南方地區(qū)農(nóng)村生活污水處理工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)探析

【中圖分類號(hào)】 TU992.03+1

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】 A

0 引言

近年來，在鄉(xiāng)村振興的背景下，廣州已基本實(shí)現(xiàn)了自然村生活污水收集和污水治理全覆蓋，生活污水收集管道化或暗渠化，基本消除門前屋后污水溝的目標(biāo)。為進(jìn)一步提升農(nóng)村人居環(huán)境，助力美麗鄉(xiāng)村建設(shè)，廣州以提高農(nóng)村生活污水治理率、設(shè)施正常運(yùn)行率為目標(biāo)，開展新一輪農(nóng)村生活污水治理提升工作。本文結(jié)合工程實(shí)例，探析南方地區(qū)農(nóng)村生活污水處理工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)，可以供同類工程在前期設(shè)計(jì)時(shí)參考。

1 工程概況

正果鎮(zhèn)農(nóng)村生活污水治理提升工程，涉及番豐村、蒙花布村等12個(gè)行政村共計(jì)40個(gè)自然村，分為東部、南部、西部三個(gè)片區(qū)實(shí)施，新建DN100—DN800污水管道 19.80km 及配套檢查井，新建污水處理設(shè)施9座（其中厭氧池5座，人工濕地2座，AAO一體化處理設(shè)施2座），明渠暗化改造約0.55km ，新建尾水生態(tài)溝約 0.73km ，遷移現(xiàn)狀污水處理站2座，提升泵井1座，新建頭菜廢水調(diào)節(jié)池1座（帶提升泵）。正果鎮(zhèn)位于廣州北部，總體地勢(shì)北高南低，地形相對(duì)平緩開闊，雨季為4一9月，降雨豐沛。該工程旨在解決正果鎮(zhèn)老舊農(nóng)污設(shè)施出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，現(xiàn)狀污水管網(wǎng)污水收集率較低，以及現(xiàn)狀管渠混接、雨污不分流不徹底等問題。

2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1排水體制的選取與改造

正果鎮(zhèn)早期實(shí)施的農(nóng)村生活污水治理工程中，其排水體制大多采用合流制，僅部分新建道路采用雨、污分流制。由于雨季大量雨水會(huì)進(jìn)入合流管，會(huì)導(dǎo)致污水進(jìn)水濃度較低以及污水處理設(shè)施超負(fù)荷運(yùn)行等問題，因此該工程需結(jié)合村莊的地形特點(diǎn)、村莊布局以及施工現(xiàn)場(chǎng)條件等因素，對(duì)其排水體制進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)雨污分流。該工程在實(shí)施雨污分流改造時(shí)，首先充分排查村莊原有排水系統(tǒng)情況（管徑、標(biāo)高、走向等）[1]，并按照“利用優(yōu)先，新建為輔”的原則開展設(shè)計(jì)工作，優(yōu)先將現(xiàn)狀合流管（渠）改造成為污水管（渠），從源頭進(jìn)行雨污分流，增設(shè)或改造雨水排水立管，巷道雨水盡量找坡有序散排，并利用周邊魚塘農(nóng)田排水，一方面可有效節(jié)約工程投資，提高治理工程經(jīng)濟(jì)性，另一方面也可有效降低施工難度及對(duì)周邊房屋的影響（不少老村巷道施工作業(yè)面極小且村民對(duì)工程建設(shè)不理解），減少實(shí)施周期，大幅度減輕工程實(shí)施對(duì)村民日常生活的影響[2]

2.1.1 排水主管及收集支管改造

正果鎮(zhèn)村內(nèi)主路較寬，實(shí)施條件較好，主要采用錯(cuò)混接改造 + 新建污水管的方案，將現(xiàn)有合流管轉(zhuǎn)為雨水管使用，而巷道寬度大多為 1～3m ，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)條件，對(duì)巷道提出針對(duì)性雨污分流改造方案，具體情況見表1。

表1村內(nèi)巷道雨污分流改造方案

2.1.2排水立管改造

排水立管改造是源頭雨污分流的重點(diǎn)之一。單體立管只接駁天面雨水的歸類為雨水立管，單體立管不接駁天面雨水的歸類為污水立管或廢水立管，既接駁天面雨水又接駁單體內(nèi)部污、廢水的立管歸類為合流立管。該工程的立管改造方案為：現(xiàn)狀排水立管為合流管，在合流立管附近新建雨水立管（斷接），原合流立管改為污水立管；現(xiàn)狀排水立管為純雨水管，將雨水立管進(jìn)行斷接處理或接入巷道雨水管；現(xiàn)狀排水立管為純污水管，保持現(xiàn)狀。對(duì)所有排水立管進(jìn)行定性標(biāo)識(shí)（雨、污、合）。

