溫州市靈昆街道截污納管工程設計

包松考 ，楊 勇 ，蔡丹新 ，馮晨飛

（1.溫州市甌江口開發建設投資集團有限公司，浙江溫州 325026；2.無錫市政設計研究院有限公司，江蘇無錫 214072）

0 前言

溫州市靈昆街道總面積約22.55 km2，下轄9個行政村，現有人口3.22萬人（包括戶籍人口21481人和流動人口10721人）。目前共建成13座小型污水處理裝置或生態塘，出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中一級標準的B標準。已建小型污水處理裝置較好地解決了各服務范圍內的污水處理問題（見圖1），但處理能力有限，靈昆街道絕大部分污水通過化糞池簡單處理或直接就近排入附近河道，河體水質普遍下降至Ⅳ類及其以下。當地決定通過實施靈昆街道截污納管工程，改善水環境質量，并保障靈昆街道東北角在建污水處理廠的正常運行。

圖1 地理位置及服務范圍示意圖

1 截污納管工程方案

和城市污水處理相比，靈昆街道現狀污水處理有其自身特點。首先，技術基礎薄弱，缺少專業的技術管理人員。其次，污水在排放方式、水質和水量方面具有自身的特殊性，主要表現在：面廣分散，收集困難；水量變化大，排放不均勻；可生化性好，幾乎不含有毒有害有機污染物。此外，靈昆街道已經建設了13座就地處理的小型污水處理裝置，而一座污水處理廠也在建設中，污水處理方式呈現出多元化。

結合靈昆街道污水處理現狀，確定采用“小型污水處理系統與污水處理廠處理結合”的方案，即距離污水處理廠較遠地塊采用小型污水處理系統就地處理，距離污水處理廠較近地塊集中納入污水處理廠處理。

該方案有助于污水處理廠今后正常運行，對距離污水處理廠較遠、村莊布局分散、規模較小、地形條件復雜、污水不易集中收集的村莊采用小型污水處理系統就地處理可有效地降低施工難度，減少污水提升設施數量。

2 污水量預測

該工程最具全面性的基礎資料是靈昆街道的現狀人口及靈昆街道歷年實際用水量數據。設計采用單位人口綜合用水量指標法和實際用水量推測法進行污水量預測，按照日變化系數1.2，污水排放系數0.85，截污系數100%進行計算，并考慮10%的地下水入滲率，服務范圍內污水總量為7600 m3/d。

3 設計進、出水水質

靈昆街道現狀污水主要來源是居民生活過程中糞便及其沖洗水、洗浴污水和廚房污水等，污水主要含有有機物質、氮（N）磷（P）營養物質、懸浮物及病菌等污染成分，各污染物排放濃度一般為：CODCr250～400 mg/L，NH3-N40～60 mg/L，TP2.5～5.0 mg/L。

小型污水處理系統及在建污水處理廠出水水質執行國家標準《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級標準的B標準，設計出水水質確定為：

BOD5≤20 mg/L

SS≤20 mg/L

CODCr≤60 mg/L

NH3-N≤8（15）mg/L

TN≤20 mg/L

TP≤1 mg/l

PH為6～9

糞大腸菌群數為104個/L

注：括號外數值為水溫大于12℃時的控制指標，括號內數值為水溫小于等于12℃時的控制指標。

4 工程設計

4.1 就地小型污水處理系統設計

該工程結合靈昆街道分散聚居及其地理氣候環境等特點，采用“沉砂池+一級厭氧消化池+二級厭氧消化池+好氧生物濾池模式”。該模式是一種以水壓氣、以氣送水的無動力污水處理工藝，污水先后經過物理處理、常溫發酵、多級厭氧消化、好氧生物濾池等工段。具有占地小，抗沖擊負荷能力強，處理效果穩定等優點[1]，并且該模式在靈昆街道已被成功應用，積累了一定的運行經驗，有利于在該工程中應用和推廣。該工程共需新建20座就地小型污水處理系統，處理規模介于50 m3/d～120 m3/d。主要設計參數為：

沼氣設計壓力：8 kPa±0.1kPa消化時間：20～30 d

污水停留時間：3～5 d

生物濾池表面負荷：9～36m3/(m2·d)

生物濾池容積負荷：370～1840 gBOD5/(m3·d)

污泥清掏期：360 d

4.2 污水管網設計

4.2.1 管道施工方法

針對靈昆街道軟土基礎情況，以及當地的施工經驗，當溝槽深度大于4 m時，由于軟土基礎，地下水位高，管道開挖支護時，打樁的深度要10 m左右，管道采用開挖施工的難度要超過非開挖施工。所以在該項設計中，將管道埋深控制在4 m以內，采用開挖的施工方法，通過設置污水提升泵站，降低管道埋深。

4.2.2 污水管材

沿各村道路綠化帶敷設的DN300及DN400污水管選用HDPE雙壁波紋管。HDPE環剛度不小于8 kN/m2，管材質量符合《埋地用聚乙烯（PE）結構壁管道系統第1部分：聚乙烯雙壁波紋管材》（GB/T 19472.1）標準。

