任丘市规划污水厂方案的比选

王崟胶, 冯 超

(1.中国城市建设研究院有限公司，北京 100120； 2.安阳工学院 土木与建筑工程学院，河南 安阳 455000)

图1 区域位置图

任丘市位于河北省中部，沧州市西北边缘，京、津、沧三角地带.千年大计—雄安新区的核心地带，西北与白洋淀相望，京九铁路、106国道纵贯全境.境内的任丘油田是我国最大的一个古潜山油田.随着任丘市城市化进程的加快，原有的污水系统已不能满足城市发展和市民生活、工作的需要.[1]主要表现为现状污水处理厂的超负荷运行，部分地区污水未能入网接入污水厂、部分地区排水不畅等.[2]另外，油田污水处理的局限性与保护环白洋淀区域的水生态环境，也亟需污水工程规划的编制，来指导下一步的排水工程建设，也为雄安新区的建设营造良好的周边环境.[3]

1 污水量预测

根据《任丘石化炼油项目区总体规划》《任丘市石化基地总体规划》和《任丘热电厂供热机组工程可行性研究报告》，北环路以北、泰山道以东区域的1 000 万t炼油项目、100 万t乙烯项目和4×300 MW热电厂项目的污水经企业内部污水处理厂处理后回用，外排水量为零.因此，本次污水工程规划范围为北环路以南规划建设用地和北环路以北、泰山道以西规划建设用地，服务面积约4 747.3公顷,其区域位置见图1.规划人数48万人，规划人均综合用水指标按220 升/人·日，中心城区最高日用水量为10.56 万m3/d；2020年规划人口58万人，人均综合用水指标按250 升/人·日，中心城区最高日用水量为14.5 万m3/d.根据污水量预测，结合城区用地现状及规划，确定各类用地污水量指标[4]，见表1.

表1 2020年任丘市中心城区污水量指标表

注：表中用地面积已扣除部分道路和绿化面积.

图2 污水厂及管网现状图

规划污水管道计算生活用地污水面积比流量指标按 0.25升/秒·公顷控制，一般工业用地污水面积比流量指标按0.45升/秒·公顷计算.[5]

2 污水处理厂规划

结合总体规划，依据现状地形、排水管网现状及现状污水处理厂的布局，见图2，并综合考虑再生水回用、环境影响、实施难易程度等因素，本次规划提出了两个方案.

方案一：不考虑矿区南部污水处理厂的改造，集中扩建城北污水处理厂，污水厂位于城区东北部、石化公司东侧、三杰渠西侧，污水厂规模9.0 万m3/d(现状规模5.0 万m3/d)，服务于石化基地和热电厂以外的规划城区范围，服务面积约44.6 km2.该方案污水干管布置在黄山道、裕华路、西环路、北环路、京开渠东侧绿化带、希望路、燕山道、泰山道、工业东道等，规划利用现状第一、第二、第四污水提升泵站和油建小区泵站，新建9座污水提升泵站.泵站规划情况见表2.

方案二：恢复矿区污水处理厂的功能，布置两座污水处理厂，即扩建现状城北污水处理厂，并改造现状矿区污水处理厂为城南污水处理厂.城北污水处理厂规模为6.5 万m3/d，负责京开渠以西区域和京开渠、渤海路、燕山道、北站路、东环路、工业东道、北环路合围区域以及任丘开发区的污水处理，服务面积约32 km2.污水干管布置在黄山道、裕华路、西环路、北环路、京开渠东侧绿化带、泰山道、工业东道等，规划新建7座污水提升泵站.

城南污水处理厂规模为2.5万 m3/d，负责京开渠、渤海路、燕山道、南外环路合围区域的污水处理.服务面积约12.6 km2.污水干管布置在昆仑道、希望路、会战道等，规划利用矿区现状第一、第二、第四污水提升泵站.泵站规划情况详见表3.

表2 方案一污水泵站规划一览表

表3 方案二污水泵站规划一览表

3 两方案比选

两方案的区别主要是建设路以南、泰山道以西规划建设用地的污水处理去向不同，两方案均对现状永丰渠以东的矿区现状污水管网系统充分保留利用，结合管网布置情况分别进行介绍.

3.1 方案一

永丰渠以东现状矿区区域：考虑到近期希望路东段不能形成，且希望路至裕华路段的永丰渠、京开渠为封闭渠道，同时结合京开渠退污还清的治理要求，规划近期矿区污水仍沿用现状格局，即将污水经第三泵站提升后排入永丰渠，沿永丰渠向北汇入京开渠，在裕华路与京开渠交汇处将城区污水集中截入规划京开渠东侧的污水截流干管渠，经北环路污水总干管送入城北污水处理厂，同时实现京开渠(裕华路至任文干渠段)的退污还清.远期结合希望路的建设，将该区域污水沿希望路—燕山道—北站路—泰山道向北接入北环路污水总干管，送入城北污水处理厂，同时恢复永丰渠、京开渠(希望路至裕华路段)明渠，彻底实现永丰渠、京开渠全线的退污还清.