2.1.3 出戶管改造

出戶管改造也是源頭雨污分流的重點(diǎn)之一。出戶管排水主要有污水暗排和污水明排兩種類型。

（1）污水暗排是指排水立管入地后，通過出戶橫管接至支巷內(nèi)現(xiàn)狀合流管（渠）。該工程改造方案為：將出戶橫管作為污水管，在巷口處將該出戶橫管接至改造或新建的污水管中；雨水立管斷接處理，若立管位于冷巷，則在巷口處新建雨水口，將雨水接至支巷的改造或新建雨水管渠；若立管斷接處為人行通道，則需再立管下方建設(shè)雨水口、雨水淺溝或地面找坡收集雨水有序散排，就近接至支巷的改造或新建雨水管渠中。

（2）污水明排是指排水立管斷接至建筑之間的冷巷，雨污水通過明溝排至支巷口，再通過雨水口接至支巷內(nèi)現(xiàn)狀合流管。該工程改造方案為：新建DN150污水管，接駁管收集污水立管的污水，接至支巷改造或新建污水管。

2.1.4合理改造原有排水管網(wǎng)。

在利用原有合流管（暗管）作為污水管網(wǎng)的基礎(chǔ)下，考慮日后運(yùn)營(yíng)維護(hù)需要，對(duì)暗管進(jìn)行合理改造，即增設(shè)一定數(shù)量檢查井，或在接戶管接入處加設(shè)檢查井，將原先不具備檢修功能的暗管改造為功能完善的污水管網(wǎng)系統(tǒng)，整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)更為合理規(guī)范，在維護(hù)得當(dāng)?shù)幕A(chǔ)下可大幅度增加使用壽命。

2.2科學(xué)確定治理模式

農(nóng)村生活污水處理模式應(yīng)根據(jù)村莊所處的地理位置、自然消納條件、周邊排水設(shè)施配套情況以及人口規(guī)模等因素科學(xué)確定。通過因地制宜精準(zhǔn)施策，可以分別采取四種治理

模式：

（1）接市政管網(wǎng)，納入污水廠處理，該模式的優(yōu)勢(shì)為充分利用現(xiàn)有排水設(shè)施，無(wú)設(shè)施站點(diǎn)用地難和鄰避效應(yīng)等問題，但不適用于雨污合流嚴(yán)重且污水濃度低的村莊，按城鎮(zhèn)污水處理廠付費(fèi)估算，運(yùn)營(yíng)費(fèi)用約1.2元/ （t?d） 。

（2）建設(shè)集中式處理設(shè)施，該模式適用于人口較多且各自然村較聚集等情況，適用于距離現(xiàn)狀市政管網(wǎng)較遠(yuǎn)的大型村莊，但運(yùn)營(yíng)成本相對(duì)較高，按一體化設(shè)施工藝估算，運(yùn)行費(fèi)用約0.8元/ （t?d） 。

（3）建設(shè)分散式處理設(shè)施，該模式適用于人口較多但各自然村較分散的情況，靈活性高，能有效減少管網(wǎng)建設(shè)投資[3]，但涉及設(shè)施用地較多，選址難度大，按厭氧池 + 人工濕地工藝估算，運(yùn)行費(fèi)用約 0.2～0.3 元/ （t?d） 。

（4）資源化利用，該模式適用于人口較少、居住分散、受納體多且消納能力高的村莊或零散戶，具有技術(shù)難度小，投資省、運(yùn)營(yíng)維護(hù)簡(jiǎn)單和成本低的優(yōu)勢(shì)[4]，基本無(wú)電費(fèi)，僅產(chǎn)生定期巡檢、清理的人工管理等費(fèi)用。

正果鎮(zhèn)總體上村莊、農(nóng)戶相對(duì)分散，且農(nóng)田、林地等土地資源豐富，該工程采用多治理模式治理村莊污水，主要采用建設(shè)分散式處理設(shè)施，并結(jié)合其余區(qū)域人口少、周邊消納場(chǎng)地充足特點(diǎn)，因地制宜選用資源化利用模式作為補(bǔ)充，在滿足治理要求的前提下，有效降低了建設(shè)工程的投資和運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本。

