吕 绛

(中国城市规划设计研究院，广东深圳 518000)

近年来，随着国内城市污水处理厂基建设进程的不断加快，城市污水处理厂建设作为城市水污染防治的主要基础设施，已受到政府及社会的高度重视。污水厂选址作为城市污水处理厂建设的先决条件，关系到整个污水系统构建的合理性[1]。许多地区在进行污水厂选址的时候缺乏综合性的统筹考虑，导致污水收集建设、运营成本加大，影响周边土地利用，与受纳水体环境功能分区、水质保护目标不相匹配等诸多结果。

目前，污水处理厂选址一般参考《室外排水工程设计规范》(GB 50014—2006)中传统的选址原则，而在具体工作中，还需要结合项目所在地域的特征，抓住主要痛点。本文以烟台经济开发区八角污水厂选址为例，考虑多因素影响因素，分析不同选址方案的利弊，为沿海型地区污水处理厂选址总结经验与方法。

1 项目背景介绍

目前，烟台经济技术开发区共分为4个污水系统(图1)。由于潮水污水厂规模较小，出水标准偏低，且距离大季家污水厂较近，远期关闭，将潮水片区纳入大季家污水系统(图2)。 八角-古现污水系统目前仅有一座污水厂，该厂处理规模有限，且不具备原址扩建条件，未来该片区污水需依靠新建八角污水厂或向外转输予以解决。

图1 现状污水工程系统Fig.1 Existing Sewage Engineering System

图2 规划污水系统分区Fig.2 Planning Zone of Sewage System

2 选址比选的主要影响因子

污水厂选址比选涉及众多影响因子，包括土地利用条件、地形高程特征、受纳水体性质，污水排放标准和污水建设运营成本等诸多方面，结合项目所在区域特点选出4类最为重要的影响因子。

2.1 海洋功能区划

不同海洋功能区划对应不同的水质保护目标。污水厂选址需考虑临近海域水体功能定位，提升“厌恶型基础设施”与周边用地规划与水域环境的相容性。

2.2 尾水排放标准

污水厂排放标准的确定需要考虑受纳水体的环境容量，而不应采取一级A类排放标准“一刀切”的做法。当污水厂排放标准低于受纳水体水质保护目标时，会对污水厂选址带来影响。

2.3 海洋环流影响

对于沿海湾区型地带，海洋环流会对尾水的排放与扩散产生较大影响。当环流方向指向污水厂排放区域，尾水扩散缓慢，污染物容易在排口附近形成囤积现象。当环流方向背离污水厂排放区域，尾水扩散条件好，对附近海域水质产生不利因素较小。

2.4 建设运营成本

污水厂选址，关系到污水收集排放系统的建设和运行成本的大小。因此，在实际工作过程中，更偏向于在靠近服务区的低点位置进行污水厂选址。

3 技术路线

烟台经济开发区内的污水厂尾水最终均排入海域。根据海洋功能区划和环流影响确定不同位置受纳水体的特点(水质目标和污染扩散条件等)，在此基础上，对比污水厂排放标准，明确尾水排放区域，作为污水厂选址方案对比的前提条件，结合工程建设运营成本分析，寻求污水厂选址的最优方案。

图3 技术路线Fig.3 Technical Route

决定尾水排放区域的影响因子包括海洋功能区划、海洋环流影响和尾水排放标准，各自权重占比分别为25%、25%和50%。

表1 尾水排放区域影响因子权重Tab.1 Impact Factor Weight of Sewage Discharge Area

决定污水厂选址的影响因子包括污水收集处理工程建设运行成本和再生水回用建设运行成本，各自权重占比分别为70%、30%。

表2 污水厂选址影响因子权重Tab.2 Impact Factor Weight of Sewage Plant Site Selection

4 方案比选过程

4.1 尾水排放区域选取

4.1.1海洋功能区划

根据烟台市海洋功能区划研究报告(图4)，古现、八角污水厂附近海域功能区包括烟台市区滨海风景旅游区(水质目标Ⅱ类)、烟台海洋特别保护区(水质目标Ⅱ类)，烟台港港口区和航道区(水质目标Ⅲ类)。

