小城镇排水规划探讨

陈 池

(重庆市市政设施管理局,重庆400015)

城镇排水设施是城镇建设、企业生产、人民生活和环境建设的重要基础设施。伴随着我国城市化进程的加快和乡镇企业的快速成长,小城镇规模不断扩大,原有的城镇基础设施的种种弊端逐渐显露出来,阻碍了小城镇经济、文化的健康发展。因此,改善并合理规划小城镇的排水设施是建设小城镇的重要组成部分。

1 小城镇概念及其排水存在的问题

1.1 小城镇概念的界定

对于“小城镇”涵盖范围的认识众说纷纭,不仅不同地区有着不同的理解,而且建设行政主管部门、农业部门、体制改革部门等不同部门对小城镇的涵盖范围都有不同的理解,主要是对小城市、县城镇、县城以外的建制镇、乡政府驻地集镇、非乡政府驻地集镇的组合方式有不同的认识,比如有的认为小城镇应专指所有县城以外的建制镇,而有的认为小城镇应包括小城市、县城、县城以外的建制镇和所有集镇[1]。

按行政区划划分,凡县级国家机关所在地;或总人口在20 000人以下的乡、乡政府驻地非农人口超过2 000人的居民点;或总人口在20 000人以上的乡、乡政府驻地非农人口占全乡人口的10%以上的居民点;或少数民族地区,人口稀少的边远地区、山区和小型工矿区、小港口、风景旅游区、边境口岸等地,非农人口虽不足2 000人,但确有必要设置镇的地区,均可设置建制镇。建制镇属小城镇范畴一般没有异议。有观点认为结合中国的特点,小城镇按人口标准划分,应该为2 000～12万人口[2]。

因此本文中的小城镇主要指县级市、建制镇(含县城镇)以及部分非农人口有一定规模的集镇,同时还包括一定数量的大、中城市的区,特别是当其与大、中城市距离较远时(如重庆市涪陵区的李渡区),其中建制镇是小城镇的主体。

1.2 小城镇排水存在的问题

1.2.1 排水管网陈旧或者根本没有

随着小城镇规模的扩大,许多现有的排水系统设施已经满足不了排水需要,多数年久失修,容易淤塞,雨水、污水在春季泛滥成灾。对于一些刚刚由自然村发展起来的小城镇,排水设施的缺乏更为严重。绝大部分镇仍采用雨、污水合流制,各镇大部分污水未经处理直接排入引水干渠、河流或其它水体,使地表水污染严重,影响供水水质,从而导致恶性循环。

城市污水收集与处理系统不完善,大部分城镇仅城区建有少量的合流制污水收集管网系统,城市污水处理设施大多处于待(筹)建或在建阶段。部分已经建成的污水处理设施也因排水管网不完善,污水收集率低,出现污水处理厂无污水可供处理或污水处理量大大低于实际污水产生量,处理设施不能实现满负荷运转。还有个别城镇由于污水处理工艺选择不当,污水收集管网管材或施工质量不合乎要求,出现严重的地下水入渗现象,以及污水处理设施运行管理专业技术人员匮乏等因素,导致部分新建的污水处理厂启动运行困难或不能正常运行,工程效益难以发挥[3]。

1.2.2 建设基金问题

小城镇市政基础设施建设中一个主要问题是没有稳定的建设资金来源。根据国务院颁发的水利产业政策,供水排水属于乙类项目,不属于国家公共财政支持的项目。这样,小城镇供水工程建设,除小城镇供水专项贷款外,尚无稳定的投资来源,国家也没明确的投资政策。目前各地方政府从城市建设维护费和水改经费、农水经费予以补助外,大部分靠当地群众自筹资金和向商业银行贷款,水利部虽有供水专项贷款,但因数量有限,也影响了小城镇供水的发展速度。地方政府筹措资金主要靠集资和商业银行贷款,但资金的筹措和贷款也并非易事[4]。

可以说,小城镇建设中最大的困难就是筹集资金的问题,虽然有部分地区已打破了单一的政府投资、群众集资搞建设的旧模式,但是由于供水、排水和污水处理这样的基础公益设施耗资巨大,拓展融资渠道筹集建设资金仍然是小城镇建设面临的重大问题。

