对城镇污水处理设施空间优化配置的分析

韩永强

（徐州建邦环境水务有限公司 江苏徐州 221000）

摘 要：因我国城市化建设的日益加快，大量工厂企业快速崛起，导致城镇污水排放的增加。而随着我国人民生活水平的提高对生活用水的需求增大导致生活污水的排放量也增加。而现如今我国的城镇污水处理存在着空间设施安排不合理、规模不足等问题，所以城镇污水处理设施的空间优化配置应尽快加强，方便人民的日常生活。

关键词：城镇污水处理；空间优化配置；分析

1 我国城镇污水处理的基本现状

在人类的生产和日常生活中会造成污水的产生，而我国现阶段的城镇污水处理设施还存在着很多缺陷，大量的城镇污水无法处理导致生态环境和生活用水都遭到巨大的危害。随着城市化的建设，城市的生态环境都遭到了不同程度的破环、环境污染形势严峻。据统计，全国90%的城镇水域和65%的饮用水源均受到不同程度的污染，50%的重点城镇集中饮用水不符合取水标准，而城镇污水处理率只有36%，地下水源严重污染。[2]城市水资源利用效率低而消耗量大。由此可见，污水处理设施作为一项保护生态环境、保障水资源质量的利民工程占据极其重要的地位。

目前我国的城镇污水设施存在空间设施安排不合理、运营监管不到位、配套管网建设不完善等问题导致城镇污水处理设施的发展缓慢。而且我国很多污水处理设施存在超负荷或者运行负荷不足的运行状态导致污水处理效率低下。

2 城镇污水处理设施空间优化配置的思路

2.1 相关概念

我国关于城镇污水有三个概念，即运行负荷率、收集率和处理率。实际处理量与设计处理量的比值即为运行负荷率，主要用来评价城镇污水处理厂运行的合理性。根据国家的相关规定，已经投入运行了一年以上的城镇污水处理厂，实际处理负荷不可低于设计能力的60%，运行了三年以下的，其实际处理负荷不低于设计能力的75%，而且在投入使用的过程中，城镇污水处理厂的运行负荷率最大不能超过设计能力的120%。由此可见，运行负荷率是污水处理设施的微观效率的体现。污水收集率是指污水处理设施收集的污水量与区域污水排放总量的比值，而污水处理量与污水处理设施收集的污水量的比值即为污水处理率。这两者是污水处理设施建设与改造的重点内容。依照相关规定，在2020年之前我国县城和城市的污水处理率要分別达到85%和95%，而长三角、珠三角及京津冀等发达地区要提前一年完成。从划分区域的角度来看，污水收集率与污水处理率是污水处理设施的宏观效率的体现。

2.2 基本原理

通过污水管网系统与处理设施构成的污水收集—输送—处理的网络系统，即为城镇污水处理系统。[1]通常将污染源、处理设施等环节看作为网络的节点，将输送管网看作为网络的边。而网络是具有关联性与系统性这两个特征，其关联性表明每个网络节点的效率都能影响着整个系统的效率，其系统性则表明整个网络结构是必不可少的。由此，我们可通过两个层面来分析。①从微观效率的层面来看，在合理的管理并根据服务范围来增加设施的基础下，提高污水的收集程度从而使得设施进水量增加，以此来提高城镇污水处理设施的运行负荷率。通过调整服务范围来提高区域的污水收集率与处理率，从而达到减轻一些超负荷运行的污水处理设施的负荷率并提高负荷不足的污水处理设施的效率。根据效率最大化原则，城镇污水处理设施空间优化配置应先保证单个设施的运行效率最大化。②从宏观布局的层面来看，宏观布局是指污水处理设施在布局方式上的选择，是决定污水处理设施是集中还是分散。当现有处理设施不能满足处理需求的情况下，是新建设施还是在现有的设施上扩容。又因为城镇污水处理设施的空间配置是与费用相关，所以基于费用最小化的原则，要采用合理的配置方法，实现处理效率的最大化。

2.3 城镇污水处理的技术路线

依照两个层面的基本原理，本着效率最大化、费用最小化的两个原则。首先判断该区域的城镇污水处理设施的运行现状，如运行合理，则照常运行；如不合理，则先看是负荷过大还是负荷不足，如是超负荷率运行则缩小服务范围，反之应增加服务范围。再判断此区域的污水收集率与处理率是否达到国家的相关标准，如达到则不需要新建设施，如没有达到标准则根据实际决定是在现有基础上扩容还是新建设施。

3 城镇污水处理设施空间优化配置的方法

采用目标市场份额模型分析与最小阻抗模型分析两种方法。总市场份额的百分比所需设施点的最小数量和影响范围就是目标市场份额。在对污水处理设施的空间优化配置时，根据已知居民点的空间分布和污水量的方法计算空间分布。后者是本着费用最小的原则，其阻抗的标准是综合费用，通过一定的公式进行确定和运算。

4 相关数据的处理

4.1 城镇污水排放的基础数据

工业废水和生活污水是城镇污水主要的组成部分。因工业废水主要集中在工业园区内，收集处理也比方便。而生活废水主要来源于居民生活区，比较分散，因而收集与处理较为困难。所以生活污水是城镇污水处理过程中的主要对象，优化配置也是集中在这一方面。所以采用生活污水的排放数据作为基础数据。

4.2 居民与道路网络数据

通过相关的辅助工具选取高分辨率的影像，并且通过该地区的公安局人口资料获得所有数据并且利用这些资料调查某一小区作为居民点。利用交通道路网络作为依据，将非居民点但需要污水处理的设施连接，将这个系统中的设施其所在的位置道路和转弯点等进行网络数据采集。通过构建基础数据库有利于污水处理设施的空间优化配置所需要的具体信息。

4.3 城镇污水处理设施数据

根据我国相关法律法规以此来确定该地区的污水处理设施基本情况。主要判段该地区的处理设施负荷率以及污水收集率与处理率是否超过国家所颁发的规定。以此来提高城镇污水设施空间优化配置。

4.4 待选污水处理设施位置数据

城镇污水处理设施的布局应考虑多个方面，主要是依据该地区在国家相关规定的污水排放量控制目标，并且要考虑当地的地形、水系特征和水环境现状、人口分布、土地利用等因素，又要符合城镇的总体建设规划内容。因此，其候选位置应满足处于郊区近居民区、近河流且处于下游，便于排水等条件。

5 结语

随着当今经济迅猛发展，工业建议以及人民水平的提高，致使现在的污水排放量日益增加。为了保证我们的日常用水需求以及保持良好的生态环境，提高处理污水的能力，因而进行城镇污水处理设施空间优化配置势在必行。

参考文献：

[1]赵海霞.城市污水处理空间格局的优化研究[J]地球科学进展，2015.（7）159-160.

[2]宋锐.综合污水处理厂提标改造分[J]浙江工业大学，2014.（7）189-190

[3]马云飞.城市污水处理厂扩容改造分析[J]2014.（7）177-178