图4 海洋功能区Fig.4 Marine Functional Area

目前，八角片区正在建设烟台人才港项目，东部大宇造船厂将会搬迁。根据最新烟台市经济技术开发区总体规划土地利用规划图(图5)，东侧沿海土地利用性质发生了改变，港口以南区域海域的环境功能性质有可能由对水质要求较低的港口区转变为对水质要求较高的滨海休闲旅游区(图6)。

图5 八角片区土地利用规划Fig.5 Land Use Planning of Bajiao Area

图6 用地功能调整对水质目标影响Fig.6 Impact of Land Use Adjustment on Water Quality Targets

4.1.2海洋环流影响

对于沿海湾区型地带，海洋环流会对尾水的排放与扩散产生较大影响。当环流方向指向污水厂排放区域，尾水扩散缓慢，污染物容易在排口附近形成囤积现象。当环流方向背离污水厂排放区域，尾水扩散条件好，对附近海域水质产生不利因素较小。

从整体来看，黄海海流微弱，流速通常只有最大潮流速度的1/10左右[2]。表层流受风力制约，具有风海流性质。冬季盛行偏北风，多偏南流；夏季盛行偏南风，多偏北流(图7)。当污水厂出口在港口西侧或者南侧时，会受到环流的影响，使得尾水污染物进入到南侧的海滨浴场区，影响当地海水水质。

图7 海洋环流方向Fig.7 Ocean Circulation Direction

4.1.3污水排放标准

按照现行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的要求，城镇污水处理厂出水排入海水Ⅱ类(GB 3097—1997)功能水域和湖、库等封闭或半封闭水域时，执行一级标准的B标准，城镇污水处理厂出水排入海水Ⅲ、Ⅳ类(GB 3097—1997)功能海域，执行二级标准。即按照国家现行标准规范，古现-八角片区内的污水厂尾水排放达到一级B标准即可[3]。

考虑开发区已经设置海滨浴场的实际情况，经研究比较，相比Ⅱ类海水水质标准,地表Ⅳ类水体水质缺项13项，超标15项。一级A类排放标准水质缺项26项，超标5项，再生水娱乐性景观环境用水缺项23项，超标6项(表3)。因此，Ⅱ类海水水质明显优于一级B污水排放标准，甚至高于一级A类排放标准和地表Ⅳ类水质，依靠海洋自净能力，污水尾水对海滨浴场存在一定的污染超标风险。

续表3

序号项目Ⅱ类海水水质标准地表Ⅳ类水体水质一级A类排放标准水质再生水娱乐性景观环境用水水质17铅/(mg·L-1)≤0.010≤0.05无此指标无此指标18六价铬/(mg·L-1)≤0.10≤0.05无此指标无此指标19总铬/(mg·L-1)≤0.030≤0.05无此指标无此指标20砷/(mg·L-1)≤0.010≤0.1无此指标无此指标21铜/(mg·L-1)≤0.050≤1无此指标无此指标22锌/(mg·L-1)≤0.005≤2无此指标无此指标23硒/(mg·L-1)≤0.020≤0.02无此指标无此指标24镍/(mg·L-1)≤0.010无此指标无此指标无此指标25氰化物/(mg·L-1)≤0.005≤0.2无此指标无此指标26硫化物(以S计)/(mg·L-1)≤0.05≤0.5无此指标无此指标27挥发性酚/(mg·L-1)≤0.005≤0.01无此指标无此指标28石油类/(mg·L-1)≤0.05无此指标无此指标≤129六六六/(mg·L-1)≤0.002无此指标无此指标无此指标30滴滴涕/(mg·L-1)≤0.000 1无此指标无此指标无此指标31马拉硫磷/(mg·L-1)≤0.001无此指标无此指标无此指标32甲基对硫磷/(mg·L-1)≤0.001无此指标无此指标无此指标33苯并(a)芘/(n·L-1)≤0.002 5无此指标无此指标无此指标34阴离子表面活性剂(以LAS计)/(mg·L-1)0.100.30.51

