效率高,单位面积产水量大,占地面积小等特点;反硝化深床滤池能够对于TN、TP和SS起到把关作用,确保达标排放;二氧化氯消毒具有消毒持续性强等优点;污泥处理采用国内使用较为广泛的机械浓缩+离心脱水机工艺;除臭工艺采用生物除臭处理。
1.2传统雨洪应对策略的集中式特征
长期以来,城市规划对于城市自身产生的需求、废弃物或者外来冲击的应对策略主要是采用集中式的路径,其主要采取以下两种方式:(1)采用集中处理的树状结构方式。例如,采用集中建设发电厂的方式来生成日常所需的电量;采用集中建设垃圾填埋场的方式来统一处理日常垃圾;采用集中铺设雨水收集设施的方式来汇集和处理雨水等。这种方式的典型表现形式是构成了一个树状的城市应急体系,由末梢(收集设施,如雨水井)—枝条(初级输送设施,如雨水支管)—主干(高级输送设施,如雨水干管)—根部(处理终端,如污水厂)组成。不难发现,这一体系的重要特征是所有节点之间的内部联系都是单向的,每个节点与上下游节点之间只有一个联系渠道。(2)倾向于采用人工化改造的方式。例如,在雨水处理中采用人工管网统一收集和输送的方式,因此在许多城市的自然河道改造中,河道沿岸越来越多地被裁弯取直、硬质化,河道内部则被埋设进耗资巨大的排水管道。据统计,20年前全国还有大约5万条河流,但到2012年第一次全国水利普查统计时,其中的2.8万条河流已经不见了。以深圳为例,河道填塞、水面缩减现象就非常突出,河道主干化、渠道化严重,大量湖泊、湿地被填埋占用。1970~2003年,深圳河道数量减少了542条,目前仅剩下300余条城市河流,缩减比例高达62.4%,城市水面率则减少了65.3%。长此以往,自然界原有的雨水调蓄功能将逐渐丧失,城市自然水循环被破坏,人工系统转而成为雨水循环的主要渠道。事实上,以上两种方式具有内在的紧密联系,很多时候是平行实施的。
由于受工业时代的影响,城市规划师们直觉地相信社会的效率性是处理城市问题的重要原则。
2污水提质增效策略
2.1雨污分流改造
针对思明区雨污分流改造存在的困难和问题,结合海绵城市建设理念,分别从源头(建筑)、过程(收集管网)和城市管理等方面作出具体要求,以期探索出一套符合实际、成效较好的雨污分流改造模式。一是源头应优先利用雨水走地表、污水走地下的方式;二是排水单元宜将合流管作为污水管、新建雨水收集系统;三是市政道路宜将合流管作为雨水管、新建污水收集系统;四是接驳口应由市政园林行政主管部门审批位置、防止产生新的混接。
2.2区域大气环境容量控制措施
首先控制工业污染,市政府应高度重视工业污染,应有计划的关闭污染较大的企业;督促企业优化生产工艺以及能源结构,减少污染物的排放或实现闭路循环利用;提高企业的大气污染控制技术,并加强对他们的监督管理。其次加强对机动车尾气排放管理,严格控制机动车尾气排放标准,加速淘汰不合标准的机动车,大力提倡绿色出行。最后制定大气污染防治计划,由市环保局牵头,制定大气污染防治计划,提出污染物削减方案并加以有效实施,保证大气污染物尤其是PM10排放量得到有效控制,使宁国市区域大气环境容量拥有较大的富余空间,从而保障区域环境空气质量。
2.3构建分布式的水生态基础设施
实际上,在我国传统建筑和聚落的规划设计中,就曾经充分体现了分布式处理的思路,其中的做法可以概括为“分散收集、循环使用、分级汇合”。在某等地的乡村聚落规划中,各个民居经常采用天井或者中庭的方式,在其间布置一处长方形的蓄水池,与周边的坡状屋檐正好形成上下对应的关系。在雨季,这个蓄水池能够承接住屋顶顺流而下的雨水,既可以在天井中留存作为每个家庭洗漱用水,也可以将多余的雨水通过蓄水池底下埋设的透水孔疏散出去。而且,雨水的收集和疏流也有不同的途径:有的通过地形坡度、屋檐、散水及明沟等排放到周边自然环境中,有的通过集中收集汇合排放到河道或者溪流中。在这一过程中,每个民居无形中所扮演的角色既是一个雨水的收集器,也是一处调蓄体。
结语
高密度建成区人口密度、建筑密度和开发强度均相对较高,是人、水矛盾突出的地方,特别是在早期“重地上轻地下”、“重面子轻里子”的发展观念下,地下排水管线建设长期投入不足,导致城镇污水收集处理设施生活污染物收集效率不高、局部生活污水直排、溢流污染控制不到位等问题,污水处理系统效能大打折扣。因此,高密度建成区应在对城镇污水收集、处理系统进行全面而有重点的排查的基础上,以完善生活污水收集管网为重点,通过系统、综合的措施实现污水处理系统质量和处理效能的提升。
参考文献
[1] 唐建国,张悦,梅晓洁.城镇排水系统提质增效的方法与措施[J].给水排水,2019,45(4):30-38.
[2] 臧鑫宇,焦娇,王峤.既有城区生态韧性问题解析与空间优化策略研究[J].城市建筑,2019,16(15):34-38,55.
[3] 王宁.厦门海绵城市专项规划编制实践与思考[J].城市规划,2017,41(6):108-115.