城镇给排水环境改善问题的探讨

李为之,邱 盼

(四川大学建筑与环境学院,四川成都 610207)

城镇给排水环境改善问题的探讨

李为之,邱 盼

(四川大学建筑与环境学院,四川成都 610207)

分析得出我国水资源短缺,水环境需要综合整治的现状和水资源开发利用面临的诸多问题。提出两种发展趋势,即将现有的雨污合流排水体制改变为雨污分流排水体制,并建立雨水处理厂作为雨污分流的后续工作;在给水处理上应用生物处理法、臭氧处理法和活性炭吸附法这些深度处理工艺提高生活饮用水水质。

给排水; 水环境; 雨污分流; 深度处理; 水质

1 我国水环境现状

我国是一个水资源严重短缺的国家,人均水资源占有量仅为世界人均占有量的 1/4。并且时空变化极大,分布极不均匀。东南省市水资源丰富,而西北省市水资源短缺。全国大部分地区受季风影响,年内降水分配不均匀,年际变化大,枯水年和丰水年连续发生。这些特点,影响了我国水资源的可持续利用,也加大了在整体空间上调度的困难。引栾入津、南水北调等大规模的跨流域调水,修建三峡大坝等蓄水设施,这些工程在解决了部分缺水问题的同时,无疑投入了太多的人力、物力和财力。我国正面临着亟待改善的严重短缺的水资源现状。

2 水资源开发利用面临的问题

我国年用水总量居世界前列,是一个用水大国。与发达国家相比,我国的农业用水占有过大的比例,而工业用水和生活用水所占的比例却较小。这种比例分配严重制约了我国经济的发展。除此之外,我国的地表水和地下水的过度开采和严重污染,破坏了水资源的可持续利用和生态平衡。尤其是丰富的地下水资源,由于缺乏科学的统筹规划而泛滥开采,造成了地面沉降和区域地表水和地下水水位持续下降却得不到补给的严重问题。随着我国工业的飞速发展,工业废水量急速增加,没有进行处理或者处理不达标就直接排入水体的工业废水量也急速增加。这些工业废水,尤其是不经处理就进行排放的工业废水严重污染了原本就非常短缺的水资源。总的来讲,我国水环境面临的问题就是严重的污染和过度的浪费。

3 改变排水体制

改变城市现有排水体制是一种解决我国水环境供需矛盾现状的有效方法。城市排水体制在建筑外部分为雨水污水分流排水体制和雨水污水合流排水体制两种。

我国城市,尤其是老城区,多采用雨污合流的排水体制。这种排水体制是将生活污水、生活废水、工业废水和雨水用同一管渠系统收集的排放方法。这种方法,由于将雨污水集中处理后进行排放,可有效控制受纳水体的污染。但是,合流后的干管管径过大,造价很高,并且在雨量很大的情况下,对污水处理厂的处理能力是一种挑战,而在没有雨的季节,对污水处理厂的处理能力造成一种浪费。

针对传统雨污合流排水体制的弊端而演生出的截流式合流制的排水体制现正被广泛采用。这种排水体制是在合流干管上设置溢流井,合流干管汇入截流干管,截流干管下游设污水处理厂。在降雨初期,所有合流污水经合流干管,截流干管至污水处理厂处理后排放。当雨量增加,合流污水量超过截流干管的输送能力时,部分混合污水经溢流井流出,直接排入受纳水体。这种体制就避免了传统合流排水体制造成污水处理厂处理能力浪费的情况。可是未加处理就直接排入受纳水体的部分污水会造成水体的污染。由于城市污水和雨水,尤其是初期降雨,对水体的污染十分严重,这种污染会超过水体的自净能力,造成生态的破坏,严重影响到水环境的可持续发展和良性循环。

所以,雨污分流排水体制就成为城市排水体统的必然趋势。将雨水和污水分开排放,可有效减小污水干管管径和污水处理厂规模,减小处理量的变化幅度,控制了排入受纳水体的处理后污水水质。更为重要的是,通过雨水管道收集的雨水,由于其污染程度相对较轻,水质较好,可以得到更加有效的利用。现有的雨污分流体制是将雨水用单独管渠收集后直接排入水体,然而,初期雨水径流却对水体的污染十分严重。如果在雨水干管后设小规模水处理厂,将收集到的雨水进行处理,在缺水地区可以作为淡水资源进行利用,在水量充沛的地区可以令其回归自然,入渗地下水层,作为地下水源储备起来。这样,就可以有效利用现在被忽视的雨水资源。

显然,雨污分流排水体制是保护生态环境,实现水资源的良性循环的最佳选择。逐步将老城区的合流系统变为分流系统,在新建城区实行分流系统,在雨水干管下游设小型水处理厂是今后城市排水系统建设的必然趋势。

4 加强给水深度处理

加强给水的深度处理提高给水水质是水环境综合整治的另一发展趋势。国家标准委和卫生部在 2006年联合发布的《生活饮用水卫生标准》中,将指标项目由 1985年的 35项增加至 106项。这是人民生活水平提高后对饮水水质要求提高的必然结果。所以,混凝、沉淀、过滤的常规处理方式虽然取得了很好的处理效果,但是如果没有改进,在新的《生活饮用水卫生标准》的要求下也很难合格。所以,改变原有工艺,增加水的深度处理就显得尤为重要。

生物处理法,这种广泛应用于污水处理中的方法,增加到给水的预处理中,可以取得明显的效果。利用微生物的增殖使水中的有机物不断分解氧化,从而降低水中有机物、氨氮、铁、锰等物质的含量。并且有利于混凝过程的进行,降低混凝剂投加量,节省成本,缩短周期。目前生物预处理的方法主要有生物滤池、生物转盘和生物流化床等。

提到饮水的深度处理,就离不开应用最广泛的臭氧处理方法。臭氧是一种很强的氧化剂和消毒剂,可以应用在给水的预处理和深度处理当中。其效果比通常应用的氯消毒要好的多。常规的液氯消毒会产生许多卤代有机物,这些物质当中就包括致癌、致畸、致突变的三致物质。而臭氧在保证出水稳定性的同时,避免产生这些多人体有害的物质,所以广泛应用于给水的深度处理。

活性炭吸附法,是目前饮用水深度处理中最简便的一种方法。活性炭由于其多孔疏松的孔隙结构,可以高效的去除水的臭味、天然和合成溶解有机物和微污染物质等。活性炭分为粉末炭和颗粒炭两种,但吸附性能只取决于炭的孔隙大小。由活性炭吸附法演变出的生物活性炭法也逐渐发展成为一种有效的给水深度处理方法。这种方法由臭氧和活性炭吸附组成,通过活性炭滤料上生长的微生物对原水进行处理,处理效果也十分明显。

5 结束语

我国在水资源的开发利用上还存在很多问题,改变现有的状态,实现水的良性循环迫在眉睫。通过改变现有的城市排水体系,广泛应用雨污分流排水体制,在有条件的情况下,建立雨水处理厂作为雨污分流排水体制改变的后续工作,可以有效提高当前恶劣的水环境现状。在给水方面,随着新的《生活饮用水卫生标准》的出台,通过对原有处理工艺增加预处理和深度处理这些新的技术来提高饮水水质。

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TU992.03

B

2009-08-16

李为之(1988～),男,在读本科生。