重塑城市水环境生态

李碧清

水环境劣化引起社会各界瞩目，促成人们达成共识：保护水环境，合理利用有限的水资源。可持续发展是既符合当代人类利益，又不损害未来人类利益的发展，只有这种发展才可能长久持续，才可保持人类在地球上世世代代繁衍生存并创造更加文明的将来。可持续发展谋求社会的全面进步，体现了人与自然的和谐统一。

健康循环，有效利用再生水

水在大陆-河海-大气中全球循环，是工农业的命脉，是人类的共同财富，只要人们遵守它的循环规律，维持健康的水循环，它就能永久地为人类利用。

水的社会循环系统包括给水系统和排水系统两部分，这两部分是不可分割的统一有机体。给水系统就是自然水的提取、加工、供应和使用过程，是水社会循环的动脉；而使用后污水的收集、处理与排放系统则是水社会循环的静脉，两者不可偏废一方。

水环境恢复和维系的基础是建立健康的社会水循环。已恶化的水环境是可以恢复的，节制用水与水的健康循环是水环境恢复的必要条件。节制用水的内涵包括从工业、农业、生活用水的源头上减少新鲜水的使用量，减少自然水资源取水量，充分利用有限的淡水资源，实现城市用水零增长。城市污水应深度处理，再生水应有效利用，应充分利用雨水、海水，城市污泥尽量资源化。水的健康循环要求人类科学地规划城市水系统，尊重水的自然运动规律，将使用过的污水经过再生净化，达到天然水体自净能力的要求。

排水规划，要考虑规模效应

合理划分排水分区，综合确定再生水厂的数量与厂址，规划时应改变传统原则。污水排水范围的规划既要考虑规模效应，又要方便污水再生回用，还应分析当地地形、地质、气候、经济实力等因素。过度集中的污水处理厂有以下缺点：污水在管网中停留时间长，地下水渗入多，使污水浓度变稀，增加污水处理成本；污水收集与再生水利用管网系统造价高；局部干管如发生堵塞、断裂等问题后，影响整个系统的运行；需要增加提升泵站；污水可能污染地下水。污水处理厂适度集中，可结合各分区内水质水量特点及再生水用户用水水质标准，充分发挥各种不同类型工艺流程效能。如过度分散，水质水量波动范围大，运行管理难度增加，也会浪费财力。

标准活性污泥法的应用已有100余年历史，目前世界各地污水厂仍以该法为基础工艺。AB法、A/O法、AA/O法、氧化沟法、SBR法等都是在活性污泥法基础上发展起来的。水质水量不同的排水分区，受纳水体环境容量差异较大，污水处理工艺流程应有差别。每一污水廠最优工艺应通过技术经济分析、科学试验确定。

欧美日等发达国家各类污水处理设备，如格栅、水泵、鼓风机、曝气机、投药设备、刮泥机、污泥脱水机、检测仪表等在国内污水处理领域有较大市场，往往一个污水厂有多国设备，购买备品备件困难。国内相关产品因品种少、结构落后、技术含量低而失去用武之地。因此应加大研发力度，给予有实力的国内环保企业大力扶植，城市污水系统应优先选用合格的国产设备。

深度处理，节约大量新鲜水

污水深度处理，就是在二级处理流程之后增加处理设施或采用水处理新工艺来取得良好的水质。污水深度处理使城市污水对水环境的污染负荷明显减弱，近岸海域、江河湖泊可以达到环境质量标准，污染负荷总量削减就要通过深度处理实现。广州市中心城区已建污水处理厂正在实施提标改造。城市污水水质水量稳定，不受季节与干旱影响，是城市稳定可靠的水资源。

污水资源化具备得天独厚的条件，再生水可应用于以下几个方面：（1）创造城市良好的水溪环境。补充维持城市溪流生态流量，补充公园、庭院水池、喷泉等景观用水。利用再生水复活城市小河流，给沿河市区带来风情景观，愉悦人们的心情，深受居民欢迎。利用污水处理水可维持运河与护城河基流。（2）工业用水。按工业生产装置、工序、车间用水指标，再生水的使用可以节约大量新鲜水。（3）道路、绿地浇洒用水。喷洒用水的水质要求应该比工业用水更严格，因为它影响沿路空气并可能与人体部分接触。（4）城区中水道。中水道以冲厕所等杂用水为主，一般是以大厦或居民小区为独立单元，自行循环使用。并应与工业冷却用水，绿地、景观用水相结合，形成统一再生水供水系统。（5）消防用水。普通的工业与民用建筑消防水源都可以使用再生水。（6）利用再生水融雪在我国北方也有广泛的前景。（7）农业用水。污水处理厂出水用于农业灌溉不仅节省了水资源，同时也使回归自然水体的处理水又经进一步净化，污水处理厂出水用于农田应满足农田灌溉标准，一般二级水经过适当稀释就可以达到水质要求。

