范慧忠

（山西省建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院，山西太原 030053）

0 引言

市政給排水管網(wǎng)在城市日常運(yùn)營中發(fā)揮著重要的作用，是基本的民生工程，做好給排水設(shè)計(jì)工作，合理處理污水問題，可以為人們提供一個(gè)完善的城市給排水體系，有效緩解城市發(fā)展過程中的污水污染問題，改善城市環(huán)境，提升城市的現(xiàn)代化發(fā)展水平。

1 污水處理的重要作用

污水不僅會(huì)對(duì)城市的生態(tài)環(huán)境造成損害，還會(huì)因長期滯留在地下管網(wǎng)，或暴露在空氣中，而滋生出大量的病毒與細(xì)菌，污染人們的生存環(huán)境，不利于人們的身體健康。在市政給排水工程設(shè)計(jì)中，對(duì)污水進(jìn)行統(tǒng)一處理，采取有效的排放處理措施，降低污水的污染性，可以減小污水對(duì)城市的危害，同時(shí)，借助給排水統(tǒng)籌兼顧的功能，同步開展污水的處理與排放工作，不僅有助于提升城市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，還可以節(jié)約污水處理的成本投入[1]。

2 污水的分類以及污水處理內(nèi)容

按照污水的來源，可以將污水分為兩類，即工業(yè)污水與生活污水。其中工業(yè)污水主要是工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水，這種污水中含有大量的重金屬污染物，直接排放會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成極大危害；生活污水是城市居民日常生活中產(chǎn)生的污水，這種污水中含有較多的有機(jī)物、無機(jī)物以及混合物質(zhì)。按照污染性質(zhì)，可以將污水分為自然污染和人為污染兩類，城市污水屬于人為污染產(chǎn)生的污水，此類污水如果不經(jīng)過處理，直接排放至自然界中，將會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成極大的破壞，例如，工業(yè)污水的污染組分較為復(fù)雜，未經(jīng)過污水處理環(huán)節(jié)，直接排放至自然界中，不僅會(huì)污染水體環(huán)境，還會(huì)影響空氣及土壤環(huán)境，對(duì)自然環(huán)境及人們的生命健康造成嚴(yán)重威脅。

污水處理是通過先進(jìn)的技術(shù)措施，清除污水中的污染物，并對(duì)污染物進(jìn)行集中處理，使得排放的污水可以重復(fù)的利用，進(jìn)而為城市居民的生產(chǎn)生活用水提供服務(wù)?，F(xiàn)階段，污水處理工作已經(jīng)普遍應(yīng)用于城市居民生產(chǎn)生活的各個(gè)方面，不僅市政給排水工程中包含污水處理環(huán)節(jié)，在居民日常生活、企業(yè)運(yùn)營過程中也在應(yīng)用污水處理技術(shù)，通過全方位的努力，提升污水排放的環(huán)保性，促進(jìn)環(huán)保型社會(huì)的建設(shè)[2]。

3 常見的市政給排水污水處理技術(shù)

3.1 變頻水泵控制

一般情況下，污水進(jìn)入水泵后，會(huì)因污水中含有一定比例的泥砂，而導(dǎo)致水流的速度不斷的發(fā)生變化，這會(huì)導(dǎo)致污水處理的質(zhì)量與效率無法保證。為此，需采取有效措施，降低泥砂對(duì)污水處理工作的影響?？梢圆捎米冾l控制技術(shù)，借助動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的方式，按照污水的流速對(duì)水泵的工作頻率進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的調(diào)整，這樣不僅可以提升污水處理的效率與質(zhì)量，還可以發(fā)揮節(jié)能的作用。

3.2 旋流沉砂池

此技術(shù)是當(dāng)前較為常見的一種污水處理技術(shù)，其中沉砂池的應(yīng)用可以提升污水沉淀的速度，將污水中的泥砂快速分離出來，減少污水中泥砂的含量，為后續(xù)的污水處理工序奠定基礎(chǔ)。以往的沉砂池由于設(shè)計(jì)等原因，普遍存在沉淀時(shí)間長、沉淀速度慢等缺陷，不能對(duì)污水中的泥砂進(jìn)行高效分離，無法滿足市政管網(wǎng)的污水處理需求。旋流式沉砂池，能夠規(guī)避傳統(tǒng)沉砂池技術(shù)的缺陷，提升泥砂沉淀的速度及沉砂率，將污水中的泥砂快速分離出來，減少泥砂沉淀的時(shí)間，滿足市政管網(wǎng)的污水處理需求，提升污水處理的效率與質(zhì)量。