4.1.4尾水排放区域选取

图8 建议尾水排放区域Fig.8 Discharge Area of Tail Water

综上分析，八角片区附近海域不适宜进行污水厂尾水排放。而西港区的北侧或者西侧近海域没有敏感地带，水质保护目标较低，常规尾水排放标准能够满足要求，且环流方向更加有利于污染扩散，因此,建议将上述区域作为尾水的排放区域。

4.2 建设运营成本分析

4.2.1方案一

扩建大季家污水厂，将古现-八角片区内的污水输往大季家污水厂进行处理(图9)。

图9 方案一Fig.9 Plan 1

污水收集排放建设成本：需要在八角片区和古现污水厂各设置一座污水提升泵站，规模分别为6万t/d和8万t/d，工程投资造价分别为3 800万元和5 000万元；新建1条18.5 km DN1000的污水管线，工程投资造价4 200万元；新建1条14 km DN800的污水压力管线，工程投资造价2 000万元，合计1.5亿元。

污水收集排放运行成本：一部分污水通过八角污水泵站进行提升，规模为6万t/d，高差为43 m，运送到最高点距离为5 km。另一部分污水通过古现污水厂泵站进行提升，规模为8万t/d，从4.3 m的低点，跨越沿途50 m的高点，运送到最高点距离为10 km。上述提升费用计算千米水头损失按照1.27 m计算，电费取0.74万元/a，水泵功率系数取0.82，电机功率系数取1.05，运送成本分别为0.74万元/d和1.16万元/d，合计1.90万元/d。

4.2.2方案二

新建八角污水厂，将尾水分散排入九曲河、八角河和白银河，再汇入大海(图10)。

图10 方案二Fig.10 Plan 2

污水收集排放建设成本：需要在八角片区和古现污水厂各设置一座污水提升泵站，规模分别为6万t/d和8万t/d，工程投资造价分别为2 800万元和4 000万元；自八角泵站引DN600的管线，长度为5.1 km，自古现泵站引DN800的管线，长度为4.1 km，工程投资造价分别为550万元和600万元；新建九曲河尾水泵站，规模按照7万t/d计算，工程投资造价为4 400万元；新建八角河尾水泵站，规模按照5万t/d计算，工程投资造价为3 000万元；新建7.5 km，管径DN900的九曲河尾水管线，工程投资造价为2 000万元；新建6.5 km，管径DN800的八角河尾水管线，工程投资造价为900万元；合计1.83亿元。

污水收集排放运营成本：八角污水厂的污水是通过本北侧八角泵站(6万t/d)和南侧古现泵站(8万t/d)提升收集得到的，扬程分别为23.3 m和22.6 m，运行费用为0.82万元/d；7万t/d的尾水排至九曲河，需要将尾水从28 m提升至70 m，高差为42 m，运送到最高点距离为6.2 km，运送成本为0.88万元/d；5万t/d的尾水排至八角河，需要将尾水从28 m提升至35 m，高差为7 m，运送到最高点距离为5 km，运送成本为0.17万元/d；合计1.87万元/d。

4.3 小结

从对海水水质影响的角度分析，方案一优于方案二。但考虑到海滨浴场全年开放时间有限，采用方案二分散排放，可较大程度降低八角污水厂对其水质的影响。另外，方案二污水收集排放建设成本虽高于方案一，但污水收集排放运营成本较低。同时，考虑未来有大规模利用再生水的可能性，新建污水厂，有利于污水的就近处理及回用，因此推荐方案二。

5 结语

本文以烟台开发区八角污水厂为例，系统分析了污水厂选址的方式和方法。得出结论：海洋功能区划、尾水排放标准、海洋环流影响、建设运营成本是沿海地区在污水厂选址时需重点考量的因素。尾水排放应优先选在水动力条件好，扩散能力强，水质保护目标偏低的水域，避免与海洋功能分区发生冲突，增加与周边土地利用的相容性。在此基础上，通过污水收集系统建设、运行成本的比较，并适当考虑未来再生水回用需求，最终确定污水厂选址的最优方案。