深圳市污水处理厂建设评估和合理化建议

深圳市污水处理厂建设评估和合理化建议

李柱

深圳市水务规划设计院

摘要:本文回顾了深圳市污水处理厂的建设历程,从规模、出水标准、受纳水体等多方面对现状污水处理厂的建设情况进行实际调查,并对建设情况予以评估,总结了现状存在的问题,提出合理化建议。

正文

深圳市位于广东省东南部珠江口的东岸,北连惠州市、东莞市,南隔深圳河与香港九龙新界相邻,东依大鹏湾、大亚湾,西濒伶仃洋与珠海市相望。全市陆域总面积1952.84km2,其中原特区面积327.5km2。全市2013年年末常住人口1062.89万人。

深圳市境内河流众多、水系短小,流域面积大于1km2的河流共有310条,全市可划分为九大流域,即深圳湾流域、深圳河流域、盐田片区、大鹏半岛片区、龙岗河流域、坪山河流域、观澜河流域、茅洲河流域、珠江口流域。

随着社会进步和市政设施建设的不断投入,城市污水处理厂建设不断扩大规模和提高标准,极大地保障了城市水环境。

1污水处理厂建设历程

结合城市发展历程,深圳市污水处理厂的建设大致可分为四个阶段:

第一阶段——在深圳发展的最初10年(1980~1989年):城市处于结构性成长过程,水质总体状况良好,地表径流水多为Ⅱ至Ⅲ类。到80年代末期,随着产业快速发展,加上污水收集与处理设施建设滞后,部分河流如深圳河水质已降为Ⅳ类。这个阶段建成了滨河厂一期(2.5万m3/d)及二期(2.5万m3/d)、南山厂一套系统一期(5万m3/d)、小梅沙厂(0.5万m3/d),共3座污水厂,总处理规模10.5万m3/d。这个阶段建成的污水厂规模较小,出水标准执行《污水综合排放标准》(GB8978-88)的要求,且均是近岸排放,处理构筑物未考虑加盖措施及除臭装置。

第二阶段——深圳城市发展的第二个10年中(1990~1999年):城市建设规模由1990年的120km2增长到1999年底的320.3km2,建成区规模增加约2倍,相应的人口规模增加了1.5倍。这个阶段建成了滨河厂三期(25万m3/d)、罗芳厂一期(10万m3/d)、南山厂一套系统二期工程(22万m3/d)、平湖厂一期(2.4万m3/d)、蛇口厂(3万m3/d)等污水厂,总处理规模72.9万m3/d。这个阶段建成的污水厂处理规模逐步增大,但出水标准尚未提高,处理构筑物仍未考虑加盖及除臭。

第三阶段——深圳城市发展的第三个10年(2000~2009年):城市建设规模由2000年的330.5km2增长到2009年底的813km2,建成区规模增加了482.5km2,相应的人口规模增加1倍。随着城市加速发展,水环境愈加恶化,全市五大河流的水质均为劣Ⅴ类,珠江口水质污染加剧,赤潮发生的频率逐年增加。在市、区各级政府的高度重视下,我市治污工作坚持“正本清源、截污限排、污水回用、生态补水”的指导方针,遵循“饮用水源地强化治理和保护,特区内优先治理、注重完善与提高,东部滨海区域注重保护,特区外其他区域偿还历史欠账”的治理策略,实施了一大批污水处理厂的新建、扩建工程。这个阶段建成了盐田厂、横岭厂一期、坂雪岗厂、沙井厂、固戍厂等污水厂,改造了滨河厂一、二期、平湖厂一期,总处理规模达242.5万m3/d。这个阶段建成的污水厂最大规模已达56万m3/d,出水标准提高,执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级标准。2008年之后建设的污水厂主要臭气产生单元考虑了加盖措施及除臭装置。

第四阶段——最近4年(2010~2013年):受到土地、空间、能源、水资源等难以为继的制约,城市发展由“深圳速度”向“深圳质量”跨越,水环境质量得到进一步提升。这个阶段主要是续建“十一五”已开工的污水处理厂,现已新建成西丽厂、葵涌厂、水头厂、布吉厂、埔地吓厂、观澜厂二期、龙华厂二期、横岭厂二期等,二级处理总规模达460万m3/d。这个阶段建成的污水厂全部执行一级A标准。位于城市中心区、建设密度高的区域的污水厂设计为地下式或半地下式,环境影响小。

