给水排水工程器 Ｗａｔｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ＆Ｄｒａｉｎａｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 北京乡镇污水处理厂项目设计的几点思考 罗 丁 （北京市市政工程设计研究总院有限公司，北京 １０００８２） 摘要：随着北京城镇化建设的不断发展，远郊区县的乡镇污水处理厂项目建设进程不断加快，项目建设标准中设计规 模、出水水质与占地面积不完善或不匹配现象日益突显，针对设计过程中遇到的情况及存在的问题，提出思考和建议。 关键词：污水处理；乡镇污水处理厂；设计依据 中图分类号：Ｘ ７０３ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００９—７７６７（２０１６）０２－０１ｌ１一Ｏ４ Ｄｅｓｉｇｎ Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｔｏｗｎｓｈｉｐ Ｓｅｗａｇｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｐｌａｎｔ Ｐｒｏｊｅｃｔｓ １ 乡镇污水处理厂建设的必要性 结合ＧＢ ５０２８２－－１９９８（城市给水工程规划规范》ｌ ２＿选取 随着我国经济水平的不断提高和社会的不断发 用水定额，预测出供水规模（最高日流量）。根据ＧＢ 展，加强污水处理及强化再生水利用成为我国生态文 ５００１３－－２００６（（室外给水设计规范》 给出的日变化系 明建设的重要举措。近年来．我国城镇化建设进程不断 数１．１～１．５及污水与给水的折算系数．预测出镇中心 加快，新农村建设的成果日益显著，村镇人口相对集中， 区污水量。 其生活、工业排水逐步增加．乡镇污水处理厂的建设 ２．２出水标准 对可持续发展具有十分重要的意义。 ２乡镇污水的特点 ＧＢ １８９１８－－２００２（城镇污水处理厂污染物排放标 准》ｌ ４ｌ城镇污水处理厂排入地表水域环境功能和保护 目标，以及污水处理厂的处理工艺，将基本控制项目 ２．１ 水质、水量 乡镇污水一般由生活污水和工业废水组成。其中 的常规污染物标准分为一级标准、二级标准和三级标 生活污水所占比重较大。污水管渠多为雨污合流，污水 准Ｉ５１。目前我国污水处理厂污水排放执行的是该标准 量受季节变化影响较大，水质随季节变化明显，且污水 和各地区颁布的地方标准。目前，小城镇污水处理厂污 的收集率相对较低。由于乡镇人口相对城镇人口要 水排放主要执行ＧＢ １８９１８－－２００２的一级Ｂ标准．也有 少，故乡镇污水处理厂的建设规模也相对较小 专家提议小城镇污水处理厂污水排放可以依据各地 ：化京远郊区县中，有的乡镇镇域内的排水为雨污 区自身的能源、经济、环境情况给予适当放宽，例如： 合流或者直接排人河道、水沟，没有独立的污水管和 处理后污水排人封闭及半封闭水体，可以考虑脱氮除 污水处理设施；镇域内亦无任何再生水设施 以房山 磷要求；而排人开放式水体，可以适当降低氮、磷有关 区周口店镇、河北镇为例，在进行水质预测时，参照了 标准。这样可以缩短处理流程，减小处理构筑物池容． ＧＢ ５００１４－－２００６（室外排水设计规范））（２０１４年版）『１Ｊ第 减少相关机械设备、自控仪表等ｌ ６ｌ。 ３．４．１条的规定：城镇污水的设计水质应根据调查资料 如果污水进行再生利用．则处理后污水水质还应 确定，或参照邻近城镇、类似工业区和居住区的水质 满足国家相关标准对再生水水质的相应要求。此外， 确定。因此参考房山区城关污水处理厂进、出水水质 北京、广东等一些经济较发达，对生态环境保护要求 进行预测。 较高的地区，近年来陆续颁布的地方标准在某些指标 在进行水量预测时，用水定额的选取是关键。根据 上比国家标准的一级Ａ标准、污水再生利用的一系列 《北京市城市总体规划（２００４－－２０２０年）》给出的全市 标准更严格，这也对该地区污水处理出水水质提出了 城镇人均生活综合用水量标准１８５￣３００ Ｌ／（人·ｄ）．