2.3論證比選污水處理工藝

污水處理設(shè)施工藝的選擇對(duì)確保處理出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)和降低運(yùn)營(yíng)費(fèi)用最為關(guān)鍵，需結(jié)合污水的水質(zhì)水量、出水排放標(biāo)準(zhǔn)、用地條件，論證比選切實(shí)可行且經(jīng)濟(jì)合理的污水處理工藝方案。農(nóng)村生活污水相較于城鎮(zhèn)生活污水而言，具有分散、污染物成分簡(jiǎn)單、易處理，水量變化大等特點(diǎn)[5]，而且農(nóng)村缺乏技能全面的技術(shù)管理人員，設(shè)施站多面廣，維護(hù)難度較大，因此在確保污水達(dá)標(biāo)處理的前提下，盡可能選擇效果穩(wěn)定可靠、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便，低能耗的工藝技術(shù)。常用農(nóng)村污水處理工藝對(duì)比見表2。

表2常用農(nóng)村污水處理工藝對(duì)比

單位：元 χ_m ³

該工程針對(duì)現(xiàn)狀人口較少，污水量較少的村社，主要采用厭氧池或三級(jí)化糞池處理后，經(jīng)生態(tài)溝回灌農(nóng)田或林地，形成污水資源化。由于選用農(nóng)田灌溉渠作為受納體時(shí)，且流動(dòng)速度略微偏快而消納能力有限。為進(jìn)一步提升自然消納能力，在建設(shè)厭氧池的基礎(chǔ)上，使用礫石（類似與人工濕地的填料）構(gòu)建出帶有一定處理能力的生態(tài)濾溝，加強(qiáng)厭氧池出水的凈化效果。此外，針對(duì)現(xiàn)狀人口較多，污水量較多的個(gè)別村社，采用厭氧 + 人工濕地或一體化處理設(shè)備，污水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放至自然水體。結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況看，在應(yīng)對(duì)正果鎮(zhèn)農(nóng)村生活污水水量變化大，進(jìn)水濃度受雨季影響較大，以及部分片區(qū)存在較多農(nóng)莊餐廳等廚余污水等情況，AAO工藝可結(jié)合進(jìn)水情況調(diào)整至最佳運(yùn)行參數(shù)，相比MBR等工藝，具有運(yùn)行處理出水穩(wěn)定、維護(hù)難度低等優(yōu)勢(shì)[]，因此該工程采用AAO工藝的一體化處理設(shè)備。

2.4雨污水收集管網(wǎng)設(shè)計(jì)

2.4.1 管材選取

污水管網(wǎng)建設(shè)在整個(gè)污水工程總投資中占有很大的比例，而管道工程總投資中（一般條件下施工），管材費(fèi)用約占30%～50% 左右，此外污水管道屬于城市地下永久性隱蔽工程設(shè)施，要求具有很高的安全可靠性，而且不同管材的選取還直接影響到管道施工難易等等，因此合理選擇管材非常重要。污水管道采用的材料一般有鋼筋混凝土管、鋼管、塑料管等，本工程結(jié)合地質(zhì)條件，綜合工程造價(jià)、管材強(qiáng)度、水力條件、是否便于施工等因素綜合比較較常用的管材。近年來，對(duì)已建排水管網(wǎng)進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，鋼筋混凝土管的運(yùn)行狀況最好，HDPE管的運(yùn)行狀況較差，而且不分大小，易出現(xiàn)破損、坍塌等功能性損壞問題。此外，正果鎮(zhèn)早期建設(shè)的污水管道管材較多為PE塑料管，又由于施工水平層次不齊，管道埋深較淺，覆土約 0.4m 厚，不滿足規(guī)范要求，導(dǎo)致管道結(jié)構(gòu)性缺陷如變形、錯(cuò)口、塌方等較多，管道過流能力較差，水流不暢，容易淤堵。因此，該工程對(duì)管材選用為：管道管徑為DN300及以上主干管以及車行道采用Ⅱ鋼筋混凝土管，接戶管和污水收集支管以及無(wú)行車需求的村道采用管徑為Del10-De200 UPVC管，過河涌管段、污水泵站后的壓力管、倒虹管管段、沿河涌掛管等情況采用焊接鋼管。