1.2.3 其他因素

除资金因素外,部分污水处理设施在不同程度上存在着问题,影响了污水处理设施的建设,制约了污水厂的正常运营。

(1)部分处理工艺选择不当

经济欠发达、专业技术管理人员缺乏地区,可能会出现工艺选择不当的情况。污水处理工艺的选择是根据处理规模、水质特性、受纳水体环境功能及当地实际情况和要求,经全面的技术和经济比较后确定的,同时,小城镇建设的污水处理要满足经济、高效、节能和简便易行的特点。一般认为,A2/O不适用于小型污水处理厂,因为在10×104m3/d规模下,它的基建投资明显高于氧化沟和SBR工艺[5]。

(2)个别处理厂运行效果不佳

绝大多数小城镇污水处理厂采用不设调节池的运行方式。当进水为典型的生活污水时,处理厂运行效果良好。但是,进水中含有间歇排放的高浓度工业废水时,由于水质冲击负荷太大易导致系统运行不稳定。如某县级市采用CASS工艺处理生活废水,周边某制药厂高浓度制药废水间歇排入下水管网,而该生活污水处理厂又没设水质调节池,结果该厂运行效果不好,出水基本上不能达到设计要求[6]。

(3)污水收集管网建设滞后

部分城镇污水收集管网建设滞后,究其原因,可归纳为3个方面:首先是污水收集管网的建设投资很大,建立较为完善的污水收集、截污、输送管网,其投资比污水处理厂的建设成本还高,这对地方财政来说是笔巨大的市政建设投资,而国债资金只涵盖部分管网的建设,因此在污水处理厂建设的同时,很难筹措到建立完善污水收集管网所需的资金;其次,对于在自来水费中提取相对衡定污水费的污水处理企业来说,污水收集率越低,其处理的能耗、电耗越少,其经济效益也自然越好,这是污水收集管网迟迟得不到完善的间接原因;再次,企业负责处理厂的运行,出水水质由当地环保部门监督,管网一般是由当地建设部门来建设和管理,但污水收集管网建设率及建设进程却没有相应的部门来监督[7]。

2 小城镇排水解决方案

2.1 加强排水体制的规划

城镇排水是城镇建设的重要组成部分,是经济建设必不可少的条件。目前,我国现行的《室外排水设计规范》规定:“新建的排水系统,一般要采用分流制”。因为分流制管网水利条件比较好,并能将城市污水全部送到城镇污水处理厂进行处理,能较好的控制和防止水体的污染。因此,在当前小城镇的总体规划中,应加强排水系统的规划,并尽可能地把排水系统按雨污分流制进行设计,同时对现有的排水系统和沟道加强管理和维护,使其有效地发挥作用,这样采用合流制与分流制并用的原则,便污水得到合理的排放[8]。

结合市政建设的发展规划,建立相应的污水处理厂,使各类污水经处理后排放或回用。应该采用投资少、简单易行的方法,以确保经济效益和社会效益的充分发挥。

2.2 采用适合小城镇的污水处理工艺

小城镇污水主要为生活污水和工业废水的混合污水,水量与大城市相比较小,但在量与质上都不够均匀和稳定。小城镇的人口规模、自来水的普及率和工农业发展的结构与水平,决定了小城镇的污水排放量大都在1×104m3/d～5×104m3/d的规模范围内,其中生活污水量占50%以上。由于生活污水占的比重较大,造成污水有较大的时不均匀性,同时也引起水质的波动[9]。

水量与水质的确定是污水处理厂设计的核心问题。合理地确定设计的污水水量和水质,直接关系到工程的投资、运行和费用效益。处理规模确定的不合理是造成已建成污水处理厂不能正常运营的重要原因之一[10-11]。对于中小城镇,很多地区不具备完善的污水管道收集系统,并缺乏可靠的污水水质及水量资料,设计中一般采取按规划面积、人口和工业发展来预测推导污水量的方法,预测的污水量往往偏大;同时由于污水管网普及率低及配套管网不完善导致收集到的污水量与实际排放污水量相去甚远。这些都是造成很多污水处理厂建成后构筑物及设备闲置率过高的主要原因[12-13]。

因此,理想的城镇污水处理工艺应具备以下特点[14-15]:

(1)符合小城镇水质特点和地区特性,能够保证处理要求和处理效果,技术合理、成熟可靠。

(2)工程造价低、占地少,能耗及运行费用低。(3)运行管理简单,控制环节少,易于操作。(4)产泥量少。

目前,适合中小规模污水处理厂的处理工艺,设计中大多选用氧化沟法及其改进型和SBR法及其改进型[16],还有UNITAN K,蚯蚓生态滤池[17],SBF (淹没式生物膜)工艺,人工湿地处理工艺,生态塘污水处理工艺,水解好氧生物处理工艺,BIOLA K工艺[15]。也有观点[15]认为发展中国家中小城市以生活污水为主的城市污水采用物理—化学—生物综合处理工艺较为合理,该工艺为污水先进行化学前处理,接着进入上向流厌氧污泥反应器,在前处理或生物处理后辅以可再生的沸石以去除NH4+,实验证明该工艺可以以相对较低的投资和运行费用达到较好的处理效果。

污水厂的污泥处理方式:由于处理污泥量少,可考虑集中或分散处理2种方式。即当处理厂之间距离较近或交通便利,易于运输时,可采用在其中某处理厂内合建污泥处理设施,各厂将剩余污泥、浓缩污泥或脱水污泥通过管道输送、罐车或卡车运送等方式,将其集中处理、处置;当不具备上述条件时,可单独设置污泥处理设施。但是由于处理规模小,产泥量少,各处理厂分别设置污泥处理设施将会造成工程费用及运行费用过高,可考虑采用移动式污泥处理车,将剩余污泥经车载处理系统脱水后直接运至处置地点,进行堆肥、填埋、还田或焚烧等。文献[12]认为中国目前的情形下,污水厂的采取堆肥方式进行处理处置比较合适,而静态通风堆肥与水平搅拌固态床堆肥方式比较适合中国的中、小城镇的污水厂污泥处理[18]。

2.3 加强小城镇排水管网特别是污水管网建设

目前,重庆市主城区为了保护两江水体,打造宜居重庆,正在大力推进主城排水三级管网建设。该工程通过雨污分流,将城市生活污水收集进入唐家沱和鸡冠石污水处理厂,集中处理之后再行排放,有效避免了污水直排,污染江体,从而保护库区水环境。

三级管网的建设,也为小城镇的排水管网特别是污水管网的建设,起到了一定的示范作用。在小城镇内一些次级溪流、河流、湖泊等污水排放地沿线周围,均可以考虑优先修建截污干管,将污水收集进入城镇小型污水处理厂,处理达标后再排放。对于雨污暂未分流的区域,截污干管上可以临时设置截流溢流井,平时污水收集进入污水处理厂,雨季时部分水量溢流进入自然水体,这样可以有效减少污水直排带来的污染。截污干管的管径应当在考虑污水处理厂的处理能力基础上,充分结合当地规划,长远考虑,适当放大,以免重复建设。

小城镇污水管网的建设,应当遵循“由下至上,由主到次,由线到网”的原则,下游干管、污水排放量大、污染严重的区域要优先建设,逐步实行雨污分流。重要的工矿企业、居民小区的排污口,要提前调查,做好记录。污水管网建成后,争取同步接入,早日通水,发挥功效,使人们受益。

3 结论

结合上述排水解决方案,政府还可以通过镇政府利用周转金、贷款贴息和地方财政专项拨款,对城镇排水建设所需资金给予必要的扶持。同时政府还可以采用BOT方式[19],BOT是英文“Build-Operate-Transfer”的缩写,意指“建设一还营一移交”,是国际上基础设施建设方面常用的融资方式,它是政府部门通过特许权协议,在规定时间内将项目授予建设商为特许权项目成立的项目公司,由项目公司负责该项目的计划、设计、投融资和建设,并经所在国政府特许,在一定时期(通常为20～50年)内运营该项目。特许期满项目公司将特许权项目无偿移交给当地政府部门。用BOT方式组建小城镇污水处理厂,解决建设资金不足的问题和管理不善的问题。

排水体制的选择应根据小城镇的总体规划和环境保护的要求,以及当地的水体、土地、资源、水文地质、地形、社会环境、生态环境、技术条件等综合考虑,要从实际出发,在深入细致的调查研究的基础上,进行全面的、系统的分析,以确定几种合情合理,切实可行的方案。

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