吴天宁

（长沙理工大学水利与环境工程学院，湖南 长沙 410015）

引言

水是生产之要，生态之基，水环境是水系统中最活跃、影响最广泛的要素，因此只有确保水环境安全，经济增长才能得以维系，人类的生存安全及生存质量才能得到保证[1]。当前，水环境安全问题已成为制约社会经济增长的障碍。水资源亏缺、水环境恶化已成为当今世界面临的一大难题[2]。

在城市化进程中，建立优良的污水处理厂是治理水体污染的基石。金亮等人在实践中发现，建成一个优良的污水处理厂需要深度应用“海绵城市”相关理念[3]。不仅污水处理工艺要达标，前期做好整体设计工作，污水厂区整体的布置、排污口设置同样重要，不能破坏了其它地区优质水源。因此，良好的建厂规划和布局是保障当地居民未来生活质量的关键之举，对后续的城市建设和规划都有不可忽视的重要作用。

目前，长沙市污水处理厂的建设更多考量的是考虑长沙市内部污水处理问题，但随着长株潭城市圈一体化进程的不断推进，污水处理厂建设问题要求决策人员着眼于长株潭城市群整体布局，多视角全方位统筹规划。对长沙市城区主要污水处理厂布局研究，依据建厂标准从个体到整体综合分析现有污水处理厂的分布情况，有利于甄别目前选址不合理的污水处理厂，并对未来融城过程中建厂标准提出相关思考，以供参考。

1 长沙市城区污水处理厂现状

长沙市城区主要由雨花区、天心区、开福区、芙蓉区、岳麓区和望城区，其中岳麓区和望城区位于湘江以西，其它四个区位于湘江以东，见图1。

图1 长沙污水处理厂DEM图

1.1 湘江以西的污水处理厂

岳麓污水处理厂，位于长沙市望城区，湘江西岸三汊矶大桥北侧，毗邻湘江，所在地块东南西北四面分别以潇湘大道、西北环线、长望路和银杉路所围。长沙市岳麓污水处理厂已建规模为30万m3/d，提标改造规模为一期30万m3/d，扩建规模为二期15万m3/d。排污口位于望城景观水系[4]。望城污水处理厂，污水厂规模8万 m3/d，排污口位于沩水。

坪塘污水处理厂人工湿地系统位于长沙市岳麓区，工程建设规划按处理规模划分为三期，一期4万 m3/d，二期8万 m3/d，远期12万 m3/d。纳污面积50 km2，排污口在洋湖垸[5]。

1.2 湘江以东的污水处理厂

金霞污水处理厂，位于长沙市开福区，污水厂规模18万m3/d[6]。尾水有50%左右的水量排向浏阳河，再流入湘江[7]。

开福污水处理厂，位于开福区金霞开发区，污水厂规模20万m3/d，排污至浏阳河。

花桥污水处理厂[5]，位于雨花区，污水厂规模16万m3/d，排污至浏阳河。

新开铺污水处理厂，一期工程于2009年建成并投入运行。建设规模：新开铺污水处理厂污水处理总规模28万m3/d，一期工程10万m3/d；二期工程10万m3/d；三期工程8万m3/d。排污至圭塘河。

星沙污水处理厂，污水厂规模为12万m3/d，分两期工程建设，一期工程设计处理规模8万m3/d；二期工程设计治污规模4万m3/d。分别于2003年、2008年底正式投产。排污至捞刀河。

