上海城市污水治理的回顧及展望
| 論文類型 | 技術(shù)與工程 | 發(fā)表日期 | 2008-03-01 |
| 來(lái)源 | 排水委員會(huì)第四屆第二次年會(huì) | ||
| 作者 | 朱石清,唐建國(guó) | ||
| 摘要 | 上海是中國(guó)最早建設(shè)近代排水設(shè)施的城市,140多年前就開(kāi)始埋設(shè)排水管道,1921年建設(shè)了全國(guó)第一座污水處理廠。解放以后,特別是改革開(kāi)放以來(lái),市委、市政府十分重視本市的水環(huán)境治理,投入大量財(cái)力和物力,先后建成并投入使用了一大批污水治理設(shè)施,為改善上海的水環(huán)境質(zhì)量提供了有力的保證。自行設(shè)計(jì)、施工、管理了一大批污水處理設(shè)施;完成了一大批科研和革新成果;培養(yǎng)了一大批水環(huán)境領(lǐng)域的技術(shù)人才。在污水處理、深海排放、檢查維護(hù)以及材料、設(shè)備等方面的國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)在上海均得到應(yīng)用。無(wú)論是在建設(shè)方面,還是在運(yùn)營(yíng)方面均積累了豐富的 | ||
朱石清1,唐建國(guó)2
(1. 上海市水務(wù)局,上海 200040;2. 上海市排水管理處,上海 200001)
上海是中國(guó)最早建設(shè)近代排水設(shè)施的城市,140多年前就開(kāi)始埋設(shè)排水管道,1921年建設(shè)了全國(guó)第一座污水處理廠。解放以后,特別是改革開(kāi)放以來(lái),市委、市政府十分重視本市的水環(huán)境治理,投入大量財(cái)力和物力,先后建成并投入使用了一大批污水治理設(shè)施,為改善上海的水環(huán)境質(zhì)量提供了有力的保證。自行設(shè)計(jì)、施工、管理了一大批污水處理設(shè)施;完成了一大批科研和革新成果;培養(yǎng)了一大批水環(huán)境領(lǐng)域的技術(shù)人才。在污水處理、深海排放、檢查維護(hù)以及材料、設(shè)備等方面的國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)在上海均得到應(yīng)用。無(wú)論是在建設(shè)方面,還是在運(yùn)營(yíng)方面均積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),同時(shí)也為全國(guó)污水處理同行提供了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。目前又在污水處理市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化方面做了許多有益的探索和實(shí)踐。
1 歷史的回顧
上海市最早是在租界內(nèi)采用化糞池處理生活污水。1921年在上海北區(qū)建設(shè)了第一座污水處理廠—北區(qū)污水處理廠,解放初期的運(yùn)行規(guī)模達(dá)4700 m3/d,解放后經(jīng)過(guò)數(shù)次擴(kuò)建,在90年代初廢除時(shí),其運(yùn)行規(guī)模已達(dá)1.8萬(wàn)m3/d。在1926年前后又建設(shè)了東區(qū)污水處理廠和西區(qū)污水處理廠,其中東區(qū)污水處理廠至今還在運(yùn)行。五十年代配合居住區(qū)、工業(yè)區(qū)的建設(shè),建造了曹楊、彭浦、閔行三座二級(jí)污水處理廠和東昌、日暉兩座一級(jí)污水處理廠。六十年代結(jié)合援外工程試驗(yàn)建設(shè)了北郊污水處理廠。七十年代基于減少內(nèi)河污染、充分利用大水體環(huán)境容量的思路,分別建成了南區(qū)污水輸送總管(南干線)和西區(qū)污水輸送干線(西干線),將污水分別輸送白龍港和石洞口,排放至長(zhǎng)江,同時(shí)建設(shè)了嘉定污水處理廠。八十年代開(kāi)始陸續(xù)建設(shè)規(guī)模較大的曲陽(yáng)、天山、龍華及泗塘、吳淞、程橋、長(zhǎng)橋4座污水處理(凈化)廠。隨著郊縣城市化的發(fā)展,上海郊縣也陸續(xù)建造了青浦、金山、朱涇、南匯周浦、奉賢南橋、松江、嘉定、安亭等多座污水處理廠。同時(shí)隨著歷史的變遷,陸續(xù)廢除一些設(shè)施老化,不堪重負(fù)的陳舊污水處理廠。九十年代上海主要建設(shè)了桃浦工業(yè)區(qū)污水處理廠和松江污水處理廠二期擴(kuò)建。到二十世紀(jì)末全市擁有污水處理廠31座,設(shè)計(jì)規(guī)模為100.65萬(wàn)m3/d,實(shí)際處理量為79.3萬(wàn)m3/d。
特別值得一提的是,為解決黃浦江、蘇州河等河道的污染問(wèn)題,上海市政府于1988年投資16億元人民幣(其中利用世界銀行貸款1.45億美元)進(jìn)行合流污水治理一期工程的建設(shè),該工程于1993年12月主體工程建成通水。在開(kāi)工時(shí),時(shí)任上海市市委書記的江澤民同志欣然揮毫,寫下了“決心把蘇州河治理好”的題詞。據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè),合流一期主體工程通水后,遏制了蘇州河水質(zhì)惡化的勢(shì)頭,并有改善。1994年三季度蘇州河市區(qū)段水質(zhì)中的主要污染指標(biāo)低于1992年同期水平。1994年底起,蘇州河水色由黑轉(zhuǎn)灰,沿河單位、居民反映原有的臭味明顯減少。正是截流了蘇州河流域140萬(wàn)m3/d的污水,為以治水為核心的蘇州河整治提供了基本前提;同時(shí),蘇州河整治一期的兩港截流工程、二期的雨水放江削減工程,或是利用了合流一期的旱天時(shí)富裕容量,或是利用時(shí)間差調(diào)節(jié)接納污水能力,都依托于合流一期工程。