3.3 混凝沉淀

混凝沉淀方式主要是對(duì)污水中所含的懸浮狀污染物以及膠體污染物進(jìn)行處理，通過添加混凝劑，實(shí)現(xiàn)清除污水中渾濁物的目的?；炷齽┓譃楦叻肿踊炷齽?、有機(jī)混凝劑、以及無機(jī)混凝劑。其中高分子混凝劑主要是指明膠、聚丙烯酰胺等物質(zhì)，混凝劑投入污水中會(huì)發(fā)生一系列復(fù)雜的物理化學(xué)以及電化學(xué)反應(yīng)，將水體中的膠體以及懸浮物等渾濁物質(zhì)凝聚在一起，之后通過沉降設(shè)備的固液分離技術(shù)，將凝聚物與污水分離；有機(jī)混凝劑是指含有脂肪酸鈉鹽的表面活性物質(zhì)，此類物質(zhì)可以吸附于膠粒的表面，降低膠粒的電勢(shì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)聚沉的效果；無機(jī)混凝劑是指石灰、明礬等物質(zhì)，借助外加離子等方式，改變膠粒的電勢(shì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)聚沉的效果?；炷恋砑夹g(shù)的操作方法簡單、效率高、穩(wěn)定性好，受到從業(yè)者的普遍認(rèn)可，在三級(jí)污水處理中的應(yīng)用較多。

3.4 脫氮除磷

脫氮除磷技術(shù)是指MSBR 及A2/O 工藝，其中MSBR技術(shù)是對(duì)SBR 工藝的改良，此種工藝不需設(shè)置初沉池與二沉池，能夠在反應(yīng)器內(nèi)充滿恒定的液位下工作，兼具活性污泥法及SBR 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，通過微生物去除污水中所含的氮磷等元素，此方式的氮磷去除效果較好，具有較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)；A2/O 技術(shù)是當(dāng)前應(yīng)用十分廣泛的脫氮除磷工藝，主要由沉淀池、好氧池、缺氧池、以及厭氧池等結(jié)構(gòu)構(gòu)成，污水通過厭氧、缺氧、以及好氧等反應(yīng)器后，其中的氮磷元素會(huì)被清除，其中氮元素的去除率可達(dá)70%，磷元素的去除率可達(dá)90%，脫氮除磷的效果較好。

3.5 好氧處理

此技術(shù)主要針對(duì)污水中含有的有機(jī)物進(jìn)行氧化處理，實(shí)現(xiàn)污水處理的目的，主要分為臭氧氧化、濕式氧化等工藝。其中濕式氧化是將空氣或氧氣作為氧化劑，在高壓、高溫的環(huán)境條件下，對(duì)污水進(jìn)行處理，具有效率高、耗能少等優(yōu)點(diǎn)，在污泥處理及工業(yè)污水處理中的應(yīng)用較為廣泛；臭氧氧化是將臭氧作為氧化材料，與氧氣相比，臭氧的氧化能力更強(qiáng)，能夠有效氧化污水中所含的有機(jī)物質(zhì)，從而降低污水中的有機(jī)物含量。因臭氧的氧化能力較強(qiáng)，不僅可以氧化污水中的有機(jī)物，還可以氧化其他物質(zhì)，所以，在市政污水處理中應(yīng)用此技術(shù)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制材料與設(shè)備的質(zhì)量，傳輸管道、接觸塔以及臭氧發(fā)生器等設(shè)備需使用不銹鋼、玻璃等抗臭氧氧化的材料。相比于濕式氧化工藝，臭氧氧化工藝技術(shù)的性能更強(qiáng)，但使用成本較高，這在某種程度上制約了此技術(shù)的應(yīng)用。

3.6 生物膜

生物膜技術(shù)是當(dāng)前較為新興的一種污水處理手段，其原理主要是通過生物過濾膜的特征優(yōu)勢(shì)，分離污水中的各類沉淀物與離子。生物膜技術(shù)分離污水中的雜質(zhì)與各類離子，主要是通過調(diào)整孔隙大小實(shí)現(xiàn)的。相比于其他的污水處理技術(shù)，生物膜法具有諸多優(yōu)勢(shì)，例如，操作方法簡單、污水處理效果好、效率高等，同樣的其缺點(diǎn)也是非常明顯的，生物膜的使用周期短、成本高，在市政污水處理過程中應(yīng)用此技術(shù)，不僅需要大量的成本投入，還會(huì)在過濾過程中消耗大量的能耗，不適于在污水處理中廣泛推廣。

