上海市政工程设计研究总院集团第十市政设计院有限公司
摘要：影响城市污水厂设计的因素很多。本文针对中国目前水环境的严峻形势，分析了城市污水处理体系中存在的问题，提出了相应的措施和建议。建立科学的污水管理体制和方法，掌握城市污水处理技术，提高污水处理设施利用率，同时吸引社会资本参与污水处理设施的建设和运营，可极大推动中国污水处理行业的快速发展，对促进城市持续发展，创造低碳经济有着积极的作用。
关键词：城市污水 污水处理 处理工艺
城市污水主要是指城市日常运行中所产生的各种污水，包括居民的生活用水、工业废水以及截留雨水等等。城市污水如果得不到及时、有效的处理，将会给城市水源造成严重污染。目前我国各大城市都在积极筹建和扩建不同等级的污水处理厂，但由于污水处理厂筹建的初期工作——污水处理设计是影响污水处理厂建设质量的关键，所以规范化、科学化城市污水处理厂设计问题便不得不提。
一、影响污水处理设计的因素
1、城市人口、城市经济水平的影响
城市污水处理从各规划阶段到具体项目实施，确定其水量规模是首要内容，规模预测是否符合发展趋势和实际需要，将对工程的总体布局、项目总投资、建设周期和运行费用产生重大影响。预测规模偏大，建成的污水处理工程不能充分发挥效益，甚至高额的运行管理成本导致污水处理厂难以运转；预测规模过小，则影响城市环境的改善，制约了城市的建设和经济发展，因而合理确定水量规模十分重要。
污水处理规模的确定与城市人口有关。城市人口包括常住人口和流动人口。通常是根据城市总体规划近、远期及远景人口预测来确定的。当城市总体规划编制年限较早，尚未修编或修编中，需对现状人口核实并进行合理的分析和预测。同时，确定人口时，要特别注意旅游城市在旅游旺季出现人口峰值的特点及对城市水量变化系统的影响。
污水处理规模的确定也与城市经济发展水平有关。我国幅员辽阔，大自然条件及经济发展水平相差悬殊，城镇区域特点、产业结构及主要功能也各不相同。因此，城镇污水的特性、收集方式、排放水体状况、设计用地、选用工艺等均不相同。 污水处理规模的确定要因地制宜，应根据当地的总体规划，并结合实际情况确定。
城市污水处理设施建设宜实行分阶段、分步实施的原则，分别制定近期规划和远期规划，并按照远期规划确定最终规模，以现状水量为主要依据确定近期规模。
2、城市污水处理厂的污水管网设计
污水管网是污水处理厂工程设计中的一项重要内容。在城市污水处理中，污水管网负责对城市污水进行收集和输送，是连接污水源头和污水处理厂的重要纽带，也是城市污水处理中不可缺少的一个环节。因此在进行城市污水处理工程设计时，其管网的设计工艺需要重点把握。下面对影响管网设计质量的因素作相关探讨。
2.1 规划年限
城市污水管网的规划年限主要是指，在设计和敷设城市污水管网系统时，根据各方面情况，考虑各方面因素之后，对污水管网使用年限作出的预算和规定。城市污水处理厂的管网敷设与其他市政工程的管线埋设不同，城市污水管网的干管敷设多为重力流，所以其干管的埋设深度比其他市政管线要深，这便造成了处理厂日后改建和扩建工作的困难。为此，在进行初期的管网设计时，其管网的规划年限必须要按照远期的污水量来设计。此外，在具体设计时，还要考虑管网主干管、次干管和支管的不同功能，并按照重要程度的不同来规划与之相应的设计年限。一般来说，城市污水处理管网系统中，主干管的设计年限要比次干管和支管的设计年限长，建成之后，在较长时间内不会进行改建或扩建。
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2.2 排水体制
一般来说，凡在新建市、区或扩建区建设污水处理工程时，宜采用分流制；在已建成合流制排水系统的旧城区、小城镇等，宜将原合流制直泄式排水系统改造成截流式合流系统；在雨量稀少地区，由于污水处理规模小，街道狭窄，两侧建筑密集，施工复杂，无条件修建分流制排水系统，也可考虑采用合流制排水系统。目前我国较多城镇既有历史上已形成合流制的老城区，其建筑密集，街道狭小，难以改造成分流制；又有已建成或正在扩建的分流制的新城区。在这种情况下，可在同一污水处理工程服务范围（或流域范围）内，采用不同的排水体制，即新建区和扩建区采用分流制，而旧城区采用截流式合流制。采用截流式合流制时，需注意截流倍数n0的选择。
通过以上论述，污水处理厂的设计规模可根据工程投资分期建设，也可以预处理构筑物土建按远期水量建设，设备按近期规模安装，并且污水厂处理构筑物也可设计成两组或两组以上构筑物并列运行的模式。污水处理厂内各构筑物的设计流量也要根据所在城市的排水体制进行综合考虑。
二、城市污水处理应采取措施和建议
1. 加大对污水处理设施的投入
目前，中国城镇生活污水的处理率仍旧不高，随着城市化进程的加快，以及经济的迅速增长，城镇生活污水处理的压力会越来越大，虽然近几年国家对污水处理的投资有所增加，但与国外相比差距依然很大，发达国家用于排水设施和污水处理方面的投资占国民经济总产值的0.53%至0.88%，而中国仅为0.02%至0.03%，因此，今后中国仍需要加大对城市污水处理设施的财政投入。对于广大的中、西部地区，国家要在财政上给予政策性支持，设立专项资金用于支持城市污水处理设施建设，提高中、西部地区的污水处理率，从而实现中国城镇生活污水处理的平衡发展。
2. 加快污水处理企业改革的步伐
在中国很多城市，污水处理及配套设施系统都是事业单位或准事业单位的运营方式，由政府收取排污费，给污水处理厂按事业单位拨款，政府在污水处理投资、建设、监管中完全是“一肩挑”，这就使得中国污水处理事业的发展进程比较缓慢，效率低下。有些地方虽进行了体制改革，但不够彻底、到位，难以适应市场经济发展的需要。因此，必须加快体制改革和创新力度，建立现代企业制度，改变依靠财政的状况，降低运行成本，提高经营效率，将污水处理单位改制为企业法人，实行政企分开，从而建立企业自我激励和自我约束的机制。同时，鼓励企业规模化经营，支持企业跨区域投资运营，尽快实现利用市场机制，引入符合行业特征、有限且有效的竞争。
3. 拓宽城市污水处理设施建设的投资渠道
改变原来的投资、建设和运营体系，建立政府、企业、社会的多元化投入机制，实现投资主体多元化、运营主体企业化和运行管理市场化，这样必将拓宽中国城市污水处理的投资渠道，提高国家投入资金的使用效率。
目前，城市污水处理厂的BOT，TOT模式已在部分地区开展，尽管在具体实施过程中还存在不少问题，但随着政策制定和管理体制的不断完善，这种模式应该也会得到不断发展和完善。
发行市政债券，投资城市环境基础建设是一些发达国家通行的做法。在美国的水务公共事业领域，每年建设性投资的85% 来自市政债券。鉴于中国未来水处理资金需求较大，可考虑这一融资工具。
结语：
城市污水处理工程设计是一个综合性极强的系统工程，涉及的学科多，相关部门多，其中任何一个环节的不合理都会给工程设计带来影响，造成不同程度的损失。因此，在以后的城市污水处理厂建设中，必须要加大对处理厂设计的重视，使我国污水处理工程设计趋于规范化。
论文作者:陈天娥
论文发表刊物:《基层建设》2016年25期9月上
论文发表时间:2016/12/12
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