表1 已建分散污水處理廠情況
| 序號(hào) | 污水處理廠名稱 | 投入運(yùn)行日期 | 服務(wù)面積km2 | 服務(wù)人口數(shù)萬(wàn)人 | 設(shè)計(jì)規(guī)模 | 實(shí)際處理量 |
| 萬(wàn)m3/d | ||||||
| 總 計(jì) | 423.81 | 378.85 | 144.62 | 116.83 | ||
| 市區(qū)合計(jì) | 96.56 | 283.9 | 93.7 | 77.59 | ||
| 1 | 龍華水質(zhì)凈化廠 | 1986.10 | 14 | 20 | 10.5 | 8.42 |
| 2 | 曲陽(yáng)水質(zhì)凈化廠 | 1984.7 | 4.5 | 20 | 7.5 | 5.49 |
| 3 | 天山水質(zhì)凈化廠 | 1985.12 | 6.7 | 33 | 7.5 | 7.4 |
| 4 | 桃浦水質(zhì)凈化廠 | 1997.12 | 5 | 5.5 | 6.0 | 4.9 |
| 5 | 閔行水質(zhì)凈化廠 | 1961.8 | 28 | 15 | 5.0 | 5.58 |
| 6 | 吳淞水質(zhì)凈化廠 | 1992.10 | 7.8 | 39 | 4.0 | 3.3 |
| 7 | 東區(qū)水質(zhì)凈化廠 | 1926.3 | 13 | 80 | 3.5 | 2.9 |
| 8 | 曹楊水質(zhì)凈化廠 | 1954.11 | 4.5 | 21 | 3.0 | 2.4 |
| 9 | 長(zhǎng)橋水質(zhì)凈化廠 | 1992.11 | 4.94 | 15.7 | 2.2 | 2.1 |
| 10 | 北郊水質(zhì)凈化廠 | 1968.5 | 2.82 | 20 | 2.0 | 1.8 |
| 11 | 泗塘水質(zhì)凈化廠 | 1992.11 | 4.9 | 13 | 2.0 | 2.2 |
| 12 | 程橋水質(zhì)凈化廠 | 1996.10 | 0.4 | 1.7 | 0.5 | 0.4 |
| 13 | 石洞口污水廠 | 2003 | 40 | 30.63 | ||
| 郊區(qū)合計(jì) | 98.95 | 77 | 27.25 | 23.06 | ||
| 14 | 松江污水處理廠 | 1985.8 | 36 | 25 | 6.80 | 4.76 |
| 15 | 閔行區(qū)污水廠 | 1985.6 | 15 | 12 | 4.50 | 2.66 |
| 16 | 嘉定水質(zhì)凈化廠 | 1979.6 | 19.35 | 13 | 3.00 | 4.02 |
| 17 | 安亭水質(zhì)凈化廠 | 1996.10 | 7.2 | 3 | 2.50 | 1.74 |
| 18 | 金山水質(zhì)凈化廠 | 1988.12 | 3.2 | 4 | 1.70 | 1.41 |
| 19 | 周浦水質(zhì)凈化廠 | 1988 | 4.5 | 5 | 1.25 | 1.67 |
| 20 | 南橋污水處理廠 | 1990 | 3.7 | 7 | 1.00 | 1.06 |
| 21 | 青浦污水處理廠 | 1986 | 10 | 8 | 1.50 | 1.42 |
| 22 | 青浦第二污水廠 | 2002 | 1.50 | 1.18 | ||
| 23 | 松江東部污水廠 | 2003 | 33 | 3.50 | 3.14 | |
| 鄉(xiāng)鎮(zhèn)合計(jì) | 228.3 | 17.95 | 23.67 | 16.18 | ||
| 24 | 佘山污水處理廠 | 1997 | 0.1 | 0.60 | ||
| 25 | 練塘污水處理廠 | 2002.4 | 205 | 1.0 | 0.60 | |
| 26 | 中紡污水處理廠 | 96.12 | 2.0 | 0.50 | ||
| 27 | 洞涇污水處理廠 | 1990 | 1.5 | 0.30 | ||
| 28 | 趙屯污水處理廠 | 2001.8 | 0.15 | 0.50 | ||
| 29 | 盈港污水處理廠 | 96年 | 2 | 2.0 | 0.17 | |
| 30 | 大觀園污水廠 | 88.5 | 1.0 | 0.12 | ||
| 31 | 泗涇污水處理廠 | 1998 | 1.00 | |||
| 32 | 商塌污水處理廠 | 96.6 | 1.2 | 0.3 | 0.10 | |
| 33 | 浦東三林污水廠 | 1994 | 0.90 | |||
| 34 | 金山石化污水廠 | 1976 | 20 | 10 | 18.88 | 14.00 |