长善垸污水处理厂，位于雨花区，对原一期工程16万m3/d提标改造并新建二期20万m3/d污水处理厂，排污至浏阳河。

新港污水处理厂，位于长沙市开福区，污水厂设计规模15万m3/d。一期工程设计治污规模为10万m3/d，二期工程设计治污规模为5万m3/d。排污至沙河。

湘湖污水处理厂[6]，纳污范围南起雨花亭省银行学校，北至跃进湖，东起车站路，西至芙蓉路，规划服务人口31万，出水排入浏阳河。

暮云污水处理厂[7]一期设计规模4万m3/d。纳污面主要为天心区环保工业园及暮云镇等103.94 km2纳污范围的污水收集、治理并回用。

目前，许多已建成的污水处理厂因初期厂区选址不合理、污水处理规模等问题拆厂搬迁，厂区另建造成了相当部分资源的损失与浪费。同时，污水处理厂规模设计过大会造成工程投资和土地资源浪费，规模设计过小则不能满足地区污水处理需求，选址不合理则容易造成污染排放过大，对周边生态环境造成二次污染，因此确定合理的污水处理厂规模，合理选择建厂地点为城市未来尤为重要。

2 污水处理厂布局分析

参考陆丰鑫[1]、刘京[8]和黄璐[9]等人的研究，本文认为污水处理厂建立布设的原则包括8个方面：（1）厂区选址于周围居民区、商区有一定的卫生防护距离，尽可能减少对周围产生的不利影响。（2）厂址应设在城镇、工厂厂区、生活区和给水水源下游。（3）因研究区多年主导风向为夏季风向，所以厂区建设宜选择夏季风主风向的下风向。（4）污水处理厂经处理的水排放时，应与受纳水体靠近。（5）应充分利用当地地形地势，选择有一定坡度地区以满足污水处理构筑物高程布置的需要，减少工程开挖土方量。(6)良好的地质条件及方便的交通、运输、水电条件。(7)不宜选在雨季易受水淹低洼处，避免遭受洪水威胁，造成二次污染。(8)考虑城市长远发展，扩建储备用地。

2.1 局部分析

由于这些污水处理厂均在城区，因此各厂卫生防护距离均较近，见表1。

表1 污水厂布设分析表

岳麓污水处理厂、金霞污水处理厂、开福污水处理厂、新港污水处理厂均在各自排污河道的下游，坪塘污水处理厂排污口布设在洋湖垸；望城污水处理厂布排污至沩水、星沙污水处理厂排污口至捞刀河、花桥污水处理厂、长善垸污水处理厂和湘湖污水处理厂排污口均设在浏阳河段（非与湘江交汇处），其排污口均在收纳水体附近。新开铺污水处理厂靠近湘江，因湘江（长沙段）被设立为饮用水源保护区，所以其排污口用长距离管道由湘江附近改至圭塘河上。

长沙市东、西、南三面地势较高，中部与北部地势较低，湘江水自南向北而流进入洞庭湖。常年主导风为西北风，根据长沙市高程图分析，长沙市城区地形大致可以概括为东南高，西北低，夏季风向大致沿着湘江河道方向吹动。所有污水处理厂均处在城市中，因此，需综合考虑防护距离、建设成本和地质情况等要素进行选址。

虽然长沙市污水处理厂建设总体布局在当地常年主导风向上，但由于城市建设的中心发散性，导致各厂区并未建立在主导风向下风向处，若处理不当将会对其下风向处居民生活造成一定影响。

同时，考虑到采集城市污水的便利性和经济性，所有污水处理厂均建设于临水低洼地区，从经济角度看是能够减少相关设备的布设，节约成本，湘江、浏阳河、捞刀河、沙河、沩水、靳江河上也修建了大大小小各类水利工程以避免灾害发生，但随着近些年来全球气候变化加剧，城市暴雨干旱等极端气候频发，相关部门仍要积极做好防洪防涝相关措施，避免因洪涝灾害导致附近污水处理厂的损坏进而造成大面积水体污染。

随着经济的增长、当地城市化的加快，各厂区附近交通状况良好，供水供电线路铺设也较为完备，遇到问题能够及时解决。

2.2 整体分析

总体来看，湘江以东污水处理厂日污水处理总量远大于湘江以西日污水处理总量，湘江以东污水处理厂数量远多于湘江以西建厂数量，且所有污水处理厂均沿河道分布。之所以会出现这种现象。