并 更高的要求 ２０１６Ａｔ ２期（３竹）第３４卷啼荭故求１１１ 器给水排水工程 Ｗａｔｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ＆Ｄｒａｉｎａｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ３乡镇污水处理厂的设计依据 工程项目建设标准》 将建设规模分为５类，其中Ｖ类 ｌｌ３／ｄ。《小城镇污水处理１二崔 我国城镇污水处理厂的设计依据主要包括ＧＢ 的规模范围为１万～５万ｌ５００１６－－２００６￣室外排水设计规范》（２０１４年版） ］、《城 建设标准 适用于小城镇巾建设规模在１万ＨＩ ／ｄ以 市污水处理Ｔ程项目建设标准》（建标［２００１１７７号） 、 下的污水处理厂工程。乡镇污水处理厂的建设规模有 《城市生活垃圾处理和给水与污水处理Ｔ程项目建设 可能存在近、远期套用不同标准的问题。这２个标准在 用地指标》（建标［２００５１１５７号）㈣、《小城镇污水处理工 建设用地、处理工艺、绿化率、自控仪表、劳动定员等 程建设标准》（建标１４８—２０１０） 等。《城市污水处理 方面存在差异，如表ｌ所示。 表１ 建标［２００１】７７号与建标１４８—２０ｌ０对比表 此外，在设计阶段可行性研究报告报批时，需得 进行用地指标划分．如表２～４所示 到土地、规划、水土保持方案、环境影响评价、防洪评 价等部门的相应批复。 ４建设模式 乡镇污水处理厂所面临的最重要的问题有２个： 一表２建标［２００１１７７号对污水处理厂建设用地控制指标 ｍ２／（ｍ ·ｄ） 是建设资金问题，二是运行管理问题。目前，ＢＯＴ、 Ｖ类（１ 万～５万ｍ３／ｄ）ｉ ５ ～ ｉ ２０￣：０ｉ８５：０ｉ：４０～０．３５ ＰＰＰ建设模式是解决这２个问题较好的方式，并且已在 污水处理领域涌现出一批成功的范例。通过对污水处 理项目建设、运营的改革，可实现投资主体多元化。 ５工艺选择 由表２可知．建设规模为１万ｍ３ｉｄ的深度处理污 水处理厂占地不超过１．６０ ｈｍ。。 污水处理厂的工艺选择与进出水水质要求、厂区 表３ 建标［２００５］１５７号对城市污水处理厂建设用地 控制面积ｈｍ 规划占地面积、成本、投资规模、运营方式、当地业主 运行经验等因素有关，需因地制宜、经济合理地选用 处理工艺。统筹规划，近远期结合，以近期为主，通过 技术经济比较来确定工艺路线。 乡镇污水处理厂的规划占地面积是影响工艺路线 Ｖ类（１万～５万ｍ３／ｄ） ｏ．５５＿２ 蠢５ １．２ｏ～４．２ 妻５～１．７５ 由表３可知，建设规模为１万Ｉｎ ／ｄ的深度处理污 选择的重要因素。建标［２００１１７７号、建标［２００５］１５７号、 建标１４８—２０ｌ０分别针对不同建设规模及处理程度 水处理厂占地不超过１．７５ ｈｍ 。 １１２，｛；荭投术２０１６Ｎｏ．２（Ｍａｒ．）Ｖｏ１．３４ 给水排水工程器 Ｗａｔｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ＆Ｄｒａｉｎａｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 表４建标ｌ４８—２０ｌ０对污水处理厂建设用地控制面积 城镇大中型污水处理厂相同，因此，乡镇污水处理厂 １１３２ 的建设标准并没有得到适度降低。 ８建议 Ｉ类（５ ｏｏ０～１００００ｍ３／ｄ） ７ １）进一步更新、完善与乡镇污水处理厂建设相关 的法律、法规、政策，以便更好地指导乡镇污水处理厂 由表４可知，建设规模为ｌ万ｍ３／ｄ的二级污水处 的建设。２）随着污水处理设施和再生水利用设施建设的不 理厂占地不超过１．２０ ｈｍ 。 修订工作， 由此可见，当处理规模处在几个规范的临界点时， 断加快，建议规范编制部门加强规范新编、所考虑的占地审批问题成为工艺选择的制约因素。 ６工程设计 乡镇污水处理厂由于受投资模式、运营方式的限 制。