上海市污水治理二期工程是繼一期工程之后,又一大型環(huán)境保護(hù)項(xiàng)目,也是二十世紀(jì)末國(guó)內(nèi)利用世界銀行貸款建設(shè)的最大污水治理工程項(xiàng)目。工程投資為48億元人民幣,其中利用世界銀行貸款2.5億美元。該工程于1997年6月開(kāi)工,1999年12月主體工程建成通水,2000年4月投入試運(yùn)行。這兩大工程的建成投入使用,不但為治理蘇州河,治理黃浦江奠定了基礎(chǔ),而且也為上海城市污水治理的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了條件,目前建設(shè)的竹園第一污水處理廠和白龍港污水處理廠既是這兩大污水治理工程的延續(xù),也是上海污水治理大踏步前進(jìn)的基礎(chǔ)。在建設(shè)這兩大污水治理工程的基礎(chǔ)上,郊區(qū)也先后建設(shè)了奉賢星污水火排海(杭州灣)、南匯污水外排長(zhǎng)江口、奉賢污水南排(杭州灣)等大型污水治理工程。
2 污水處理現(xiàn)狀
2003年上海污水產(chǎn)生量為530萬(wàn)m3/d,污水治理率為62.8%。擁有34座污水處理廠(詳見(jiàn)表1),污水處理廠設(shè)計(jì)總規(guī)模為144.62萬(wàn)m3/d,污水處理量為116.83萬(wàn)m3/d,污水經(jīng)二級(jí)污水處理廠的處理率為19.8%(扣除地下水滲入量后計(jì))。
2.1 現(xiàn)狀格局
從二十世紀(jì)八十年代中期以來(lái),市政府在污水治理方面投入了巨額資金,在污水治理、水環(huán)境整治方面取得了一定的成績(jī),水環(huán)境面貌得到了改善,基本形成了西干線、合流一期干線、合流二期干線、奉賢星污水火排海、南匯污水外排長(zhǎng)江口、奉賢污水南排六條干線為基礎(chǔ)的六大集中污水處理系統(tǒng):即石洞口污水系統(tǒng)、竹園污水系統(tǒng)、白龍港污水系統(tǒng)、奉賢污水外排系統(tǒng)、星火工業(yè)區(qū)污水外排系統(tǒng)、南匯區(qū)污水外排系統(tǒng)與34座分散處理污水處理廠并存的格局,各系統(tǒng)情況詳見(jiàn)表2。
表2 集中污水處理設(shè)施情況
| 序號(hào) | 系統(tǒng)名稱 | 投產(chǎn)時(shí)間 | 設(shè)計(jì)規(guī)模(萬(wàn)m3/d) | 運(yùn)行規(guī)模(萬(wàn)m3/d) | 說(shuō)明 |
| 1 | 石洞口污水系統(tǒng) | 1971 | 80 | 30.63 | 其終端污水處理廠—石洞口污水處理廠已建成,設(shè)計(jì)規(guī)模40萬(wàn)m3/d |
| 2 | 竹園污水系統(tǒng) | 1993 | 170 | 169 | 其終端污水處理廠—竹園第一污水處理廠正在建設(shè)之中,設(shè)計(jì)規(guī)模170萬(wàn)m3/d |
| 3 | 白龍港污水系統(tǒng) | 2000 | 170 | 92.63 | 其終端污水處理廠—白龍港污水處理廠正在建設(shè)之中,其近期設(shè)計(jì)規(guī)模120萬(wàn)m3/d |
| 4 | 奉賢星火污水排海系統(tǒng) | 1993 | 10 | 2.64 | |
| 5 | 奉賢污水南排系統(tǒng) | 1998 | 10 | 2.36 | 其終端污水處理廠—奉賢南排污水處理廠正在建設(shè)之中,近期設(shè)計(jì)規(guī)模5萬(wàn)m3/d |
| 6 | 南匯污水外排系統(tǒng) | 1998 | 15 | 1.97 | 其終端污水處理廠—南匯污水處理廠正在建設(shè)之中,近期設(shè)計(jì)規(guī)模5萬(wàn)m3/d |
| 合計(jì) | 455 | 299.23 |
2.2 現(xiàn)狀特點(diǎn)
上海盡管二級(jí)生物處理污水處理廠已達(dá)34座,但大都規(guī)模小、建設(shè)年代早、工藝水平不能夠滿足目前出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求;污泥沒(méi)有達(dá)到穩(wěn)定化、無(wú)害化、資源化的要求,具體表現(xiàn)在:
?、?上海與國(guó)內(nèi)一些城市和國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的差距
建設(shè)城市污水處理廠對(duì)改善城市水環(huán)境,保障城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著舉足輕重的作用。上海污水處理現(xiàn)狀與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的差距主要表現(xiàn)在三個(gè)方面:一是在污水處理率上的差距,上海目前污水量已達(dá)530萬(wàn)m3/d,進(jìn)入二級(jí)污水處理廠處理的污水僅約為116.83萬(wàn)m3/d,實(shí)際的二級(jí)處理率僅為19.8%左右。其不僅低于我國(guó)平均污水處理率水平,更低于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。在歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家污水已經(jīng)得到了普遍處理,如美國(guó)平均一萬(wàn)人一座污水處理廠,歐洲國(guó)家平均污水處理率達(dá)73%,國(guó)內(nèi)北京和天津污水處理率也分別達(dá)32%和58%,對(duì)比情況詳見(jiàn)表3。