城市污水处理设施空间格局优化研究.doc

城市污水处理设施空间格局优化研究——以江苏省淮安市为例 赵海霞1, 蒋晓威2, 董雅文1, 崔建鑫1 摘要 关键词:?废污水排放;?治污能力;?空间匹配;?淮安市 中图分类号:P95 文献标志码:A 文章编号:1001-8166(2014)03-0404-411 Optimization of Spatial Pattern of Municipal Sewage Treatment Facilities —A Case Study of Huai’an City, Jiangsu Province Zhao Haixia1, Jiang Xiaowei2, Dong Yawen1, Cui Jianxin1 Abstract Keyword:?Sewage discharge;?Sewage treatment capacity;?Spatial match;?Huai’an city. Show Figures 污水处理厂建设,作为城镇重要的基础设施,已成为目前国内外用以防治污染、保护城市水环境的重要措施之一,在保障城镇生活污水及部分工业废水得到处理、改善河湖水体水质、控制水环境污染方面起到了积极的作用[?1,?2]。然而,随着城市建设的发展、工业区的开发及新区住宅建设速度的加快,城镇废污水排放总量日益增长,而废污水的实际处理率和水平仍较低,是当前流域河、湖、水库污染严重的主要原因之一[?3,?4]。由此,城市污水处理厂的规划建设就成为其建设与管理的一个关键问题[?5]。然而,在加强城镇废污水处理能力方面,普遍做法是扩大并加快城镇污水处理厂建设和管网配套,从而增强截污治污效果。国内外研究也大多倾向于污水处理技术和工艺[?6~?11]及环境影响[?12~?15]等相关研究,对污水处理厂与区域治污需求的空间匹配研究尚处于空白阶段。而在城市规划实践中,污水处理厂选址考虑的因素主要包括与污水处理工艺相关的风向、地形、工程地质条件、扩建可能性,以及运输成本和少拆迁、少占耕地[?16~?20]等。这些因素主要针对污水处理厂个体而言,未考虑污水处理厂之间、污水处理厂与废污水排放需求的空间关系,使得目前污水处理厂的空间安排呈现无序性和盲目性,极大地浪费了城镇基础设施建设资源。因此,为提高城镇污水处理设施在数量、规模、建设时序以及空间格局的方向性和有序性,应将治污需求的空间格局纳入城镇污水处理设施供给的时空安排考虑因素中。 江苏省淮安市城镇污水集中处理设施县级以上城区基本实现了全覆盖,但目前污水处理厂建设一方面脱离了污染治理需求,导致污染排放量远远大于治理能力,据统计,2011年,全市废污水排放总量已达2.7亿t,而实际治理能力只有1.2亿t,区域污染治理力度不够;另一方面,由于管网配套不够,污水处理厂实际运行效率低下,目前全市平均只有70%。为此,在分析污染源格局影响及其对污水处理设施需求的基础上,根据废污水排放与治理能力的空间匹配格局,探讨污水处理设施空间优化导向,可为经济、高效的城镇污水处理设施建设选址与空间布局优化提供理论与方法依据。 1 研究区概况 淮安市位于江淮平原东部,江苏省中部偏北,地处以上海为龙头的长江三角洲地区,位于32°4300″~34°0600″N,118°1200″~119°3630″E之间,北接连云港,东毗盐城,南连扬州和安徽滁州,西邻宿迁,包括清河、清浦、楚州、淮阴4区和金湖、盱眙、涟水、洪泽4县,面积10 072 km2,占江苏省总面积的9.82%。境内有淮河和沂沭泗两大水系、洪泽湖湖体及十余条出入湖河流,水网密布(图1)。近年来,该区经济发展迅速,地区生产总值由2000年的291亿元增加到2011年的1 690亿元,增长4.8倍。2011年总人口达到543.24万人,人口密度539人/km2,高出全国平均人口密度139人/km2的4倍多。与此同时,污水处理设施建设不断加快,截至2011年底,全市共建有污水处理厂13座,设计处理能力1.7亿t/a,但相对废污水排放现状,处理能力远远不够。而且淮安市正进入快速工业化和新型城镇化的发展阶段,必然导致废污水排放量大幅增加,合理规划建设污水处理设施、提高污水处理率对城市河流水环境保护意义重大。 2 研究方法与数据来源 2.1 废污水排放量与处理能力 2.1.1 废污水排放量的预测 方法I:采用人均用水量及废污水产排系数法,公式如下: 式中:?a1,?a2分别为中心城区废污水、乡镇废污水收集率;?X1,?X2分别为中心城区、乡镇人均用水量;?R1,?R2分别为中心城区、乡镇人口数;?b为供水损失率;?c为废污水排放系数。根据《城市给水工程规划规范》(GB50282-98)和《淮安市城市总体规划2009—2030年》,?a1,?a2分别取60%和50%,?X1,?