对投资成本要求较严格，所以各专业的设计在保 证污水处理厂正常运转的前提下，应尽可能地节省投 资。一方面需要满足出厂水的水质标准，另一方面需 要降低投资，使处理效果和处理成本达到最优化组合。 乡镇污水处理厂的工艺设计及自控设计要充分 考虑工人对运行的要求．一般厂区中每班的运行人员 仅为２～３人，需要实现无人值守或少人值守的运行 模式 因此对于加药、污泥脱水等设计单元需考虑自 动卸料、自动投加。对于建筑结构方面，满足使用功能 即可。 ７存在问题 北京市的乡镇污水处理厂项目上报审批时，需满 足规划部门的占地要求。２００８年３月，北京市规划委 员会与北京市国土资源局共同发布了《北京市城市建 设节约用地标准》（国发［２００８］３号）ＨＯ］，其中规定市政 设施用地类别中的污水处理厂项目的节地标准与《城 市生活垃圾处理和给水与污水处理工程项目建设用 地指标》（建标［２００５］１５７号）［８１中的相关规定一致。以设 计规模为ｌ万ＩＴＩ ／ｄ的采用深度处理工艺的乡镇污水 处理厂为例，其占地面积最大不超过１．７５ ｈｍ 。深度处 理工艺的出水只能达到国标一级Ａ标准。不能达到北 京地标Ｂ类或Ａ类标准，即从国标一级Ａ标准到北京 地标Ａ／Ｂ类标准所采取工艺的占地没有考虑在内，这 对处理工艺的技术经济比较提出了更高的要求。 《北京市建设工程绿化用地面积比例实施办法》 （京政发『１９９０］７１号）规定：对于其他建筑工程，绿化用 地面积按地处城区的不低于２５％、地处郊区的不低于 ２０％的比例执行。此规定给乡镇污水处理厂设计带来 的问题是：依据国标设计时满足规范要求，但达不到 地区相应项目如园林绿化、绿色建筑等的审批要求．其 结果是同一地区乡镇污水处理厂的设计审批项目与 使得乡镇污水处理厂的设计依据不断完善。 ３）加强规范编制组与项目审批组之间的沟通，细 化项目审批程序中的执行文件，使乡镇污水处理厂与 城镇污水处理厂的审批限值有所区别，真正实现在某 种程度上降低乡镇污水处理厂的设计标准。 ４）设计人员尽量提高乡镇污水处理厂设计回访工 作的频率和深度，对已运行或调试阶段出现的问题加 以总结、分析，收集运营方反馈的意见，为今后的设计 积累经验。 ５）强化污水处理厂进厂管线与厂站设计分界点的 对接工作，避免出现厂站已经建好，但管线没有敷设完 毕，导致建成的污水处理厂不能正常运转现象的出现。 ６）参考目前流行的ＰＰＰ、ＢＯＴ运营模式，根据不同 的处理工艺、出水水质、运行要求，优化处理工艺。鼍 参考文献： ［１１上海市政工程设计研究总院，等．室外排水设计规范：ＧＢ ５００１４—２００６［Ｓ］．２０１４年版．北京：中国计划出版社，２Ｏｌ２． ［２１浙江省城乡规划设计研究院．城市给水工程规划规范：ＧＢ ５０２８２—１９９８［￥１．北京：中国建筑ｌ丁业出版社，１９９８． ［３１上海市政工程设计研究院．室外给水设计规范：ＧＢ ５００１３— ２ｏｏ６［ｓ］．北京：中国计划出版社，２００６． ［４］国家环境保护总局．城镇污水处理厂污染物排放标准：ＧＢ １８９１８—２００２［￥１．北京：中国环境科学出版礼，２００３． 【５】苏诚，刘康怀，史奇峰，等．小城镇污水处理排放标准小议ｆＪ］． 中国给水排水，２ＯＩｌ，２７（６）：３２—３５． 【６】杭世瑁．小城镇污水处理工程设计的反思与建议ｆＪ］．给水排 水，２００４，３０（１０）：１７—２１． ｆ７１中华人民共和国建设部．城市污水处理工程项目建设标准： 建标［２００１１７７号［ＥＢ／Ｏ Ｌ］．（２０１５－０８—１２）［２０１５－１１一ｌＯ１．ｈｔｔｐ：／／ ＷＷＷ．ｔｊｗｑ．ｇｏｖ．ｃｎ／ｇｕｉｈｊ／ｚｃｆｇｕｉ，２０１３０８，７ｆ８３ｆｄ４ｅ４６ａ５４ａ１ １９３６６ｅ ４８３ｅ７９５７９５ｄ．ｓｈｔｍ１． 【８］中华人民共和同建设部．城市生活垃圾处理和给水与污水 处理Ｔ程项目建设用地指标：建标【２００５］１５７号【ＥＢ／ＯＬ］． （２００８－０５－１３）［２０１５一ｌ １－１０１．