二是在處理程度上的差距,上海目前污水處理主要以去除有機(jī)物(碳源)為主,尚不能達(dá)到國(guó)家新頒布《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)規(guī)定的要求;而國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已普遍進(jìn)行除磷、脫氮,有的甚至以去除不可生化去除的COD為目標(biāo);三是在污泥減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化方面的差距,上海目前污水處理過(guò)程產(chǎn)生的污泥,除個(gè)別污水處理廠經(jīng)過(guò)了厭氧消化穩(wěn)定,絕大部分僅做到了濃縮和機(jī)械脫水,甚至僅是濃縮,因而出廠污泥未加穩(wěn)定和衛(wèi)生化,含水率較高,體積大,其出路大多是濕污泥船運(yùn)郊區(qū)做肥料或者填埋。近年來(lái),由于化肥的使用及河道管理使該渠道受一定的限制,故污泥的出路是制約污水處理廠正常運(yùn)行的因素之一;而國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)污水處理廠的污泥處理、處置系統(tǒng)的裝備,在20世紀(jì)60年代就已達(dá)到先進(jìn)的成套化水平,目前如污泥消化系統(tǒng)設(shè)備、污泥濃縮脫水設(shè)備、污泥干燥焚化設(shè)備、沼氣綜合利用設(shè)備、污泥高溫堆肥系統(tǒng)裝備以及污泥固化工業(yè)利用技術(shù)與設(shè)備、濕式氧化技術(shù)等均得到了較廣泛的應(yīng)用。
表3 國(guó)內(nèi)外污水處理率情況一覽表
| 序號(hào) | 城市或國(guó)家 | 污水處理率% | 序號(hào) | 城市或國(guó)家 | 污水處理率% | 序號(hào) | 城市或國(guó)家 | 污水處理率% |
| 1 | 全國(guó)平均 | 36.5 | 16 | 韓國(guó) | 24 | 奧地利 | 81 | |
| 2 | 長(zhǎng)春 | 70 | 漢城 | 98.3 | 25 | 芬蘭 | 80 | |
| 3 | 深圳 | 68 | 光州 | 97.5 | 26 | 法國(guó) | 79 | |
| 4 | 廈門 | 61.8 | 大邱 | 96.8 | 27 | 意大利 | 75 | |
| 5 | 南京 | 60.8 | 仁川 | 94.1 | 28 | 挪威 | 73 | |
| 6 | 珠海 | 60 | 大田 | 86.4 | 29 | 捷克 | 65 | |
| 7 | 天津 | 58 | 釜山 | 77.8 | 30 | 愛(ài)爾蘭 | 58 | |
| 8 | 杭州 | 54.6 | 17 | 荷蘭 | 98 | 31 | 希臘 | 56 |
| 9 | 重慶 | 42.9 | 18 | 瑞士 | 96 | 32 | 波蘭 | 52 |
| 10 | 濟(jì)南 | 41.5 | 19 | 盧森堡 | 93 | 33 | 西班牙 | 48 |
| 11 | 北京 | 32 | 20 | 瑞典 | 93 | 34 | 葡萄牙 | 46 |
| 13 | 沈陽(yáng) | 31.7 | 21 | 德國(guó) | 92 | 35 | 比利時(shí) | 38 |
| 14 | 廣州 | 29.3 | 22 | 丹麥 | 89 | 36 | 保加利亞 | 37 |
| 15 | 武漢 | 29.3 | 23 | 英國(guó) | 84 | 37 | 匈牙利 | 26 |
?、?現(xiàn)有中小型污水處理廠的改造
由于水環(huán)境污染和水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的尖銳化以及公眾環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng),迫使越來(lái)越多的國(guó)家和地區(qū)制定嚴(yán)格的污水處理和排放標(biāo)準(zhǔn),其涉及的水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)、內(nèi)容和數(shù)值不斷改進(jìn),而且越來(lái)越嚴(yán)。我國(guó)2003年7月1日將開(kāi)始實(shí)施的國(guó)家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002),對(duì)城鎮(zhèn)二級(jí)污水處理廠的排放水質(zhì)不僅有更加明確和詳細(xì)的規(guī)定,而且要求出水進(jìn)行消毒,污泥進(jìn)行穩(wěn)定,臭氣和噪音要達(dá)標(biāo)。上海市區(qū)現(xiàn)共有污水處理廠34座,均采用生物法工藝。除兩座廠為新建廠外,這些污水處理廠,特別是中心城的污水處理廠,因建設(shè)年代久、設(shè)備陳舊、設(shè)施老化,而且按照《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002),大部分污水處理廠出水指標(biāo)總磷和氨氮不能滿足要求;污泥處理指標(biāo)、臭氣、噪聲指標(biāo)、出水在線監(jiān)測(cè)也不能滿足新頒標(biāo)準(zhǔn)的要求。這就意味著我市現(xiàn)有污水處理廠將需要全面改造。其需要的投入將是巨大的,而且隨著城市的發(fā)展,許多污水處理廠被包圍在市區(qū)建筑群之中,這不僅對(duì)周圍環(huán)境有一定的影響,而且給改造、擴(kuò)建(用地)帶來(lái)很多困難。
