王崟膠, 馮 超

(1.中國(guó)城市建設(shè)研究院有限公司，北京 100120； 2.安陽(yáng)工學(xué)院 土木與建筑工程學(xué)院，河南 安陽(yáng) 455000)

圖1 區(qū)域位置圖

任丘市位于河北省中部，滄州市西北邊緣，京、津、滄三角地帶.千年大計(jì)—雄安新區(qū)的核心地帶，西北與白洋淀相望，京九鐵路、106國(guó)道縱貫全境.境內(nèi)的任丘油田是我國(guó)最大的一個(gè)古潛山油田.隨著任丘市城市化進(jìn)程的加快，原有的污水系統(tǒng)已不能滿足城市發(fā)展和市民生活、工作的需要.[1]主要表現(xiàn)為現(xiàn)狀污水處理廠的超負(fù)荷運(yùn)行，部分地區(qū)污水未能入網(wǎng)接入污水廠、部分地區(qū)排水不暢等.[2]另外，油田污水處理的局限性與保護(hù)環(huán)白洋淀區(qū)域的水生態(tài)環(huán)境，也亟需污水工程規(guī)劃的編制，來(lái)指導(dǎo)下一步的排水工程建設(shè)，也為雄安新區(qū)的建設(shè)營(yíng)造良好的周邊環(huán)境.[3]

1 污水量預(yù)測(cè)

根據(jù)《任丘石化煉油項(xiàng)目區(qū)總體規(guī)劃》《任丘市石化基地總體規(guī)劃》和《任丘熱電廠供熱機(jī)組工程可行性研究報(bào)告》，北環(huán)路以北、泰山道以東區(qū)域的1 000 萬(wàn)t煉油項(xiàng)目、100 萬(wàn)t乙烯項(xiàng)目和4×300 MW熱電廠項(xiàng)目的污水經(jīng)企業(yè)內(nèi)部污水處理廠處理后回用，外排水量為零.因此，本次污水工程規(guī)劃范圍為北環(huán)路以南規(guī)劃建設(shè)用地和北環(huán)路以北、泰山道以西規(guī)劃建設(shè)用地，服務(wù)面積約4 747.3公頃,其區(qū)域位置見(jiàn)圖1.規(guī)劃人數(shù)48萬(wàn)人，規(guī)劃人均綜合用水指標(biāo)按220 升/人·日，中心城區(qū)最高日用水量為10.56 萬(wàn)m3/d；2020年規(guī)劃人口58萬(wàn)人，人均綜合用水指標(biāo)按250 升/人·日，中心城區(qū)最高日用水量為14.5 萬(wàn)m3/d.根據(jù)污水量預(yù)測(cè)，結(jié)合城區(qū)用地現(xiàn)狀及規(guī)劃，確定各類用地污水量指標(biāo)[4]，見(jiàn)表1.

表1 2020年任丘市中心城區(qū)污水量指標(biāo)表

注：表中用地面積已扣除部分道路和綠化面積.

圖2 污水廠及管網(wǎng)現(xiàn)狀圖

規(guī)劃污水管道計(jì)算生活用地污水面積比流量指標(biāo)按 0.25升/秒·公頃控制，一般工業(yè)用地污水面積比流量指標(biāo)按0.45升/秒·公頃計(jì)算.[5]

2 污水處理廠規(guī)劃

結(jié)合總體規(guī)劃，依據(jù)現(xiàn)狀地形、排水管網(wǎng)現(xiàn)狀及現(xiàn)狀污水處理廠的布局，見(jiàn)圖2，并綜合考慮再生水回用、環(huán)境影響、實(shí)施難易程度等因素，本次規(guī)劃提出了兩個(gè)方案.

方案一：不考慮礦區(qū)南部污水處理廠的改造，集中擴(kuò)建城北污水處理廠，污水廠位于城區(qū)東北部、石化公司東側(cè)、三杰渠西側(cè)，污水廠規(guī)模9.0 萬(wàn)m3/d(現(xiàn)狀規(guī)模5.0 萬(wàn)m3/d)，服務(wù)于石化基地和熱電廠以外的規(guī)劃城區(qū)范圍，服務(wù)面積約44.6 km2.該方案污水干管布置在黃山道、裕華路、西環(huán)路、北環(huán)路、京開(kāi)渠東側(cè)綠化帶、希望路、燕山道、泰山道、工業(yè)東道等，規(guī)劃利用現(xiàn)狀第一、第二、第四污水提升泵站和油建小區(qū)泵站，新建9座污水提升泵站.泵站規(guī)劃情況見(jiàn)表2.

