中国城市排水的发展与变迁
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中国城市排水的发展与变迁
人类在生活与生产过程中,使用水资源的同时会排放出大量的污(废)水,这些污水是主要的水污染源,是破坏水环境的主要物质。对污水进行必要的处理是防治水污染的重要措施。人类处理污水的历史悠久,古代城市的排污沟便是一种典型古代污水处理设施。随着人类科学技术的发展,污水处理技术不断得到完善和更新,并迅速广泛地应用于实践,日益成为综合性很强的一个技术领域。在科技进步的推动下,污水的处理技术经历了三个发展阶段:第一个阶段是由散流、漫流、自然蒸发、渗入或汇流入天然水体的状况,发展为经过人工精心设计、施工,建设明沟或暗沟(管)式排水道,把污水汇流后排入不影响人生活的地方或水体,这一阶段称为排放型技术阶段。
第二阶段是在第一技术阶段的排水系统中适当的部位,建设污水处理设施,使污水经过适当的处理后再排放,这一阶段称为处理排放型技术阶段。
第三阶段是在第一、二技术阶段的排水系统的基础上,把排水系统的最终产物变为可利用的资源,即实现污水的资源化,使污水处理事业成为一种自然资源再生和再利用的新兴工业,这一阶段称为资源型技术阶段。
目前资源型污水处理技术正处在发展完善阶段,是当今广大污水处理领域的科研人员的主攻方向。实现污水的资源化是水资源可持续利用的具体要求,笔者认为:污水的资源化程度是判定一个地区是否实现了水资源可持续利用的重要标志。随着现代科学技术的飞速发展,相信污水资源化的技术也会得到很大程度的发展,尤其是六十年代中期便由日本学者提出的“中水”的开发利用可望在二十一世纪初获得突破性的进展。城市是产生污水的主要人类社区,在城市兴建污水处理厂是防治水污染的非常有效的措施。然而由于目前现有污水处理技术的基建费用和运行费用较高,直接制约了污水处理厂的广泛兴建。如我国90%以上的城市水域污染严重,但由于污水处理厂的建设费和运行费都偏高,在《中国21世纪议程》中确立的治污目标,只能提出由城市政府投资形成的污水处理设施的污水处理率在2000年达到25%,到2025年处理率达到50%一60%,这一目标虽然较按合我国国民经济发展水平所能提供的财力,但这样的目标则显然不能根本地解决水污染问题。降低污水处理厂的工程造价和运行费用的唯一途径便是科技进步。只有依靠科技进步才能简化与缩小污水处理建筑物的体积、减少占地、降低污水处理的能源消耗、降低基建与运行管理费用,使污水处理厂的广泛建造成为可能。
城市排水是指城市生活污水、工业废水、大气降水(含雨、雪水)径流和其他弃水的收集、输送、净化、利用和排放。含污染物的生活污水和工业废水,通称城市污水。城市污水,一般通过城市排水管网输送到城市污水处理厂进行净化,达到规定的水质标准后,再加以利用或排入水体。城市排水设施,是保证城市地面水排除,防治城市水污染,并使城市水资源保护得以良性循环的必不可少的基础设施。由于城市排水设施的功能和特性,使其工程规模大,投资额大,施工难度大,工期长和在运行中消耗大量的能源和资源。在社会经济尚未得到充分发展前,城市往往不易做到具有完善的排水设施和良好的水环境。多数是过分利用自然净化能力,造成水环境的污染。城市排水是一项发展比较缓慢的基础设施。
中国城市排水工程建设,有着悠久历史。唐长安、宋汴梁、元大都,都修建了比较完整的明渠和暗渠相结合的排水系统。据考古发掘,唐长安城朱雀街两侧水沟,上口宽3.3m、底宽2.34m深1.7~2.11m,可以排洪防涝,是真正的城市排水工程。又如北京城内,明
清两代修建的矩型排水沟,有的至今仍在使用。
在旧中国,城市主要靠明沟以及河流排水,建造有排水工程设施的城市很少。到解放前夕,全国城市中排水管道总长度只有6034km。多数大城市建造的排水设施也大多失养失修,淤塞严重,不能及时可靠的发挥应有的功能。而明沟、排江沟、湖塘更成为污水汇集、垃圾堆积的场所。截止到1949年。全国只有上海、南京两个城市为高官富商聚居区和帝国主义侵占的殖民地内服务的4座小型污水处理厂,每日处理能力约4万m3。工业废水极少处理,几乎全部就近排入水体。
1 城市排水建设
1.1 50年代
50年代是我国排水工程建设初创阶段。新中国成立后,在三年经济恢复时期,人民政府用“以工代赈”的办法,结合开展爱国卫生运动,组织城市居民清理积存的垃圾、废物,治水修塘,既解决了部分地区的排水难问题,又改善了城市居住环境,深受广大居民拥护。例如,北京市城内共有大小明沟15条,除了治理了龙须沟外,还疏浚西北护城河,蓁的明沟也多改为暗管。广州市整治老城区的护城河——玉带濠,新建、改建了43km 的排水管道。天津市于1950年整修了南门外的大干沟,填平了脏臭的赤龙河;1952年又修建了南开五马路的大型马蹄开管道,填平了常年散发臭气的四方坑。在恢复时期的三年里,全国城市的排水管道增加了1037km。
城市的排水问题不可能单纯依靠天然沟河来解决。党中央号召向苏联学习社会主义建设经验,因此从“一五”计划时期开始,国家组织在重点城市和新兴工业城市中,在苏联专家的指导下开始进行现代化排水工程的建设。这些建设是按城市规划方案进行的,采用分流制排水系统,为当时及其后一段时期的城市发展,打下了基础。50年代的一些城市的排水工程建设以排除暴雨渍水危害为主,如天津、哈尔滨、武汉、齐齐哈尔和南京等不少城市。而有些工业发展较快的城市和工业企业,由于未经妥善处理的有机污水量日益增加而热电厂入水体,超过了水体自净能力,已开始出现了对受纳水体的污染,甚至在一定程度上(不同时段、范围和超标项目数量、超标率)污染了饮用水源。因此,这些城市大多抓紧了水体整治和排水工程的建设。如上海市,为解决老城区劳动人民聚居区的生活环境,于1957~1960年发动群众先后在沪西的法华浜、沪东的周塘浜等处填浜管后,建成新街区和绿化带,受益人口达200万人。天津市于1958~1960年进行海河清浊分流工程,新建排水管道185km,排水提升泵站23座,整治排污河道126km、排水支渠146km,桥涵和扬水站闸179座;海河水质得以明显好转。
1.2 60年代
在60年代,由于自然灾害、文化革命和牌严峻的国际形势,全国按照“备战备荒”方针,加快“三线”建设就成为投资重点,东部地区城市只能不断挖潜维持,新建工程很少。由于城市污水处理厂建设规模远远落后于城市污水量的增长,使越来越多的城市污水无法按要求得以净化。从1958年开始,在北方地区一些缺水城市通过试验,引用城市污水灌溉农田或养鱼等。曾提出城市污水要变有害为无害,充分利用;经过适当处理的生活污水用于灌溉农田,能节约农业用水。北京、天津等15个城市先后将每日165万m3城市污水灌溉农田。对工业废水则采取“就地回收、因地制宜、适当处理、充分利用”的原则来解决。
为解决老城区合流制排水系统对受纳水体的污染问题,一些城市沿受纳水体建造截流管,
晴日将污水引至下游郊区污水处理厂处理,或暂时直接排入水体;雨期超过截流倍数的雨水