③ 污水治理設(shè)施需進(jìn)一步合理布局和建設(shè)
隨著城市化進(jìn)程的不斷加快,上海郊區(qū)一些城市化地區(qū)、集鎮(zhèn),人口和工業(yè)不斷集中,污水的排放量也隨之增加。由于污水收集和處理措施不完善或者能力不足,不僅造成本身的環(huán)境污染日益嚴(yán)重,而且成為區(qū)域性水環(huán)境的重要污染源。上海目前除中心城、寶山、閔行及嘉定地區(qū)污水系統(tǒng)的設(shè)施規(guī)模超過(guò)污水量規(guī)模外,其余地區(qū)污水系統(tǒng)設(shè)施規(guī)模均不能夠滿足現(xiàn)有污水產(chǎn)生量的要求,所以污水系統(tǒng)的設(shè)施在空間分布不均勻。而且即便是中心城內(nèi),污水系統(tǒng)設(shè)施分布也不均勻。加之由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、工業(yè)布局、行政區(qū)劃的調(diào)整、污水量規(guī)模的修正,我市排水系統(tǒng)和污水處理設(shè)施的布局需進(jìn)一步調(diào)整和建設(shè)。
3 上海市污水處理規(guī)劃設(shè)想
為了和國(guó)際化大都市相適應(yīng),上海在2001年重新修編了《上海市污水處理專業(yè)規(guī)劃》。規(guī)劃成果反映了以下特點(diǎn):在水資源和水污染源普查的基礎(chǔ)上,理清和核實(shí)了本市污水系統(tǒng)的現(xiàn)狀;供水、排水和水利系統(tǒng)考慮,科學(xué)預(yù)測(cè)污水量,優(yōu)化了截污治污處理設(shè)施的布局;注重工程效益,完善收集系統(tǒng),發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)施效益,減少污水直排水體污染;科學(xué)、合理利用水體自凈能力,提高水體景觀水平和水源地的安全;從實(shí)際出發(fā),實(shí)行分流制為主體與合流制并存的排水體制;妥善處置污泥,減少二次污染;評(píng)價(jià)指標(biāo)體系體現(xiàn)了國(guó)際現(xiàn)代化大都市水平。
3.1 規(guī)劃的指導(dǎo)思想、規(guī)劃方針、規(guī)劃目標(biāo)
?、?指導(dǎo)思想
為實(shí)現(xiàn)上海市城市總體規(guī)劃服務(wù),“安全、資源、環(huán)境”三位一體,建立完善的城市污水系統(tǒng),逐步實(shí)現(xiàn)水資源的有效利用,支持上海社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,優(yōu)化城市綜合發(fā)展環(huán)境,提高上海的城市綜合競(jìng)爭(zhēng)力。
② 規(guī)劃方針
以“三個(gè)提高、二個(gè)加強(qiáng)、一個(gè)利用”為核心,全面規(guī)劃,遠(yuǎn)近結(jié)合,突出重點(diǎn),分步實(shí)施。提高污水收集率、提高污水處理率、提高處理設(shè)施利用率,實(shí)現(xiàn)工程效益,體現(xiàn)服務(wù)水平;加強(qiáng)水源保護(hù)力度、加強(qiáng)中心城區(qū)河道治理力度,確保水源地安全,改善城市水域的景觀水平;科學(xué)、合理、適度利用水體自凈能力,達(dá)到治理污水和有效利用水資源的目的。
?、?規(guī)劃目標(biāo)
近期至2005年:污水收集率70%,污水處理率70%,設(shè)施利用率75%;污泥穩(wěn)定減量化率70%,從源頭抓起,盡可能實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用。
中期至2010年:污水收集率80%,污水處理率80%,設(shè)施利用率80%;污泥穩(wěn)定減量化率80%。
遠(yuǎn)期至2020年:污水收集率90%,污水處理率90%,設(shè)施利用率90%;污泥穩(wěn)定減量化率90%。
3.2 污水量預(yù)測(cè)
根據(jù)上海市的城市總體規(guī)劃,人口規(guī)模和發(fā)展及城市用水量情況,預(yù)測(cè)上海市各期污水量情況如表4所示。
表4 納入污水系統(tǒng)的污水量預(yù)測(cè)
| 行政區(qū)域 | 用水量(萬(wàn)m3/d) | 污水量(萬(wàn)m3/d) | ||||
| 2005年 | 2010年 | 2020年 | 2005年 | 2010年 | 2020年 | |
| 中心城 | 379 | 379 | 372 | 341 | 341 | 335 |
| 新城 | 59 | 77 | 128 | 53 | 69 | 115 |
| 中心鎮(zhèn) 集鎮(zhèn) | 33 | 54 | 95 | 30 | 49 | 86 |
| 農(nóng)村 | 67 | 72 | 72 | 30 | 32 | 32 |
| 自備水 | 72 | 56 | 25 | 58 | 45 | 20 |
| 合計(jì) | 610 | 638 | 679 | 512 | 536 | 588 |
到2020年,進(jìn)入上海城市污水系統(tǒng)的污水量為588萬(wàn)m3/d。