雨水利用，改变旧快排观念

雨水收集与排放系统，即雨水管与合流水管是排水系统的重要部分。以往的规划原则偏重于就近将雨水排放于河道体系，迅速地流入下游河流或海域。雨水是地表径流和地下径流的最主要来源，是水资源的源泉，应更合理地为人类服务。应改变尽快排除雨水的错误观念，因此要加强雨水的地面渗漏，补给涵养地下水，建立雨水调蓄体系，包括街坊，小区调节水池，也包括地下水库。雨水资源的充分利用不但可以有效地减小城市径流量，延滞汇流时间，调节洪、旱季节水资源的供需矛盾减轻洪水灾情，还可以减少城市雨水管的建设费用。

改造合流制管道也是雨水有效利用的重要问题。如将城市雨水与污水合并规划城市中水系统，处理前的调蓄水池及处理后的中水池容积都会相应增大，但在居住小区里有效利用雨水是可行的。各居住小区可采用屋顶花园、庭院树木、高花坛、低绿地、浅沟、渗透渠不同层次的生物群落综合利用雨水。

绿地的渗水系统可以仿效田径运动运动场的排水方法，做成渗水盲沟，渗水盲沟出口设置流量调节装置（如带孔钢板），起到蓄水保水的作用。雨水口可建在绿地边上，暴雨时超过渗透能力的雨水由雨水口收集排入城市雨水系统。城市道路、广场及停车场只要建一些简单的蓄水设施，如渗井、渗地、蓄水窖，即可利用雨水资源。渗井就是将普通的检查井的井壁与井底做成透水孔洞，以便雨水向井的四周渗透。停车场地面可为带有孔洞的混凝土预制块，能透水，透水性铺装层下面的微生物、植物有一个繁衍生息的活动场所，草皮由孔洞中生长出来，美化环境；城市广场应充分利用雨水形成人工水景。

污泥处置，引入新工艺技术

城市污水二级处理与深度处理普及率的提高，城市污泥量将迅速增长。城市污水处理厂的一个任务是将污水处理到排放标准或根据用户对水质的需求生成再生水， 另一个重要任务就是污泥处理处置和有效利用。污泥设施的建设与运行费用约为污水处理厂的50%。城市环境对城市污泥的要求是稳定化、减量化、无害化与资源化。

污泥处置的常用方法是焚烧、制肥、制建材等。污泥焚烧最大限度地降低了污泥体积，只剩下少量的焚烧灰，节省了土地资源。污泥焚烧工艺设备庞大，能耗较高，费用较高。污泥堆肥是利用污泥中的嗜温菌、嗜热菌的作用，进行好氧发酵，分解污泥中的有机物并杀灭传染病菌、寄生虫卵与病毒，同时提高污泥肥分。污泥中的重金属对动、植物都是有害的。污泥中的重金属来自个别工业生产工艺，如电镀等行业。严格控制含重金属工业废水的排放是基本的措施。这些少量工业废水在排入城市下水道之前，应该进行局部除害处理，达到工业废水排入下水道标准才能排放。如各企业能够遵守这个规则，政府主管部门能够认真负责监督，重金属不会进入城市污水，就不可能转移到污泥之中。少量含重金属等有害成分的工业废水除害处理的投资与消耗是很有限的，技术是成熟的。如果管理得当，这个问题完全可以解决。处理含重金属工业废水的方法很多，如氢氧化物沉淀法、离子交换法、活性炭吸附法、蒸发浓缩法、膜分离法等。

例如，广州市经过多年的实践探索，提炼出污泥“浓缩+深度机械脱水+热干化”的工艺路线，确保污泥干化后出厂，污泥含水率为30%-40%，干化后的污泥运至广州华润热电有限公司与广州市越堡水泥有限公司协同焚烧，已经形成污泥在污水厂内干化减量、厂外彻底处置的全新模式。