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【摘要】針對現代環境工程中城市污水治理存在的管網管護、處理技術滯后、基礎設施匱乏等問題進行總結,分析現階段城市污水治理現狀,提出通過明確界定總氮指標、完善污水處理基礎設施、更新污水處理工藝等措施來提升城市污水治理水平。
【關鍵詞】城市污水治理;基礎設施;現代環境工程;對策
1引言
我國經濟社會深入建設背景下,愈發嚴重的環境污染問題成為制約我國環境友好型社會建設的主要因素。隨著環境保護理念在我國各領域行業中的滲透,各城市紛紛加入現代環境工程建設隊伍中。作為環境工程中的核心問題之一,城市污水處理水平與城市生態均衡發展之間存在密切關聯。但受限于部分因素,濟南市污水治理工作開展中仍存在些許問題。為進一步推動濟南市現代化、綠色化、生態化發展,急需借助科學的對策來提升污水治理水平。
2濟南市污水治理現狀
經國家各級部門統計與計算得知,2020年濟南市年污水排放總量超過4.21×108t,年污水處理總量超過4.2×108t,經統計,山東省全年污水排放量超3.4×109t,濟南市占比約12%。濟南市2017年污水排放總量超3.9×108t,2018年污水排放總量超4×107t,2019年污水排放總量超4.1×108t,呈現出逐年增高的發展態勢(見圖1)。2020年,山東省年處理總量超過3.322×109t,濟南市占比約12.3%。
3現代環境工程中城市污水治理問題分析
3.1管網管護不到位
城市污水管網體系構建是否合理直接影響城市污水治理水平,而縱觀當前城市管網系統的使用與運行,因缺乏應有的監管與維護,使管網系統在運行期間頻繁出現破損、開裂等問題[1]。部分區域管網體系因常年缺乏維護養護,在運行期間頻繁出現堵塞問題,不僅影響了城市污水治理工程的順利推進,亦對城市居民日常生活產生一定的影響。
3.2處理技術滯后
盡管現階段各城市污水治理取得初步成效,但相較于發達國家而言,在處理技術與設備工藝等方面仍處于相對落后的狀態[2]。目前仍有部分地區污水處理以SBR反應器、氧化溝技術為主,盡管可發揮出應有的污水處理作用,但存在的高能耗、高物耗問題與我國國情相背離。雖然我國針對當前污水處理現狀相繼推出不同類型污水處理技術與工藝,但受限于認知不到位、資金條件、技術缺陷等方面的影響,使得先進處理技術尚未在各地區得到普及。
3.3基礎設施匱乏
盡管當前各城市對污水收集管網加大了建設力度,但在多方面因素的限制下,部分地區污水收集體系的建設仍無法滿足污水治理需求,具體原因包括:(1)過度重視對污水處理廠、主干管網的建設,未對收集支管、分管系統建設加以重視,致使城市污水收集效果未呈現出顯著提升的態勢,且收集管網利用率仍處于較低水平[3]。(2)城市部分老舊街區排水管道仍存在雨污未分流設置的情況,大量污水經雨水管道排放傳輸,在污水管網改造后仍無法實現污水處理網與生活污水的有效匹配,對城市污水治理開展產生負面影響。
4城市污水治理對策
4.1科學應用污水處理技術
為避免因處理技術滯后影響城市整體治理效果,需結合實際治理需求選擇合適的處理工藝,并與不同處理技術結合應用來促進污水處理的高效、高質開展。縱觀現階段城市污水治理中不同技術的應用,具體包括:1)吸附生物降解工藝(AB法)。目前,AB處理法在諸多城市地區得以有效,相較于傳統處理工藝應用,超負荷活性污泥法在成本控制、處理效率等方面存在顯著優勢(見圖2)。處理期間,A段具備較強的抗沖擊能力,并以高負荷運行狀態來實現對有害物質的侵蝕,通過破壞絡合物來達到水質凈化的目的[4]。結合對AB處理工藝特點的分析,可將其應用于污染濃度高、水量大的污水處理區域。2)光催化技術。作為新型污水處理技術,光催化技術應用主要是在氧化還原反應下使污染物生成鹽分、水以及二氧化碳,以此發揮水質凈化的作用。在污水治理中光催化技術應用涉及對ZnO、CdS、TiO2等材料的應用,在紫外線照射下,TiO2會形成自由電子,空氣中氧氣分子在自由電子作用下產生活性氧、自由基,通過氧化還原反應來消除污染物。對光催化機理進行分析,可通過對光催化劑TiO2的再收集來達到提升污水凈化效果的目的,TiO2顆粒可在處理過程中附著于多空腔沸石,在實現催化劑收集的同時避免活性中心被破壞。在實際處理過程中投入催化劑,沸石上的TiO2顆粒可分散至水中來發揮催化作用,待污水去除后再利用沸石進行靜置TiO2顆粒的再收集,通過催化劑重復利用來延長使用壽命[5]。2)A2O法。目前,污水脫氮處理中A2O技術應用較為常見,其凈化機理主要是利用厭氧區、好氧區磷被釋放與吸收的特性,且有機氮在硝化菌的作用下轉化為硝態氮,在回流過程中硝態氮進入厭氧區,通過反硝化作用實現有效脫氮。可發揮去除COD、BOD5的功能(見圖3)。