3.3 規(guī)劃污水系統(tǒng)布局及方案
污水量分布對(duì)污水系統(tǒng)的規(guī)劃至為重要,多年的建設(shè),已基本形成了上海的污水處理格局。按統(tǒng)一規(guī)劃,分期實(shí)施的原則,同時(shí)考慮城市給水水源、岸灘功能布局、長(zhǎng)江口河道整治、水文條件及環(huán)境容量、現(xiàn)有外排設(shè)施情況等因素進(jìn)行綜合分析、比較,將上海污水治理系統(tǒng)劃分成6個(gè)片區(qū)。這6個(gè)片區(qū)分別是:
?、?石洞口片區(qū):合流一期以北地區(qū),西至寶山區(qū)界、東北為長(zhǎng)江。分屬寶山區(qū)、閘北區(qū)、普陀區(qū)、及嘉定區(qū)的南翔、江橋地區(qū)。
?、?竹園片區(qū):石洞口片區(qū)以南,浦西蘇州河、浦東趙家溝及合流一期以北地區(qū)(含合流一期)。分屬楊浦、虹口、黃埔、閘北、普陀、靜安、長(zhǎng)寧及浦東新區(qū)。
?、?白龍港片區(qū):竹園片區(qū)以南,西至閔行區(qū)界,南為閔行區(qū)界及南匯周祝公路,東至長(zhǎng)江。分屬黃埔、靜安、盧灣、徐匯、長(zhǎng)寧、閔行區(qū)、浦東新區(qū)及南匯區(qū)。
?、?杭州灣沿岸片區(qū):杭州灣沿岸地區(qū),分屬金山、奉賢、南匯區(qū)。
?、?嘉定及黃浦江上游片區(qū):分屬青浦、松江、金山、嘉定區(qū)。
?、?長(zhǎng)江三島片區(qū):分屬崇明縣、寶山區(qū)。
上海的城市污水治理形式主要由集中處理外排系統(tǒng)和分散就地處理系統(tǒng)兩部分組成。
除了中心城的“三線三廠”集中處理格局外。中心城及新城、中心鎮(zhèn)、集鎮(zhèn)還有一些分散處理的污水治理設(shè)施。其中,中心城共有12座污水處理廠,這12座污水廠規(guī)劃去向應(yīng)根據(jù)上海市的總體規(guī)劃進(jìn)行綜合考慮確定。對(duì)那些靠近污水排放系統(tǒng)總管、周圍環(huán)境要求高、污水廠處理規(guī)模小、處理工藝落后、運(yùn)行成本高、改造后投資效益差、處理效率低的污水處理廠,應(yīng)予以廢棄。中心城保留的分散污水處理設(shè)施規(guī)模約40萬(wàn)m3/d。新城、中心鎮(zhèn)、集鎮(zhèn)地區(qū)除原來(lái)已建的污水處理廠規(guī)模在2000m3/d以上予以保留,同時(shí),對(duì)目前尚未解決污水出路的地區(qū)在規(guī)劃上進(jìn)行總體布局,黃浦江上游地區(qū)、長(zhǎng)江三島地區(qū)以分散建設(shè)組團(tuán)式污水處理廠為主,杭州灣片區(qū)則以處理外排長(zhǎng)江、杭州灣為主,配以分散組團(tuán)式污水處理廠為輔。
六個(gè)片區(qū)污水排放系統(tǒng)污水量分布詳見(jiàn)表5。
表5 六個(gè)片區(qū)污水排放系統(tǒng)一覽表
| 規(guī)模 系統(tǒng)名稱 | 污水總量(萬(wàn)m3/d) |
| 石洞口片區(qū)污水排放系統(tǒng) | 40 |
| 竹園片區(qū)污水排放系統(tǒng) | 220 |
| 白龍港片區(qū)污水排放系統(tǒng) | 210 |
| 杭州灣沿岸片區(qū) | 66 |
| 嘉定及黃浦江上游片區(qū) | 104 |
| 長(zhǎng)江三島片區(qū) | 26 |
| 合計(jì) | 676 |
按照規(guī)劃,上海市在2005年前將有石洞口(40萬(wàn)m3/d,兩級(jí)生物處理,該廠已投產(chǎn))、竹園污水處理廠(170萬(wàn)m3/d,一級(jí)強(qiáng)化處理)、白龍港污水處理廠(120萬(wàn)m3/d,一級(jí)強(qiáng)化處理)和20余座區(qū)縣集鎮(zhèn)污水處理廠建成,增加設(shè)計(jì)規(guī)模454.2萬(wàn)m3/d,污水處理廠數(shù)量將達(dá)到42座,屆時(shí)上海的污水處理率將達(dá)到70%,詳見(jiàn)表6。
表6 實(shí)現(xiàn)污水處理率分年度目標(biāo)
| 主要內(nèi)容 | 2002年 | 2003年 | 2004年 | 2005年 | 2006年 |
| 估算污水量(萬(wàn)m3/d) | 526 | 530 | 530 | 530 | 530 |
| 污水處理廠數(shù)量(座) | 32 | 34 | 36 | 42(預(yù)測(cè)) | 46(預(yù)測(cè)) |
| 污水處理設(shè)計(jì)能力(萬(wàn)m3/d) | 102 | 141.6 | 161 | 471 | 491 |
| 已有污水處理廠須達(dá)到的處理負(fù)荷率(%) | 85 | 85以上 | 90以上 | 90以上 | 90以上 |
| 污水處理量(預(yù)測(cè),萬(wàn)m3/d) | 87.55 | 116.83 | 140 | 450 | 459.5 |
| 規(guī)劃污水處理率(%) | 70 | ||||
| 經(jīng)污水廠的污水處理率(%) | 15 | 19.8 | 23以上 | 70.1 | 72.6 |
| 包括外排的污水處理率(%) | 60.4 | 62.8 | 65 |