方案二：恢復(fù)礦區(qū)污水處理廠的功能，布置兩座污水處理廠，即擴(kuò)建現(xiàn)狀城北污水處理廠，并改造現(xiàn)狀礦區(qū)污水處理廠為城南污水處理廠.城北污水處理廠規(guī)模為6.5 萬(wàn)m3/d，負(fù)責(zé)京開(kāi)渠以西區(qū)域和京開(kāi)渠、渤海路、燕山道、北站路、東環(huán)路、工業(yè)東道、北環(huán)路合圍區(qū)域以及任丘開(kāi)發(fā)區(qū)的污水處理，服務(wù)面積約32 km2.污水干管布置在黃山道、裕華路、西環(huán)路、北環(huán)路、京開(kāi)渠東側(cè)綠化帶、泰山道、工業(yè)東道等，規(guī)劃新建7座污水提升泵站.

城南污水處理廠規(guī)模為2.5萬(wàn) m3/d，負(fù)責(zé)京開(kāi)渠、渤海路、燕山道、南外環(huán)路合圍區(qū)域的污水處理.服務(wù)面積約12.6 km2.污水干管布置在昆侖道、希望路、會(huì)戰(zhàn)道等，規(guī)劃利用礦區(qū)現(xiàn)狀第一、第二、第四污水提升泵站.泵站規(guī)劃情況詳見(jiàn)表3.

表2 方案一污水泵站規(guī)劃一覽表

表3 方案二污水泵站規(guī)劃一覽表

3 兩方案比選

兩方案的區(qū)別主要是建設(shè)路以南、泰山道以西規(guī)劃建設(shè)用地的污水處理去向不同，兩方案均對(duì)現(xiàn)狀永豐渠以東的礦區(qū)現(xiàn)狀污水管網(wǎng)系統(tǒng)充分保留利用，結(jié)合管網(wǎng)布置情況分別進(jìn)行介紹.

3.1 方案一

永豐渠以東現(xiàn)狀礦區(qū)區(qū)域：考慮到近期希望路東段不能形成，且希望路至裕華路段的永豐渠、京開(kāi)渠為封閉渠道，同時(shí)結(jié)合京開(kāi)渠退污還清的治理要求，規(guī)劃近期礦區(qū)污水仍沿用現(xiàn)狀格局，即將污水經(jīng)第三泵站提升后排入永豐渠，沿永豐渠向北匯入京開(kāi)渠，在裕華路與京開(kāi)渠交匯處將城區(qū)污水集中截入規(guī)劃京開(kāi)渠東側(cè)的污水截流干管渠，經(jīng)北環(huán)路污水總干管送入城北污水處理廠，同時(shí)實(shí)現(xiàn)京開(kāi)渠(裕華路至任文干渠段)的退污還清.遠(yuǎn)期結(jié)合希望路的建設(shè)，將該區(qū)域污水沿希望路—燕山道—北站路—泰山道向北接入北環(huán)路污水總干管，送入城北污水處理廠，同時(shí)恢復(fù)永豐渠、京開(kāi)渠(希望路至裕華路段)明渠，徹底實(shí)現(xiàn)永豐渠、京開(kāi)渠全線的退污還清.

永豐渠以西區(qū)域：污水沿昆侖道、東風(fēng)路向北、向西接入西環(huán)路污水干管，經(jīng)北環(huán)路污水總干管送入城北污水處理廠.

該方案近期將現(xiàn)狀城北污水廠擴(kuò)建為6.5 萬(wàn)m3/d，遠(yuǎn)期達(dá)到9.0 萬(wàn)m3/d.

3.2 方案二

近期充分利用礦區(qū)污水廠的用地和部分設(shè)施，改造為城南污水處理廠規(guī)模1.5 萬(wàn)m3/d，將永豐渠以東礦區(qū)污水送入城南污水處理廠，永豐渠以西區(qū)域污水沿昆侖道污水干管向南送入城南污水處理廠，遠(yuǎn)期擴(kuò)建為2.5 萬(wàn)m3/d.隨著該方案和京開(kāi)渠截流管(裕華路至北環(huán)路)的實(shí)施，可以在近期內(nèi)徹底實(shí)現(xiàn)永豐渠、京開(kāi)渠的退污還清.并將城南污水廠的達(dá)標(biāo)尾水作為永豐渠、京開(kāi)渠的生態(tài)景觀用水水源.

該方案城北污水廠近期維持現(xiàn)狀5.0 萬(wàn)m3/d規(guī)模，遠(yuǎn)期擴(kuò)建為6.5 萬(wàn)m3/d.

3.3 方案影響因素分析

(1)規(guī)劃角度：污水廠的布局選址一般要考慮位于城市規(guī)劃區(qū)的下游，以盡量依靠地形坡度和重力流收集城市污水，管網(wǎng)應(yīng)少穿鐵路、河流、高速等，便于實(shí)施，節(jié)約收集運(yùn)行費(fèi)用.除此之外，從規(guī)劃的角度，還應(yīng)注重規(guī)劃收集范圍的管道走向、水量布局、實(shí)施期限等情況，確定污水廠的最優(yōu)數(shù)量、最優(yōu)廠址位置.