永丰渠以西区域：污水沿昆仑道、东风路向北、向西接入西环路污水干管，经北环路污水总干管送入城北污水处理厂.

该方案近期将现状城北污水厂扩建为6.5 万m3/d，远期达到9.0 万m3/d.

3.2 方案二

近期充分利用矿区污水厂的用地和部分设施，改造为城南污水处理厂规模1.5 万m3/d，将永丰渠以东矿区污水送入城南污水处理厂，永丰渠以西区域污水沿昆仑道污水干管向南送入城南污水处理厂，远期扩建为2.5 万m3/d.随着该方案和京开渠截流管(裕华路至北环路)的实施，可以在近期内彻底实现永丰渠、京开渠的退污还清.并将城南污水厂的达标尾水作为永丰渠、京开渠的生态景观用水水源.

该方案城北污水厂近期维持现状5.0 万m3/d规模，远期扩建为6.5 万m3/d.

3.3 方案影响因素分析

(1)规划角度：污水厂的布局选址一般要考虑位于城市规划区的下游，以尽量依靠地形坡度和重力流收集城市污水，管网应少穿铁路、河流、高速等，便于实施，节约收集运行费用.除此之外，从规划的角度，还应注重规划收集范围的管道走向、水量布局、实施期限等情况，确定污水厂的最优数量、最优厂址位置.

(2)环保生态角度：一般要求污水处理厂建成后不要对周围环境(指自然资源、水域、地下水、耕地、水产、风景等)造成不可恢复的破坏，一般不宜设置在城市或居民区的上风向、城市水源地近距离上游.除此之外，污水厂的布局选址应关注建成投产后排放的污染物不超过地方环境容量所允许的范围.

(3)处理工艺角度：一般城市污水处理厂以处理城市生活污水为主，污水可生化性较好，一般采用二级生化处理或进一步深度处理.因此，污水厂选址时应结合不同的进出水要求，确定合理工艺和厂址用地，并结合当地的实际情况，选择最优厂址.

(4)建设投资角度：城市污水厂的建设投资一般受用地规模、处理工艺、防洪、地基处理等要素影响，而且国内大部分城市污水处理厂都采用BOT运作，因此污水厂投资基本上可以得到较好控制.但是做为城市的基础设施建设而言，城市污水收集系统的投资往往比污水厂厂区的投资要大，而收集系统管网布局走向在一定程度上又受到污水厂厂区位置的影响.因此，从优化投资的角度考虑污水厂布局选址时，应通盘考虑污水处理系统的投资，同步考虑污水厂的布局选址对厂外污水干管布局与投资的影响，选择总投资费用最小化的厂址布局，确保布局的科学性.

(5)运行费用角度：大型集中污水处理厂具有较明显的规模效益，大型污水处理厂在单位水量投资和运行费方面较小型污水处理厂有明显的优势.图3是污水处理厂规模与单位污水量建设费用的曲线，表明污水处理厂单位污水量建设投资随处理厂规模增大而减小.图4是单位运行费用随污水厂规模而变化的趋势图，表明污水处理厂单位运行费用随处理厂规模增大而减小.

图3 污水处理厂规模与单位污水量建设费用的曲线图

图4 单位运行费用随污水厂规模而变化的趋势图

(6)再生水回用角度：水资源短缺已经成为我们面临的一个重要问题，目前我国有300多个城市缺水，其中100多个城市严重缺水，污水资源化已成为解决水资源不足的一项有效措施.华北地区是我国缺水严重的地区.因此，再生水回用也是污水处理厂布局规划的一个重要因素.

3.4 方案对照分析

对以上方案影响因素进行分析，详见表4.

表4 方案一、二对照分析表

4 结论

(1)综合上述，关键因素是投资、运行费用及再生水回用3个方面.

(2)任丘市水资源匮乏，本地淡水资源不能保证热电厂、炼油厂用水需求，从再生水利用角度出发可采用方案一.

(3)从投资和运行费用角度出发，推荐方案二.即规划城南、城北两座污水处理厂.城北污水处理厂近期规模为5.0 万m3/d，远期扩建至6.5 万m3/d；城南污水处理厂近期规模为1.5 万m3/d，远期扩建至2.5 万m3/d.综合考虑后，本次规划推荐方案二.

[参 考 文 献]

[1] 秦德全，黄正策.德尔菲法在污水厂规划选址中的应用[A].首届中国城镇水务发展战略国际研讨会论集[C].2012，7.

[2] 李小东.层次—灰色关联分析法及其在污水处理方案优选中的应用[D].山西：太原理工大学，2006.

[3] 王继斌，井敏莉.城市排水规划编制合理性的探讨[J].内蒙古公路与运输，2016(4):49-52.

[4] 桑源.城市污水管网系统优化之我见[J].中国新技术新产品，2010(19):79.

[5] 河北省城乡规划设计研究院.任丘市城区排水工程专项规划[Z].2010—2020.