3.7 快速檢測(cè)

在污水處理工作完成后，需要通過有效的技術(shù)手段，對(duì)污水處理的效果進(jìn)行檢測(cè)，檢查污水處理的質(zhì)量是否符合排放要求。在實(shí)際工作中，水質(zhì)檢測(cè)的耗時(shí)較長，且環(huán)節(jié)較多，涉及的檢測(cè)工藝多，這也在一定程度上提升了污水檢測(cè)的復(fù)雜性。為此，為了提升污水檢測(cè)工作的效率，快速檢測(cè)技術(shù)由此而出，此技術(shù)可以對(duì)污水中的相關(guān)組分進(jìn)行針對(duì)性的檢測(cè)，提升污水檢測(cè)的質(zhì)量與速度[3]。

4 市政給排水設(shè)計(jì)中污水處理存在的問題

4.1 雨水與污水未分開進(jìn)行處理

在以往的污水設(shè)計(jì)方案中，未對(duì)雨水與污水進(jìn)行分開處理，在降水量超過排污管網(wǎng)的最大排水量范圍時(shí)，排污管網(wǎng)無法將雨水順利排出，會(huì)使得城市出現(xiàn)內(nèi)澇情況，對(duì)城市居民的出行造成嚴(yán)重影響。

4.2 污水收集與處理效率低

現(xiàn)階段，部分城市存在污水收集與處理效率低等問題，這主要是由于前期規(guī)劃設(shè)計(jì)不重視、對(duì)城市未來發(fā)展預(yù)見性不足、給排水管網(wǎng)規(guī)劃不合理、污水處理水平不達(dá)標(biāo)等因素造成的。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行污水收集與處理規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，過于追求技術(shù)層面的先進(jìn)性，而忽略了城市的實(shí)際特點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)方案的適應(yīng)性與針對(duì)性不佳，不僅無法實(shí)現(xiàn)高效收集與處理污水的目的，甚至?xí)a(chǎn)生反向效果，不利于城市污水的排出。一些城市對(duì)污水處理的重視度不足，沒有設(shè)置足夠的污水處理設(shè)施，使得城市污水處理能力不足。近年來，雖然人們對(duì)市政污水處理的認(rèn)識(shí)不斷提升，但由于技術(shù)水平不達(dá)標(biāo)，使得部門城市的污水處理水平較低，無法滿足城市污水處理需求。

4.3 污水資源化再利用水平較低

作為城市污水的組成部分，雨水雖然不能直接作為飲用水使用，卻可以應(yīng)用于綠化與消防等，因此，對(duì)污水中的雨水進(jìn)行資源化利用，可以節(jié)約水資源。然而，在實(shí)際工作中，部分城市在市政給排水規(guī)劃設(shè)計(jì)方案中，并未對(duì)污水中的雨水進(jìn)行資源化利用設(shè)計(jì)，而是將其直接排出，或直接與污水混合，使其不再具有再利用價(jià)值。此外，污水處理廠對(duì)污水進(jìn)行處理后，會(huì)產(chǎn)生大量的污泥，此類污泥結(jié)構(gòu)中含有的氮磷鉀等有機(jī)物是可以進(jìn)行再利用的，在污水處理中，將污泥中的氮磷等有機(jī)物提取出來，能夠提升污水資源化再利用的水平，降低污泥直接排放對(duì)環(huán)境的污染。如果這些污泥并沒有得到有效的處理，污泥結(jié)構(gòu)中含有的金屬與病原菌等物質(zhì)，會(huì)對(duì)城市生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。例如，一些城市采取焚燒的方式進(jìn)行處理，而焚燒的過程中會(huì)產(chǎn)生很多有害的氣體，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染；一些臨海的城市，選擇海洋傾倒方式，將污泥直接傾倒于海洋中，這會(huì)對(duì)海洋環(huán)境造成嚴(yán)重污染[4]。