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｌｒ．ｇｏｖ．ｃｎ／ｚｗｇｋ／ｇｆｂｚ／ ２００８０５／ｔ２００８０５１３ １０２８０５．ｈｔｍ． （下转第ｌ８５页） ２０１６ ４ｔ￣２期（３．１）第３４巷，；｝荭数ｊＩ：１１３ 工程材料与设备器 Ｏ ０ Ｏ Ｏ ０ Ｏ Ｏ ０ ０ Ｏ 毒善髓激辩霸露隧 Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ＆Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ 伽枷姗姗枷 啪 啪咖 罨 燃 籁 螽 簸 ｊｇ 窒 越 誊 奄 竖向荷载 Ｐａ 图５温度对层问拉拔性能的影响 ３竖向荷载对层间抗剪强度的影响 拉拔性能 ４．３．３剪切速率对层问抗剪强度的影响 在温度为２５ ｑＣ，黏层油用量为０．８ Ｕｍ 、竖向荷载 ５ 结论 １）由试验得出，随着黏层油撤布量的增加，层间 为０．２ ＭＰａ的条件下，采用不同的剪切速率测试层间 抗剪强度出现先增大后减小的趋势．存在一最佳撒布 抗剪强度的大小，结果见图４。 用量：２５ ｃＣ条件下的黏层油最佳用量为０．８ Ｌ／ｍ 。 ２）竖向荷载对层问抗剪强度的影响显著，在黏层 油用量相同的条件下．随着竖向荷载的增大，层间抗 剪强度也逐渐增大。 ３）层问抗剪强度随着剪切速率的增大而增大。 ４）２５℃条件下的改性乳化沥青层间抗剪强度与 层问拉拔强度值均大于６０℃条件下的值，这说明在 一定温度范围内低温条件更有利于改性乳化沥青黏 层油性能的发挥。 图４剪切速率对层间抗剪强度的影响 参考文献： 『１】肖晶品．微表处改性乳化沥青及混合料性能研究【Ｄ】．西安： 长安大学．２００７：２３—３９． 由图４可以看出，随着剪切速率的增大，３种乳化 沥青的层间抗剪强度也随之逐渐增大，增加的趋势近 【２］刘尚乐．乳化沥青及其在道路、建筑丁程中的应用【Ｍ】．北京： 似相同，并且无论剪切速率的大小如何，试验制备的 中国建筑工业出版社．２００８：４９—６８． 改性乳化沥青的层间抗剪强度始终最大 ［３］施来顺，曹晓新，郭之宁，等．影响阳离子乳化沥青破乳时间 因素的探讨『Ｊ１．山东大学学报（工学版），２００３，３３（１）：９７—９９． ４．３．４温度对层间拉拔强度的影响 对 芯样进行直接拉拔试验可以较好地反应黏结 交通运输部公路科学研究院．公路＿Ｔ程沥青及沥青混合料试 验规程：ＪＴＧＥ２０—２０１１［Ｓ］．北京：人民交通出版社，２０１１． 材料性能的优劣，更好地评价层问黏结效果。在不同 的温度条件下进行拉拔试验的结果见图５。 由图５可以看出，在较高的温度条件下，层间抗 ｆ５】交通部公路科学研究所．公路沥青路面施工技术规范：ＪＴＧ Ｆ４０—２００４［Ｓ］．北京：人民交通出版社，２００５． 收稿日期：２０１５—１０—２１ 作者简介：李杨，男，工程师，学士，主要从事施工技术及项目管理ｌｌＩ 作。 拉拔强度较低温时小很多；在常温条件下，试验所用 改性乳化沥青的拉拔强度最大，说明其具有一定的抗 （上接第ｌ１３页） 【９］中华人民共和同国家发展和改革委员会．小城镇污水处理 ０Ｌ］．（２０１４－１ １－１０）［２ｏ１５－ｌ１－１０］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｏｃ８８．ｃｏｍ／ｐ一 ９９５２７４Ｏ２７０６１２．ｈｔｍ１． Ｔ程项目建设标准：建标１４８—２０１０［ＥＢ／ＯＬ］．（２０１２—０２—２９） ［２０１５—１ １一ｌＯ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｏｅ８８．ｃｏｍ／ｐ一４４６５４１８９００３１．ｈｔｍ１． 【１０】北京市规划委员会，等．北京市城市建设节约用地标７￣［ＥＢ／ 收稿日期：２０１５—１１－２９ 作者简介：罗丁，女，工程师，硕士，主要从事市政给水排水工程设计 工作。 ２０１６￣￥２棚（３一）第３４巷，｛；荭鼓ｊＩ：１８５