按照規(guī)劃,污泥減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化處理率要求達(dá)到70%。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),我市結(jié)合《上海市(2003~2005年)環(huán)境保護(hù)和建設(shè)行動(dòng)計(jì)劃》等正在建設(shè)和改造一批污泥處理處置項(xiàng)目。
上海2003年包括外排干線輸送的污水治理率為62.8%,其中二級(jí)生物處理率為19.8%。2005年實(shí)現(xiàn)污水處理率70%,由于屆時(shí)污水處理率是指采用一級(jí)化學(xué)強(qiáng)化以上的處理,所以70%不但是數(shù)量上的提高,更是處理質(zhì)量上的提高。加之屆時(shí)污泥得到同步減量化、穩(wěn)定化和無(wú)害化,所以2005年后我市的污水處理將能夠基本實(shí)現(xiàn)滿足國(guó)家新頒《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的目標(biāo)。
4 依靠科技進(jìn)步,推動(dòng)上海市污水處理事業(yè)的發(fā)展
針對(duì)上海市在城市化和工業(yè)化進(jìn)程中出現(xiàn)的水體污染,甚至嚴(yán)重污染和水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化(氮、磷污染)、分流制和合流制并存,但分流制地區(qū)雨污混接嚴(yán)重、雨季有大量雨污混合水溢流至內(nèi)河水體、分散處理和集中處理并存,但污水處理率比較低、污水處理廠污泥尚未得到妥善處理、具有大水體可以利用,經(jīng)一定程度處理的污水通過(guò)深水排放管排入大水體中、市區(qū)污水處理廠處理達(dá)標(biāo)和擴(kuò)容改造用地困難等問(wèn)題,圍繞我市污水的水質(zhì)、水量、排放條件等特點(diǎn),在已有成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上,《上海市排水行業(yè)(2002 ~ 2020)技術(shù)進(jìn)步規(guī)劃》提出污水處理和污泥處理方面的技術(shù)進(jìn)步的主攻方向是:
?、?以研究開(kāi)發(fā)和攻克關(guān)鍵技術(shù)、著重提高處理率、處理效率、處理功能、處理性能,降低工程投資、能耗和運(yùn)行費(fèi)用為突破口;
?、?探索適合上海地區(qū)水質(zhì)特點(diǎn)、內(nèi)河和外排不同水質(zhì)要求、分散和集中不同規(guī)模等級(jí)的高效低耗的城市污水組合式處理工藝;
③ 高性能的除磷脫氮技術(shù);污泥減量、穩(wěn)定、無(wú)害化處理和處置技術(shù)的主攻方向;
?、?結(jié)合有代表性區(qū)域的污水處理廠建設(shè)和運(yùn)行,建立示范性工程,形成一套高效低耗的污水處理、污泥處理工程建設(shè)和運(yùn)行集成化技術(shù)及示范;
?、?提高現(xiàn)有污水處理廠自動(dòng)化控制水平,提高污水處理技術(shù)和管理水平。
5 對(duì)近期排水工程的幾點(diǎn)思考
① 完善污水總管系統(tǒng),解決中心城現(xiàn)存空白地塊污水出路問(wèn)題
近期至2005年,污水治理重點(diǎn)以改善上海市蘇州河、黃浦江中上游水質(zhì)為目標(biāo),提高污水收集率,建成白龍港、竹園第一一級(jí)強(qiáng)化污水處理廠,完善白龍港污水排放系統(tǒng)收集管網(wǎng),建設(shè)污水治理三期工程,初步形成中心城區(qū)污水輸送和排放系統(tǒng)的框架。加快中心城內(nèi)污水處理廠的達(dá)標(biāo)改造及地區(qū)污水收集系統(tǒng)的建設(shè),以提高城市水環(huán)境質(zhì)量。
?、?減少市政管網(wǎng)雨污水管道混接
目前中心城合流管及污水管全長(zhǎng)2430 km,污水管網(wǎng)的普及率約為64%。已建67個(gè)分流制排水系統(tǒng)中有39個(gè)排水系統(tǒng)的40座雨水泵站存在雨污水混接現(xiàn)象,泄水面積約104.49 km2,混接的旱流污水量約為41.69萬(wàn)m3/d。中心城內(nèi)環(huán)線與外環(huán)線間及外環(huán)線外仍有相當(dāng)?shù)貐^(qū)污水系統(tǒng)屬空白,地區(qū)污水隨意排放河道及混接雨水管道現(xiàn)象較為嚴(yán)重,影響了水域環(huán)境和地區(qū)投資環(huán)境。
雨污混接方式主要有建筑物內(nèi)部洗滌水接入雨水管、建筑物污、廢水出戶管接入雨水管、街坊化糞池出水管接入雨水管、市政污水管接入雨水管等,其中街坊內(nèi)部的混接現(xiàn)象最為嚴(yán)重,是改造的難點(diǎn)和重點(diǎn)。
減少雨污混接對(duì)河道的污染,近期可在分流制排水系統(tǒng)的雨水泵站內(nèi)增設(shè)截流設(shè)施,旱季將混接的旱流污水全部截流,納入污水排放系統(tǒng)處理后排放;遠(yuǎn)期這些截流設(shè)施可作為分流制排水系統(tǒng)初期雨水截流設(shè)施的組成部分予以保留。目前正在對(duì)梅隴、長(zhǎng)橋兩個(gè)排水系統(tǒng)進(jìn)行雨污混接改造試點(diǎn),改造后兩個(gè)系統(tǒng)將成為完全分流制系統(tǒng)。結(jié)合試點(diǎn)成果,逐步將改造其它未完全分流的分流制排水系統(tǒng),進(jìn)一步解決雨季仍有部分旱流污水隨雨水排放河道的現(xiàn)象。