(1)湘江以东人口密度大，生活排污量大。从地形来看，长沙市城区中部地区湘江以东地势较为平缓，水系更多，河网更密，房屋建造技术门槛相对较低，取水成本较低，反观湘江以西，崇山峻岭、层峦叠翠，岳麓山和其它几座山峰抬高了西侧整体地势，因此在交通相对不发达的过去，湘江以西不利于大量人口居住；从历史的角度来看，老长沙城位于湘江以东，随着城市不断扩张，湘江以东居民更多，排污量更大。

(2)新城区规划理念相对先进，正因为湘江以西为后开发地区，工业园区面积相对较小，工业基础设施相对湘江以东较差，因此整体工业污染物排放量相对较低；同时新区的规划建设理念整体较为先进，在建设美丽中国等理念的情况下，建立了有洋湖湿地公园、梅溪湖片区等既具有防洪排涝、净化水体功能又能调节城市总体景格局的多功能特色景观。

(3)部分地区相对落后，近年来，望城也以被划入长沙城区成为长沙的一部分，位于长沙以北，湘江以西，虽然其整体地势较为低缓，河流水系也较为密集，但因为其经济水平较传统长沙城区还有一定差距，勤俭节约的理念在居民群体中树立的更为牢固，因此排污量更少，污水处理压力相对较小。

整体而言，湘江以东污水处理厂建立较为均匀，其纳污范围基本包含人口密集区；随着经济的增长，虽然湘江以西污水处理厂数量相对较少，但其具有调节能力的景观建设要更为丰富，因此其纳污能力与范围也能满足当前的需求。

3 结语

通过对长沙市城区主要污水处理厂建设布局进行分析，提出如下建议：

(1)污水处理厂均处在其受纳水体下游且处于低地势处，保证了上游水体的水质，湘江支流上基本存在大大小小相关水利工程，为污水处理厂的有序运行保驾护航。

(2)各污水处理厂布设疏密有度，在人口高密度区，污水处理厂相对密度同样大，且沿受纳水体两岸分布，充分考虑到经济性。

(3)各污水厂周遭交通不少污水处理厂都有多期计划，为未来的城市带来更多污染的预留了可操作空间，减少了不要的搬迁费用，因基本都处在城市人员密集区，附近交通与水电线路的基础布设也相对完备，出现紧急情况及时修复效率能得到保障。

(4)布设线路与全年主导风向西北风基本一致，也与湘江流向大致相同，减少了污水处理对空气污染的扩散面。

(5)所有污水处理厂的排污口均不在湘江上，因为湘江段河道附近有多家自来水厂，如直接排污到湘江河段，将严重影响下游自来水厂水质质量；若提高排污标准也可以，但需要技术的进步和大量的投资，相对将排污口迁走是比较经济的做法，如：新开铺污水处理厂将排污口改至圭塘河，岳麓污水处理厂布设在沩水上。

近年国务院正式批复了长株潭城市一体化建设相关文件，因此未来的污水处理厂总体布局需要有一定的前瞻性和预见性，综合考虑长株潭城市群现有整体布局和未来规划，提出如下建议：

(1)厂址建设地点。选址要对周边的功能规划定位、环境诉求等进行综合考量。城市核心区可优先选择地埋式、半地埋式等建设形式，以扩大城市公共空间。此外还建议规划建设用地可考虑与城市湿地、公共停车场等结合。

(2)厂区建设成本考虑。建厂选择应全方面考虑厂区纳污便利性与尾水处理能力两部分，降低尾水系统运行耗能与维护成本，建设时整体考虑城市的污染排放基本情况，大、中、小型污水处理厂合理搭配建设。

(3)尾水的再利用。厂址规划中可考虑将城市再生水规划纳入其中，中水、尾水将被转化为更多用途，如清洁道路与学校、浇灌公园树木等。