城市给排水设计及污水处理重点研究

2023-01-02魏俊

中国设备工程 2022年6期

魏俊

（中国电力规划设计协会，北京 100120）

为了满足人们对于生活质量的要求，城市中的给排水系统也必须不断发展和优化，同时对城市中的污水进行科学的处理。给排水系统的建设是城市基建当中的一个重要部分，在建设过程中需要明确城市的给水量以及排水量，设计合理的给排水系统。但从实际考察发现，我国的给排水系统设计和污水处理方式还存在一定的问题，在雨季，一些城市中的给排水系统无法及时排除积水，给城市居民的出行带来了困扰，影响了人们的生活质量，也影响了城市化的建设和发展。所以，要针对这些问题，优化城市给排水的设计，同时用先进的技术手段对城市污水进行处理，推进城市化的进程。

1 城市给排水系统及污水处理的意义

给排水系统的建设是城市建设环节的重要组成部分，也有着重要的意义。城市的给排水系统包括给水系统和排水系统2个部分。给水系统负责提供城市的生产生活用水，排水系统负责水运、城市积水的排放以及污水的处理。城市的给排水系统影响城市居民的生活用水以及工厂企业的生产用水，城市污水处理的质量影响着居民的身体健康以及生活水平。一个完善的城市给排水系统有利于城市生产生活中对于水资源的充分利用，并减少水资源的浪费。而先进的污水处理技术可以实现污水的净化和水资源的循环利用，有效缓解了我国水资源紧张的局面，加强了对环境的保护。

2 城市给排水系统设计以及污水处理的问题

2.1 无法满足城市化发展要求

随着城市化的快速发展，城市中的用水消耗量以及污水的排放也会逐步增加。我国的城市化发展十分迅速，一些三线城市就成为了二线城市，原先的二线城市也跻身为新一线城市，在这种背景下，城市给排水系统的设计需要考虑到城市快速发展的现状。但从实际来看，我国的给排水系统设计的指标相对落后，对于城市的发展也没有精确的数据支撑，所以很难估算给排水系统一个合适的设计余量，如果设计余量过大，会加大经费的消耗，无法节省成本，如果设计余量过小，就无法满足城市的给排水需求。因此，我国目前城市的给排水系统设计无法满足城市化快速发展的需求。

2.2 给排水设备老化

在我国，有许多老城市中老城区的给排水系统出现老化的问题。为解决这一问题，许多给排水系统老化的城市都进行了改造，但在改造过程中，相关人员对于城市的给排水系统不够了解，很难对老旧的设施进行全面改造，容易导致管道破裂、城市积水等问题，严重影响到了居民的生活质量。此外，一些老城区还有一些具有历史价值的文物，这也给城市给排水系统的设计带来了影响。

2.3 没有充足的污水处理资金

污水的处理需要大量资金，一些地方部门无法提供充足的资金保证城市污水处理的稳定运行。此外，资金的不足导致污水处理过程中无法配备先进的设备，对于污水的处理程度不够彻底，也无法实现水资源的循环利用。

2.4 不注重污水处理设备的维护

对污水设备进行定期的维护是保证污水处理设备平稳性运行，增加其使用时长的一个重要方式。但城市化的发展是一个非短期的，具有复杂性的过程，这导致了城市污水处理设备的维护也较为繁杂。我国目前对于污水处理设备维护工作的重视程度还不够，维护的技术水平达不到要求，对于污水处理设备没有一个清晰的了解，这就导致了很多城市污水处理设施没有得到及时有效的维护，缩短了其使用寿命。我国相关的技术人员数量较少，技术的培训也是一个长期的过程，这导致了城市污水处理设施的维护计划不断延后，污水处理设施的维护难度也越来越高，最终形成恶性循环。设备不进行定期的维护，对污水的处理能力也就越来越低，最终会导致污水堆积，堵塞城市给排水管道，导致城市发生积水问题。