沿77省道敷設的DN500污水干管，選用鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管，HDPE環剛度不小于8 kN/m2，管材質量符合《埋地用聚乙烯（PE）結構壁管道系統第2部分：聚乙烯纏繞結構壁管材》（GB/T 19472.2）標準。

當穿越河流時，采用牽引定向鉆施工時，推薦采用PE100管、SDR17、1.0 MPa，管材質量符合《給水用聚乙烯（PE）管材》（GB/T 13663-2000）標準。

4.2.3 管道基礎

根據地質勘察報告，靈昆街道為抗震不利地段，多屬軟弱土類型，軟土地基承載力低、壓縮性大、透水性差，在污水管道安裝中不易滿足管道基礎設計要求，需要進行處理。

該工程污水管道管材多采用HDPE雙壁波紋管和鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管，管道埋深小于4米，采用開挖施工方式。對一般土質，當地基承載力特征值fak≥80 kPa時，基底可鋪設一層厚度為100 mm的中粗砂基礎層；當地基土質較差，其地基承載力特征值55 kPa≤fak＜80 kPa時，或槽底處在地下水位之下時，宜鋪墊厚度不小于200 mm的砂礫基礎層，也可以分兩層鋪設，下層用粒徑為5～40 mm的碎石，上層鋪設厚度不小于50 mm的中粗砂。對軟土地基（指淤泥、淤泥質土、充填土或其它高壓縮性土層構成的軟弱地基），地基承載力特征值fak＜55 kPa時，或因施工原因地基原狀土被擾動而影響地基承載力時，先挖去基坑下的部分或全部軟土，然后回填素土分層夯實。

77省道敷設的污水主干管是在路基處理固化后的基礎上實施，可以滿足管道對地基的要求，故77省道管道地基不需另行處理。

4.2.4 管道輔助構筑物

該項目設計的污水管網附屬設施主要為污水檢查井，做法詳見《給水排水標準圖集》（06MS201）。

由于靈昆街道河網水系較多，在穿越較大河流時采用凹字型倒虹管，河道寬度20 m以下的河流采用單管倒虹，20 m以上的采用雙管倒虹，施工方法采用牽引定向鉆施工。管道設計流速采用1.2～1.5 m/s，為防止污泥在管內淤積，倒虹前一個檢查井采用沉泥井，沉泥深度500 mm，水頭損失的計算方式如下：

式中：H——倒虹管總水損，m；

i——倒虹管水力坡度；

L——倒虹管長度，m；

ξ——倒虹管進出水局部阻力系數，進水取0.5，出水取 1.0；

v——倒虹管內水流流速，m/s，取1.2 m/s。

4.2.5 污水提升井及污水泵站設計

污水管道埋深大于4.0 m時，設計采用一體式污水提升井和污水提升泵站進行污水提升，共需設置污水提升井6座（處理規模介于200 m3/d～1300m3/d），污水提升泵站1座（處理規模2100 m3/d）。污水先經格柵井內粉碎型格柵處理后進入集水池，再經潛水排污泵提升。一體式污水提升井和污水提升泵站均采用全地埋式，每套提升系統設相應型號的粉碎型格柵1臺，潛水排污泵2臺（1用1備），水泵揚程5 m。

5 運行管理模式

污水處理系統“三分設計，七分管理”，即使污水處理系統設計再有缺陷，只要運行管理好，都有一定的處理效果；反之，系統設計再完善，運行管理不善，也達不到良好的運行效果。

現階段，靈昆街道已建污水處理系統的運行管理模式主要為屬地化運行管理模式，即由處理設施產權擁有者自行負責設施的運行管理，這種運行管理模式發揮了一定的成效，但是隨著時間的推移，無法實現科學維護和管理的局限越發明顯。

為充分發揮該工程的效益，建議工程完成后采用專業化社會運行管理模式，即由污水收集和處理系統的產權擁有者通過招投標形式，將污水收集和處理系統后續維護和管理工作委托給專業環境保護設施運營單位。產權擁有者負責會同當地環保部門對運營公司的考核，主要考核指標包括處理水量、污染物去除率、出水水質達標率、電耗指標、設備完好率和使用率、水力停留時間等，并根據考核結果下撥維護費用。

6 建議

建議派專人全過程負責，在對靈昆街道的污水排放情況調查摸底，整理得出的各排水用戶的具體情況調查表。污水管道敷設過程中，了解整個管網布設情況；污水管道敷設完成后，需進行閉水試驗，做到簽字負責，閉水試驗合格后方可交付使用。

對排入污水管網的工業廢水，要求達到《污水排放綜合標準》（GB 8978-1996）和《污水排入城鎮下水道水質標準》（CJ343-2010）后，方可排入該工程管道系統。

[1]龔園園,張照韓,于艷玲,等.我國南北農村生活污水處理模式研究[J].現代生物醫學進展，2012，12(1)：132-136.