4.2完善大污水處理基礎設施
完善且配套的基礎設施是提升城市污水治理水平的前提,為避免因基礎設施匱乏問題影響污水治理效果,需結合城市污水治理需求、能力條件等方面的分析,進一步促進污水處理基礎設施體系的完善[6]。以濟南市為例,為進一步推進生態文明城市建設,分別對歷陽湖、大辛河、歷陽河、興濟河、鳳凰湖等河道開展生態綜合治理作業,結合河道實際情況實施親水設施增設、沿河綠化、建壩蓄水、飲水補源等措施。將季節性旱溝打造成景觀河道,在促進河道與周邊生態環境改善的同時,通過生態河道建設來促進城市生態化、環保化發展。同時,加大對雨污河流管網與內澇治理項目的建設力度,結合實際污水治理要求的分析,積極推進小清河歷山北路片區雨污分流、奧體中路片區雨污分流、山大路周邊積水改造與雨污分流、彩石片區虎山路至孫村污水處理廠污水提升泵站、CBD商務區周邊積水改造及雨污分流等工程。通過對需求區域排澇、分流能力的提升來促進污水治理工程的有效開展。積極開展城區污水主干管功能修復工程,對城區內老舊、破損管線進行修復改造[7]。
4.3加強排污管網體系的管理維護
污水治理過程中污水管網體系能否發揮出最大作用,受到管理維護工作開展的直接影響。為避免因管理維護不到位影響排污系統的穩定、可靠運行,需加大對排污管網系統的管護與維修力度。以濟南市為例,相關部門對排水設施的監督管理提出明確要求,需在城市污水治理期間對208km排水主管網、4座污水處理站、14座排水泵站等加大運行管護力度[8]。定期開展人員技能、知識培訓活動,以增強相關人員維護與管理能力,保證設備得到充分維護與保養,盡可能將設備完好率控制在100%。同時,需充分借助信息技術構建污水設施信息管理系統,以信息庫構建為載體,對全市排水設施基礎數據信息進行全面錄入,并借助信息管理系統將檢查、監督工作貫穿于城市各小區院落排水設施管理中。結合GPS定位、GIS技術等信息管理系統的應用,完善排水設施管理系統架構,并結合實際需求進行預案功能的增設與應用,重視對巡查養護功能的完善與改進,以確保信息管理系統的構建契合濟南市城市污水治理需求。另外,濟南市污水治理中做到對組織調度的定期開展,通過定期巡查、檢查判斷設備運行是否存在問題,結合運維服務考核開展來提升設施運維水平提升。基于運維管理工作的高水平開展,濟南市實現全年污水管線巡查里程超過1.5×105km,截流井巡查次數超過2340次,閘門養護超過170座,井蓋更換超過90個,管線重要檢測點每日水位測量超4.2×104次,排水管線疏通超2km,清理淤泥超123.5m3,水泵等設備維修保養超2800臺次,實現將設備完好率控制在98%以上,污水泵站提升污水超1.09×108t。通過對排污管網系統的有效維護與養護,促使金牛公園、玉頂山、赤霞廣場、大澗溝4座污水處理站污水處理量提升至9×106t以上,COD減排量超2900t,氨氮減排量超367.8t。此外,濟南市強調對208km污水主干網、4座污水處理站、電工所園區污水外排一體化泵站、14座排水泵站等設施設備加大運維力度,重視對日常技能、知識培訓工作的定期開展,以確保維護隊伍的構建能夠勝任基礎設施體系管理與維護工作,通過提高設備設施完好率控制來促進城市污水治理能力的顯著提升。
5結語
綜上所述,通過對現階段城市污水治理現狀與問題的深度剖析,發現在城市現代化建設發展中污水治理問題的出現不可避免。為避免因污水治理不到位影響生態文明城市建設進程,各城市需正確認知污水治理優化開展的必要性,結合城市當前現狀分析污水治理問題成因,在此基礎上通過引進先進的污水處理工藝,加大城市污水管網體系建設力度,結合對基礎設施管理維護工作的優化開展,為城市污水治理水平的持續提升打下良好基礎。
作者:石穎 單位:濟南市排水服務中心