2.4.2污水收集預(yù)處理

一方面要設(shè)置廚房清掃井，一般設(shè)置在廚房出水端與接戶檢查井之間，其作用：一是可對(duì)普通農(nóng)戶廚房出水的隔油和隔渣，減少戶外管道的淤積堵塞，有效解決村民因排水不順暢私自破壞接戶管等情況；二是方便清掏和維護(hù)，有利于管網(wǎng)后期的運(yùn)行維護(hù)。另一方面，農(nóng)莊、餐館需設(shè)置隔油池。正果西部片區(qū)的村莊開設(shè)較多農(nóng)家樂等農(nóng)莊餐廳，如果缺少隔油設(shè)施或隔油設(shè)施容量不足，一是會(huì)導(dǎo)致大量油污直接排入管道，管道易堵塞，二是站點(diǎn)進(jìn)水含油量大，如采用MBR工藝的一體化設(shè)施站點(diǎn)，則很容易造成膜的堵塞，減低膜的使用壽命，影響站點(diǎn)出水達(dá)標(biāo)。此外，生活污水未經(jīng)化糞池直接排入污水收集管道的，應(yīng)在接駁處設(shè)置格柵或格網(wǎng)，攔截固體物，避免造成管道堵塞，格柵間距宜為 10～15mm 。

2.4.3 管網(wǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)不能生搬硬套市政設(shè)計(jì)規(guī)范，需盡可能節(jié)

省投資，降低實(shí)施難度，合理確定建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

（1）合理設(shè)計(jì)管道路由，控制起點(diǎn)標(biāo)高和坡度，第一個(gè)并高程盡量控制在 30～50cm ，盡可能提高下游管段的高程，以減小埋深。

（2）盡量利用符合要求的原狀土回填，機(jī)動(dòng)車道下采用石粉或石屑回填。

（3）污水管網(wǎng)布置要充分利用地形地勢(shì)，最大可能采用重力流，減少提升高度，減少采用提升泵站。

（4）非行車道下或污水收集支管宜采用淺埋的方式鋪設(shè)。

（5）結(jié)合本工程處于山區(qū)，地勢(shì)存在一定落差的特點(diǎn)，巷道雨水盡量找坡散排，并利用周邊魚塘農(nóng)田排水。

（6）車行道下鋪設(shè)的污水管道，污水管徑不宜小于DN300，優(yōu)先選用鋼筋混凝土管，不宜采用PVC等塑料管材料，管內(nèi)流速不小于 0.6m/s ，管頂覆土深度不小于 0.70m避免污水管發(fā)生變形、坍塌等情況。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，農(nóng)村生活污水工程設(shè)計(jì)不能生搬硬套市政設(shè)計(jì)規(guī)范，通過結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境特點(diǎn)、村民生活習(xí)慣、村莊地形與布局，人口規(guī)模等等因素，因地制宜地選取排水體制、治理模式、污水處理工藝以及合理設(shè)計(jì)雨污水收集管網(wǎng)，不僅能有效節(jié)約工程投資，提高治理工程經(jīng)濟(jì)性，降低設(shè)施運(yùn)營(yíng)成本和難度，提高污水設(shè)施有效運(yùn)行率，而且能降低施工難度，縮短實(shí)施周期，大幅度減輕工程實(shí)施對(duì)農(nóng)戶日常生活的影響，從而有效推動(dòng)農(nóng)村生活污水治理水平提升，進(jìn)一步改善農(nóng)村人居環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1］韓忠.農(nóng)村生活污水處理工程施工與運(yùn)行中存在的問題及改進(jìn)建議[J].水資源開發(fā)與管理，2022，8（2）：59-76.

[2] 黃海東.農(nóng)村生活污水處理工程施工與運(yùn)行中存在的問題及解決策略探究[J].居業(yè)，2024（7）：31-33.

[3] 宋雷.農(nóng)村生活污水分散式處理技術(shù)探析[J].黑龍江環(huán)境通報(bào)，2025，38（1）：137-139.

[4] 吳廣祥.華南農(nóng)村生活污水治理資源化利用技術(shù)工程適用性及推廣應(yīng)用[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2024，18（1）：280-285.

[5] 胡飛超，姚建峰，劉璐，等.江西省典型地形農(nóng)村生活污水排放特征及影響因素分析[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2024，33（3）：615 -624.

[6]劉明浩，金旦軍，孫凱，等. A²/0 一體化設(shè)備在農(nóng)村生活污水處理中的應(yīng)用[J].廣東化工，2024，51（6）：108-111.