2.2 城镇污水水质水量特点
改革开放以来,我国的城镇化进展迅速,已成为世界上拥有小城镇最多的国家。在不断扩大城镇化进程的过程中,小城镇的发展趋势正逐渐从数量的增长向规模扩大转化,小城镇当前发展的重点是扩大规模和提高质量。据民政部统计数据(http://www.mca.gov.cn/),截至2013年年底,全国共有省级行政区划单位34个(其中直辖市4个、省23个、自治区5个、特别行政区2个),地级行政区划单位333个(其中地级市286个、地区14个,自治州30个、盟3个),县级行政区划单位2853个(其中市辖区872个、县级市368个、县1442个、自治县117个、旗49个、自治旗3个、特区1个、林区1个),乡级行政区划单位40497个(其中区公所2个、镇20117个、乡11626个、苏木151个、民族乡1034个、民族苏木1个、街道7566个)。虽然乡镇的数量在减少,但乡镇的平均规模却在扩大。就建制镇而言,除少数例外,绝大多数建制镇的非农业人口或城镇人口都在逐年增加。但小城镇这种从数量增长向规模扩大转化的发展方式只是刚刚开始,就目前的情况看,我国小城镇的规模仍然普遍较小。根据有关调研统计,2013年年末,中国大陆总人口136072万人,城镇常住人口73111万人。城镇化率为53.73%,比上年提高1.16个百分点。目前,我国大部分小城镇镇区人口规模为2500~10000人,平均人口规模在8300人左右,其中很多建制镇的非农业人口在2000人以下,根据相应的用水量指标推算,大多数建制镇的污水量为1000~2000m3/d。
根据建设部《2007年城市、县城和村镇建设统计公报》,全国656个设市城市已建成污水处理厂814座,处理能力为201×108m3/a,污水处理率达57%(其中135个城市的污水处理率已达到或接近70%)。县城已建污水处理厂处理能力为7.95×108m3/a,污水处理率为13.56%。但小城镇的污水处理工程则还处于起步阶段,小城镇污水处理率不足1%。
目前,我国中小城镇污水排水体制总体为雨污合流制,管网为明渠与暗渠、暗管相结合的形式,但是不成系统,而且卫生条件差,多数没有污水处理设施。大多数未经有效处理的中小城镇生活污水和工业废水主要根据地势向附近天然水体排放。中小城镇排水设施很少,大部分无污水处理厂。由于受到经济、技术等因素的制约,很多城乡结合部内工厂的污水处理设施设备简单、规模小、利用率低,污水管道收集设施不完善,生活污水合并各企业单位的工业污水未经任何处理,就直接排入水体,造成我国中小河流水质受到严重威胁。因此,在中小城镇兴建污水处理厂已刻不容缓。
城镇污水主要包括生活污水和工业污水,有时还包括生产废水和截留的雨水。由城镇排水管网或明渠汇集并输送到污水处理厂进行处理。城镇污水中生活污水是主要组成部分,一般情况下,城镇污水都具有生活污水的特征,但是因为城镇污水中含有或多或少的工业企业排放的生产废水,所以城镇污水水质成分复杂,且水质水量均不稳定;有机污染物浓度较生活污水高,可生化性差,还可能含有少部分重金属等对微生物有毒有害的物质。一般情况下,城镇污水水质指标为:COD为400~1000mg/L;BOD5为200~400mg/L;SS为100~350mg/L;TN为20~85mg/L ;TP为4~15mg/L。
以某城镇为例,该城镇工业园企业名称及用地如表2-1所列,从表中可以看出,该城镇工业园的产业以印刷业、机械加工业和化工业为主,结合工业园现状用水情况,综合考虑工业用水消耗量及节水措施的实施,取2010年工业用水定额的70%,2020年工业用水定额的85%,取污水排放系数0.8。计算得2010年和2020 年工业用水量和污水量,如表2-2所列。
表2-1 某城镇工业园企业名称及用地
注:1亩=666.7m2。
表2-2 某城镇污水量分项定额法预测
某城镇排水规划:污水处理率2020年达到80%,满足国家对卫生城镇的要求。工业污水采取内部处理和城镇集中处理相结合。规划2020 年污水量为7.04×104m3/d。在城镇南面建设一小型污水处理厂,对城镇污水进行集中处理,达标后排入自然水体。根据现状地形条件限制,城镇西南面由于地势较低,污水排入污水处理厂较困难,规划建议经管道收集后,通过某明渠,汇集某配套产业园的污水一起,经污水提升泵站流至该污水处理厂进行处理。
对某城镇不同排水明渠地表水取样分析,水样中重金属、常见离子和COD的检测结果,如表2-3和表2-4所列。从表中可以看出,所有水样中的COD和N-N均超出了《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅴ类限值,样品1的TP超标。通过现场的取样分析,初步将COD、N-N和TP作为特征污染物,在后续研究工作中重点考察。
表2-3 现场水样常见离子浓度 单位:mg/L
表2-4 现场水样COD浓度 单位:mg/L
同时,根据现场样品的检测结果和现场调研,判断城镇生活污水中,混入部分制锌、钢加工和砖厂等工业污水,对受纳水体造成污染,尤其以COD和N-N污染严重。
污水处理厂最终受纳水体为某河,属于国家《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅲ类功能水域,污水厂排水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级B标准。故设计出水水质如表2-5所列。
表2-5 污水处理厂近期设计出水水质 单位:mg/L