(2)環(huán)保生態(tài)角度：一般要求污水處理廠建成后不要對(duì)周圍環(huán)境(指自然資源、水域、地下水、耕地、水產(chǎn)、風(fēng)景等)造成不可恢復(fù)的破壞，一般不宜設(shè)置在城市或居民區(qū)的上風(fēng)向、城市水源地近距離上游.除此之外，污水廠的布局選址應(yīng)關(guān)注建成投產(chǎn)后排放的污染物不超過(guò)地方環(huán)境容量所允許的范圍.

(3)處理工藝角度：一般城市污水處理廠以處理城市生活污水為主，污水可生化性較好，一般采用二級(jí)生化處理或進(jìn)一步深度處理.因此，污水廠選址時(shí)應(yīng)結(jié)合不同的進(jìn)出水要求，確定合理工藝和廠址用地，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，選擇最優(yōu)廠址.

(4)建設(shè)投資角度：城市污水廠的建設(shè)投資一般受用地規(guī)模、處理工藝、防洪、地基處理等要素影響，而且國(guó)內(nèi)大部分城市污水處理廠都采用BOT運(yùn)作，因此污水廠投資基本上可以得到較好控制.但是做為城市的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)而言，城市污水收集系統(tǒng)的投資往往比污水廠廠區(qū)的投資要大，而收集系統(tǒng)管網(wǎng)布局走向在一定程度上又受到污水廠廠區(qū)位置的影響.因此，從優(yōu)化投資的角度考慮污水廠布局選址時(shí)，應(yīng)通盤考慮污水處理系統(tǒng)的投資，同步考慮污水廠的布局選址對(duì)廠外污水干管布局與投資的影響，選擇總投資費(fèi)用最小化的廠址布局，確保布局的科學(xué)性.

(5)運(yùn)行費(fèi)用角度：大型集中污水處理廠具有較明顯的規(guī)模效益，大型污水處理廠在單位水量投資和運(yùn)行費(fèi)方面較小型污水處理廠有明顯的優(yōu)勢(shì).圖3是污水處理廠規(guī)模與單位污水量建設(shè)費(fèi)用的曲線，表明污水處理廠單位污水量建設(shè)投資隨處理廠規(guī)模增大而減小.圖4是單位運(yùn)行費(fèi)用隨污水廠規(guī)模而變化的趨勢(shì)圖，表明污水處理廠單位運(yùn)行費(fèi)用隨處理廠規(guī)模增大而減小.

圖3 污水處理廠規(guī)模與單位污水量建設(shè)費(fèi)用的曲線圖

圖4 單位運(yùn)行費(fèi)用隨污水廠規(guī)模而變化的趨勢(shì)圖

(6)再生水回用角度：水資源短缺已經(jīng)成為我們面臨的一個(gè)重要問(wèn)題，目前我國(guó)有300多個(gè)城市缺水，其中100多個(gè)城市嚴(yán)重缺水，污水資源化已成為解決水資源不足的一項(xiàng)有效措施.華北地區(qū)是我國(guó)缺水嚴(yán)重的地區(qū).因此，再生水回用也是污水處理廠布局規(guī)劃的一個(gè)重要因素.

3.4 方案對(duì)照分析

對(duì)以上方案影響因素進(jìn)行分析，詳見(jiàn)表4.

表4 方案一、二對(duì)照分析表

4 結(jié)論

(1)綜合上述，關(guān)鍵因素是投資、運(yùn)行費(fèi)用及再生水回用3個(gè)方面.

(2)任丘市水資源匱乏，本地淡水資源不能保證熱電廠、煉油廠用水需求，從再生水利用角度出發(fā)可采用方案一.

(3)從投資和運(yùn)行費(fèi)用角度出發(fā)，推薦方案二.即規(guī)劃城南、城北兩座污水處理廠.城北污水處理廠近期規(guī)模為5.0 萬(wàn)m3/d，遠(yuǎn)期擴(kuò)建至6.5 萬(wàn)m3/d；城南污水處理廠近期規(guī)模為1.5 萬(wàn)m3/d，遠(yuǎn)期擴(kuò)建至2.5 萬(wàn)m3/d.綜合考慮后，本次規(guī)劃推薦方案二.

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1] 秦德全，黃正策.德?tīng)柗品ㄔ谖鬯畯S規(guī)劃選址中的應(yīng)用[A].首屆中國(guó)城鎮(zhèn)水務(wù)發(fā)展戰(zhàn)略國(guó)際研討會(huì)論集[C].2012，7.

[2] 李小東.層次—灰色關(guān)聯(lián)分析法及其在污水處理方案優(yōu)選中的應(yīng)用[D].山西：太原理工大學(xué)，2006.

[3] 王繼斌，井敏莉.城市排水規(guī)劃編制合理性的探討[J].內(nèi)蒙古公路與運(yùn)輸，2016(4):49-52.

[4] 桑源.城市污水管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化之我見(jiàn)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010(19):79.

[5] 河北省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.任丘市城區(qū)排水工程專項(xiàng)規(guī)劃[Z].2010—2020.