截止2013年底,全市已建成二级污水处理厂31座,总处理规模460万m3/d。全市有总处理能力达274.5万m3/d的污水厂出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准。埔地吓厂、燕川厂、福永厂等12座污水厂的用地、管理设施及土建设施考虑了远期预留。

图1全市污水处理厂处理规模发展变化

表1全市已建污水处理厂基本信息统计表

2建设评估

2.1市治污部门统筹建设

2004年,市水污染治理办公室成立,由市水务局代管,负责统筹推进全市水污染治理工作,包括污水处理厂建设、污水厂配套管网建设、污泥处置场建设等。

市水污染治理办公室根据《深圳市水污染治理工程“十一五”规划》,并结合城市建设发展情况,确定了“十一五”期间全市污水厂建设格局,全面铺开了污水厂的建设工作。“十一五”期间,全市新、改、扩建21座污水处理厂,污水处理能力比2005年增加306.8万m3/d。

市水污染治理办公室通过公开招投标的方式确定了污水厂的设计单位,并组织完成了污水厂各阶段设计及10座污水厂BOT招标工作。采用施工图进行BOT招标,避免了运营单位出于利益考虑简化设计;2~3座污水厂作为一个标包招标,便于运营单位节约成本。

2.2融资方式多样化

我市积极开展投融资体制改革,拓宽融资渠道,采取特许经营、BOT、TOT等方式积极引入社会资金和建设管理力量,切实加快污水处理厂建设。

BOT等投资建设模式的实施,打破了长期以来污水处理工程由政府包揽经营的体制,开放了市场,已吸收社会资金40亿元左右,有效保障了污水治理设施建设资金及时到位。同时,公开竞争有效降低了排水设施运营服务费价格,减轻了财政支付的压力。

2.3建设形式多样化

深圳市污水处理厂拥有多种建设形式:地下式、半地下式、地上式。布吉污水厂是我市第一座地下式污水处理厂,除员工办公楼等基本设施外,其余设施全部位于地下,污水处理厂地面作为绿地休闲公园。

图2布吉污水厂地面公园图3布吉污水厂地下厂区

2.4建设标准高

全市污水厂总能力的60%执行一级A标准,出水可回补河道作为生态补水。2008年之后新建污水厂绝大部分实现了预处理部分、生化处理部分、污泥脱水部分等臭气集中产生源的加盖,并采用化学或生物方式除臭;考虑了鼓风机房设吸音材料、鼓风机加罩、风机进出口加装消声器、生化池采用底部曝气、污泥处理采用离心脱水设备等降噪措施。

3存在问题

3.1西部多数污水厂的建设规模小于折算污水量,亟待扩建

将自来水厂供水区域与各污水处理厂服务范围进行比对,按供水量乘以污水综合排放系数0.85计算各污水厂服务范围内的折算污水量并与污水厂设计规模予以对比,可知:

(1)南山——西丽厂、坂雪岗厂、燕川厂、沙井厂、福永厂、固戍厂服务范围内的折算污水量大于设计规模。

(2)罗芳——滨河厂、盐田——小梅沙厂、葵涌厂、上洋厂、龙田厂、沙田厂、横岭厂、横岗厂、鹅公岭厂、平湖厂、观澜厂、龙华厂、光明厂、水头厂服务范围内的折算污水量小于设计规模。

(3)布吉——埔地吓厂、蛇口厂服务范围内的折算污水量与设计规模接近。

由以上图表可知:西部的大部分污水厂,譬如南山——西丽厂、沙井厂、福永厂、固戍厂等污水厂的建设规模已不能满足服务范围内污水处理需求,亟待扩建或是建立流域内污水调配机制以解决超量污水处理问题。