③ 合流制系統(tǒng)初期雨水的影響應(yīng)引起關(guān)注
目前上海市已建合流制排水系統(tǒng)67個(gè),泄水面積115 km2,雖然合流一期、污水二期工程對(duì)旱流污水和初期雨水進(jìn)行了截流,但合流一期截流倍數(shù)(總管1.5倍)過(guò)小,另外兩港地區(qū)雨天截流污水近期無(wú)出路(旱流污水暫進(jìn)合流一期過(guò)渡),一旦下雨,溢流的合流污水仍對(duì)蘇州河、黃浦江水體造成污染。
對(duì)于合流制排水系統(tǒng),提高截流倍數(shù)和增加截流量,可以有效地減少溢流次數(shù)和合流污水直接污染水體。通過(guò)增大截流泵、改造、增加截流支管等方法可將截流量提高,減少雨天溢流次數(shù)和溢流量。此外還可采用建造合流污水池的方法,如合流污水截留池,將降雨初期超出截流量的合流污水暫時(shí)貯存起來(lái),待旱季污水系統(tǒng)設(shè)施空余時(shí),納入污水系統(tǒng)處理后排放;合流污水溢流池,將降雨初期超出截流量的合流污水暫時(shí)貯存起來(lái),進(jìn)行沉淀處理,沉淀后的上清液溢流到水體。對(duì)于完全分流制排水系統(tǒng),雖然泄入水體是雨水,但污染負(fù)荷仍然很高,有條件的地區(qū)也可建造雨水凈化池,將初期雨水經(jīng)過(guò)沉淀后再排入水體。
近期結(jié)合蘇州河環(huán)境綜合整治二期工程的建設(shè),選擇夢(mèng)清園、昌平、成都、芙蓉江等排水泵站進(jìn)行試點(diǎn),先做小型合流污水截留池,貯存超過(guò)截流量的合流污水,為上海在處理初期雨水方面積累經(jīng)驗(yàn)。
?、?污水處理廠污泥的處理處置
正在興建的白龍港和竹園第一污水處理廠建成后,每天將產(chǎn)生近600噸干重的污泥。污泥處理處置不當(dāng),將造成嚴(yán)重的二次污染。應(yīng)盡快探索、開(kāi)發(fā)污泥處理、處置的途徑和方法,加快污泥處理、處置的投入,兼顧環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益,使污泥的產(chǎn)生、處置與環(huán)境保護(hù)之間達(dá)到平衡,逐步實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、無(wú)害化、穩(wěn)定化和資源化。
結(jié)合上海污水治理系統(tǒng)的布局,確定污泥處理、處置的基本原則:以集約化處理為主,分散處理為輔,近遠(yuǎn)期結(jié)合,分期、分步實(shí)施,污泥處置方式為“填埋一點(diǎn),焚燒一點(diǎn),利用一點(diǎn)”,處置方式?jīng)Q定處理方法和處理程度。
當(dāng)用地緊張、污泥中有毒有害物質(zhì)含量較高,難以填埋,也無(wú)法綜合利用時(shí),可以考慮污泥的焚燒。城市二級(jí)污水處理廠污泥具有較高的熱值,在一定的含水率以下,可以自持燃燒。焚燒能最大限度地對(duì)污泥進(jìn)行減量,燃燒產(chǎn)生的熱量可以用于干燥濕污泥,也可以作為其它能源被再利用。燃燒場(chǎng)應(yīng)遠(yuǎn)離城市中心城區(qū),并應(yīng)嚴(yán)格控制尾氣成分,達(dá)標(biāo)排放。
由于污泥填埋具有投資省,實(shí)施快,方法簡(jiǎn)單,處理規(guī)模大等特點(diǎn),近期填埋將是上海市污泥處理、處置臨時(shí)方法之一。為避免污泥填埋對(duì)地下水、土壤等造成二次污染,應(yīng)選擇污泥穩(wěn)定化后衛(wèi)生填埋或安全填埋,并結(jié)合灘涂規(guī)劃,選擇填埋場(chǎng)位置。
污泥的綜合利用因其兼顧了環(huán)境生態(tài)效益和處理、處置成本等經(jīng)濟(jì)效益,是一種較好的方法。污泥的綜合利用,必須經(jīng)過(guò)無(wú)害化和穩(wěn)定化。結(jié)合上海的實(shí)際情況,可采用厭氧消化+干化的方案,通過(guò)消化回收部分能源,作為干化的能源需要;可在填埋前采取加速穩(wěn)定無(wú)害的措施,填埋若干年后,將污泥挖出進(jìn)行綜合利用;可采用污泥熔融技術(shù),建設(shè)污泥發(fā)電廠等。污泥綜合利用的出路,可用于垃圾填埋場(chǎng)的覆蓋土、園林綠化的介質(zhì)土、污泥有機(jī)肥的原料、鹽堿地改良、灘涂填土和制作建材等。
?、?以治水為中心,加強(qiáng)源頭管理
以治水為中心,采取截污、調(diào)水、清淤、治岸和長(zhǎng)效管理、完善機(jī)制等綜合治理措施,改善水環(huán)境質(zhì)量;區(qū)縣政府應(yīng)重視地區(qū)收集系統(tǒng)的建設(shè),提高污水收集率,減少污水直排、雨污混接的現(xiàn)象;探索從排水戶到污水廠一體化系統(tǒng)管理的新機(jī)制。
經(jīng)過(guò)20年的努力,上海污水系統(tǒng)的整體水平將有大幅度的提高,達(dá)到現(xiàn)代化國(guó)際大都市同類水平。市區(qū)主要河道全面消除黑臭,水環(huán)境功能區(qū)水質(zhì)全面達(dá)標(biāo),河中有魚,水景怡人,形成良好的生態(tài)環(huán)境。
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