3 城市给排水的设计研究

3.1 污水系统设计

随着城市人口的不断增加，城市居民生产生活所排放的污水也会越来越多。在我国，污水处理普遍采用集中处理和分流处理2种方式，一些老城区采用的还是落后的集中处理方式。但随着城市化的不断发展，分流处理的方式也逐渐无法满足城市污水处理的要求。城市中的给排水系统交叉纵横，形成了一个巨大的给排水网络，采用分流处理的方式容易导致各种水源的融合，并且最终会集中在一起，不利于城市的发展，所以要根据城市的实际情况来设计污水处理系统。在雨季，可以利用截留处理的方式避免污水对城市造成污染。

3.2 水资源平衡设计

要利用水资源平衡设计来完成城市各个区域之间水资源的平衡，充分利用水资源，避免造成水资源的浪费。所以，在给排水系统设计之前，要对城市内每个区域的不同用水状况进行考察，设计给排水系统时充分结合城市的实际情况，做到水资源的平衡设计。

3.3 合理设计给水管网

给水管网是城市给排水系统不可缺失的一部分，关系着城市居民的生活生产用水。所以在设计给水管网时要充分考虑到城市用水的实际情况，在确立给水管网位置时，要对城市用水情况进行实地考察，以满足城市化发展的需求，在满足城市居民用水的同时也要保证给水管网的质量，确保给水管网能够平稳运行。

3.4 污水排放管道设计

城市污水排放管道设计的质量决定了城市污水处理的质量，因此在设计污水排放管道时，要结合城市的实际情况以及发展趋势。在设计污水排放管道时，要注意到城市的铺路状况，以顺应城市的发展。在设计时，要考虑所在城市的地理环境，选择合理的管道深度。科学设计泵站，实现排水目标，增加管道的排水能力。

3.5 加强老城区改造

在对老城区的给排水系统进行设计改造前，要先对老城区的具体情况进行了解，明确老城区目前给排水系统的状态，要从整体出发，考虑到老城区目前的人口状况，工程企业情况以及老城区未来的发展规划，做好前期准备后，再对老城区进行改造，避免出现改造不全面，存在遗漏的问题。

3.6 考虑城市发展情况，完善污水管网

在进行城市给排水系统的设计时，不能只注重城市的现状、只解决城市给排水系统现有的问题，在设计过程中要充分考虑到城市的发展情况，对城市数据进行搜集整理，结合数据合理规划出能够顺应城市发展、符合城市长期发展要求的设计。同时，还要不断完善城市的污水管网，做到污水管网能够涉及城市的所有区域。

4 城市污水处理的研究

4.1 使用先进的污水处理技术

在城市污水的处理过程中，有关部门要给予充足的经费，并使用先进的污水处理技术。CCAS处理技术以及活性污泥法是我国目前使用的2个先进的技术。CCAS技术较之活性污泥法使用的较为普遍，CCAS反应池是这项技术的重点部分。当城市污水进入CCAS反应池之后，污水可溶物会被里面的微生物附着，在进入反应区后，使用计算机技术处理掉污水中的磷元素。活性污泥法并不依靠反应池，而是依靠曝气池，在污水进入曝气池后，经过一系列的污泥负荷推流处理，将污水中的微生物与水分离，对污水进行净化处理。活性污泥法需要对活性污泥的量进行严格设置，依照现实状况对活性污泥的量进行调节。

4.2 加强污水排放的监管力度

如果不加强对污水处理的监管，让污水任意排放，将会造成环境的污染和加剧水资源的浪费，阻碍城市化的发展。而在城市中，居民和企业的生产生活都会造成污水的排放，因此，要加强对污水排放的监督管理力度，完善污水排放监管体系，合理控制工厂生产和居民生活排放的污水。加强对污水处理的宣传工作，使每个人都能树立起节约用水的意识，减少污水的排放。要加强相关部门单位之间的协同交流，将污水排放监管政策落实，更加高效的进行污水排放监督管理工作。

4.3 污水回收利用

人们普遍的观点是污水是对人体健康有害、没有任何作用的废水，但如今的科技水平已经能够做到对污水进行净化，使其成为有利用价值的水资源。如今地球的水源越来越匮乏，城市用水的局面越来越紧张，所以要加强对污水的净化处理，做到水资源的循环利用。通过这种处理，就能缓解我国水资源缺乏的问题，保证城市居民生产生活用水，大大推进我国城市化的发展。