5 提升市政給排水設(shè)計(jì)中污水處理效果的建議

5.1 雨污水分流

在市政給排水規(guī)劃方案設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將雨水與污水分流。在雨水與污水分流區(qū)域，雨水與污水管道應(yīng)分開敷設(shè)，不得混接；在合流區(qū)域，應(yīng)按照污水處理規(guī)劃的要求，對(duì)雨水與污水管道進(jìn)行分流改造；在舊城區(qū)改造時(shí)，應(yīng)通過統(tǒng)籌規(guī)劃的方式，對(duì)雨水與污水管道進(jìn)行分流改造；在新建項(xiàng)目時(shí)，應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范要求設(shè)置雨水源頭減排設(shè)施。

5.2 提高污水處理水平

5.2.1 合理規(guī)劃設(shè)計(jì)污水處理系統(tǒng)

污水處理系統(tǒng)分布的合理性，決定了城市排水的質(zhì)量，為了確保城市污水處理網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的效果，設(shè)計(jì)人員在市政給排水管網(wǎng)污水處理方案設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)城市實(shí)際污水處理需求，結(jié)合未來城市規(guī)劃發(fā)展方向，對(duì)未來幾年城市的人口增長情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，為城市污水處理系統(tǒng)的優(yōu)化升級(jí)預(yù)留充足的空間，確保污水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的科學(xué)性，如在污水管道直徑、長度、線路的設(shè)計(jì)上，除了要考慮實(shí)際的污水處理需求外，還應(yīng)結(jié)合城市的地形分布、濕度、氣候等外界因素，對(duì)污水管網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，防止因管道設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致的污水淤積或排放不通暢等問題。

5.2.2 積極引進(jìn)先進(jìn)的污水處理技術(shù)

在污水處理工作中應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目所在地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、水質(zhì)、污水回收量等具體要求，積極引進(jìn)先進(jìn)的污水處理技術(shù)，提升污水處理的效果。例如，為了降低污水處理成本，通常將污水集中起來進(jìn)行處理，部分城市由于人口眾多、占地面積大，會(huì)采取分散、集合相結(jié)合的混合模式處理污水；為了緩解城市用水緊張問題，市政給排水污水處理工程，除對(duì)城市居民生產(chǎn)生活廢水等污水進(jìn)行回收處理外，還對(duì)污水進(jìn)行了二次回收利用。

5.3 做好污水資源利用

5.3.1 做好雨水資源的收集利用

雨水充沛的城市，每年的降水量很大，將其收集并回收利用，一來可以降低雨水對(duì)城市水資源的污染，二來可以通過對(duì)雨水資源的有效利用，緩解城市用水緊張。借助雨水收集系統(tǒng)，對(duì)雨水進(jìn)行收集、消毒、截污、凈化、儲(chǔ)存處理，經(jīng)過回收處理的雨水可以用于城市景觀、園林等綠化澆灌，還可以用水路面灑水、消防、洗車等，提高污水中雨水資源的再利用率。

5.3.2 對(duì)污泥進(jìn)行資源化再利用

市政管網(wǎng)污水處理后所余留的污泥中含有豐富的氮磷鉀元素，將其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，不僅可以降低直接排放的污染，還可以實(shí)現(xiàn)資源的再利用，為農(nóng)作物生長提供肥料。將污泥作為肥料再利用過程中，首先，應(yīng)對(duì)污泥進(jìn)行殺菌、殺蟲、去除重金屬等無害化處理，去除污泥中的重金屬以及病菌等有害物質(zhì)，最終使其成為優(yōu)秀的土壤改良劑以及有機(jī)肥料，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市綠化以及園林建設(shè)提供材料。同時(shí)，污泥熱能技術(shù)是一種逐漸興起的資源再利用技術(shù)，主要是將低溫環(huán)境條件下污泥的熱分解特性與污水處理技術(shù)相結(jié)合，通過熱解對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解，是一種能耗低、收益高的技術(shù)，適用于大范圍應(yīng)用。此外，污泥的組成成分與水泥材料較為相似，對(duì)污泥進(jìn)行加工與處理，可以將其轉(zhuǎn)化為生態(tài)水泥，應(yīng)用于建設(shè)項(xiàng)目[5]。

6 結(jié)語

綜上所述，污水處理是市政給排水設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，為此，應(yīng)重視設(shè)計(jì)方案中污水處理技術(shù)的應(yīng)用。在方案規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)熟練掌握各項(xiàng)污水處理技術(shù)的使用范圍與應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，通過雨污水分流、提升污水處理水平、強(qiáng)化污水資源化利用率等手段，提升市政污水處理的效果，建設(shè)完善的給排水管網(wǎng)，為人們提供良好的民生設(shè)施。