3.2污水厂预留用地未得到有效控制,总预留用地26.8%的面积被占用

已建污水厂总预留用地面积共102.192ha。预留用地的情况分为空置、由运营单位临时使用及被占用三类,其中空置面积为62.072ha,运营单位临时使用的面积为12.67ha,被企业和个人占用的面积为27.45ha。总预留用地中被占用的面积达26.8%,用作砖厂、沥青搅拌站、养猪场等用地,将会增加污水厂后期扩建的建设成本。

4相关建议

4.1建设方面建议

4.1.1污水厂要按高标准建设,减少环境影响

随着市民对环境改善需求的不断提升,今后污水处理厂要按照高标准建设。

(1)污水厂出水水质要与城市污水再生回用相结合。对于出水回用至工业及市政杂用的污水厂,出水指标由《深圳市再生水、雨水利用水质规范》(SZJG32-2010)进行控制;对于出水排至河道作为河流景观生态补水的污水厂,应由环境容量倒推出水标准,且不低于一级A标准。

(2)污泥处理标准与后续处置相结合。污水厂经处理后出厂的脱水污泥的含水率、有机物含量、热值等应满足后续污泥处置工艺的要求,且最大限度的实现稳定化、减量化、无害化。

(3)厂区环境建设与周边环境相结合。厂内各主要处理构筑物均应加盖密闭除臭,鼓风机房等噪声较大的环节应采取降噪措施,厂区空旷区域绿化。大面积绿化不宜种植草坪,建议种植灌木、乔木等景观效果较好且较易维护的植物。

4.1.2污水厂远期扩建应充分利用已建设施

埔地吓厂、鹅公岭厂、光明厂、燕川厂、福永厂等12座污水厂的预处理构筑物、污泥浓缩脱水机房、鼓风机房及加药间是按远期规模一次性建成的。为避免工程投资浪费,并节约建设用地,污水厂远期扩建时应充分利用现有设施。

4.1.3尽早收回被占用的预留用地,完善预留用地的管理

葵涌厂、水头厂、鹅公岭厂、平湖厂、光明厂、公明厂、福永厂7座尚未签定用地合同的污水厂应尽快完善用地手续。

市水务部门应联合国土、执法、区政府、街道等相关部门和机构尽早收回所有污水厂被占用的预留用地,并在收回后建设围挡设施并签订合同交由污水厂现有运营单位或区政府等予以管理,防止在预留用地上倾倒余泥渣土等不法行为出现。

南山厂空置的预留用地有部分因前海道路建设影响而未实现封闭围挡,应协调完善。

运营单位需要临时使用预留用地的,应由用地权属单位与污水处理厂运营单位签订管理协议,并明确污水厂扩建时,预留用地应由运营单位清理出来归还政府。

4.1.4BOT污水厂的建设要与污水收集情况相匹配

在BOT项目的污水处理服务协议中,一般均存在“照付不议”条款,即由政府承诺最低水量。BOT污水厂的建设不仅要测算服务范围内的污水量,更要结合片区的污水收集系统建设估测能被收集入厂的污水量,避免一方面部分处理设施闲置,另一方面污水处理费支付负担重。

4.2升级改造方面建议

4.2.1部分污水厂增加密闭除臭装置,改善厂区环境

结合现场调研及周边环境,下阶段有必要增加除臭设施的污水厂主要有盐田厂、横岗厂一期、龙华厂一期、光明厂、沙井厂及固戍厂六座。

图5龙华厂一期粗格栅间图6固戍厂提升泵出口处

4.2.2污水厂升级改造应综合考虑低碳问题

污水处理厂提高出水标准可削减进入水体的COD量;但同时深度处理的提升、过滤、反冲洗等过程需要大量的能量,会排放大量的碳。因此,污水厂是否升级改造,提高出水标准,应综合考虑排放水体的环境容量和碳排放问题后确定。

4.2.3污水厂升级改造应尽量结合扩建工程实施

有升级改造需求的污水厂若需要扩建,应将提标、提量、提质的建设与扩建项目尽可能结合,既可节约工程建设费用,又便于后期运行管理。

作者简介:

李柱(1984-),男,汉族,安徽肥东人,深圳市水务规划设计院,工程师,主要从事水环境治理工程设计。

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