農(nóng)村雨污分流設(shè)計(jì)實(shí)例

張鎮(zhèn)東

（中海（廣州）工程勘察設(shè)計(jì)有限公司，廣州 510180）

1 引言

2019 年3 月，廣東省生態(tài)環(huán)境廳、廣東省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳聯(lián)合印發(fā)《廣東省打贏農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染治理攻堅(jiān)戰(zhàn)實(shí)施方案》，均提出以縣為主體，推進(jìn)農(nóng)村生活污水治理：到2020 年，全省村莊生活污水治理率要提高至40%以上；到2022 年，粵東西北地區(qū)60%以上、珠三角地區(qū)80%以上行政村建有污水處理設(shè)施。為此，近年來(lái)廣州市陸續(xù)開(kāi)展農(nóng)村生活污水治理，但農(nóng)村生活污水治理時(shí)間緊、任務(wù)重、難度大、涉及面廣，在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中難免出現(xiàn)污水收集率和水處理不達(dá)標(biāo)情況，為此市水務(wù)局聘請(qǐng)了第三方專業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)各區(qū)已完工的2016 年建設(shè)項(xiàng)目開(kāi)展了復(fù)核工作，發(fā)現(xiàn)部分設(shè)施沒(méi)達(dá)到污水收集率80%的要求，主要涉及白云、從化等區(qū)。

城郊街道黃場(chǎng)村農(nóng)村生活污水治理查漏補(bǔ)缺（因雨水可散排或溝渠排放，故本文著重闡述污水）工程作為從化區(qū)農(nóng)村污水治理查漏補(bǔ)缺工程的一部分，項(xiàng)目的建設(shè)對(duì)提高區(qū)域污水收集率，減少污水直接排放，改善農(nóng)村居住環(huán)境和流溪河水質(zhì)均具有重大意義。

2 工程現(xiàn)狀

2.1 建設(shè)地道路現(xiàn)狀

本次農(nóng)村生活污水治理查漏補(bǔ)缺工程位于城郊街道黃場(chǎng)村，現(xiàn)狀黃場(chǎng)村居民區(qū)的巷道與村干道硬底化率高，普遍為混凝土路面。

2.2 給排水市政設(shè)施現(xiàn)狀

2.2.1 給水工程現(xiàn)狀

城郊街道黃場(chǎng)村內(nèi)部分社敷設(shè)有市政給水管，由自來(lái)水公司供水；大部分村社仍飲用地下水和山水。根據(jù)業(yè)主提供資料，黃場(chǎng)村全村將于2023 年擬建自來(lái)水管，故本設(shè)計(jì)人均日用水指標(biāo)約為150 L/（人?d）。

2.2.2 排水工程現(xiàn)狀

1）排水系統(tǒng)現(xiàn)狀

城郊街黃場(chǎng)村房屋大多建有化糞池，現(xiàn)狀居民區(qū)排水體系均是雨污合流，巷道排水主要經(jīng)明溝、蓋板溝及合流管等收集后，就近散排至主路的溝渠、魚(yú)塘、現(xiàn)狀厭氧池及人工濕地等地方，四處散排，環(huán)境污染較嚴(yán)重。部分溝渠黑臭，魚(yú)塘惡臭，水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，處理設(shè)備進(jìn)水少，導(dǎo)致出水量少或無(wú)出水。

黃場(chǎng)村內(nèi)現(xiàn)狀污水收集系統(tǒng)不完善，現(xiàn)狀排水系統(tǒng)主要是合流制的排水系統(tǒng)，通過(guò)管道或暗渠收集的生活污水主要排放至周邊魚(yú)塘和河涌中，排水系統(tǒng)缺少科學(xué)合理的規(guī)劃，污水排放隨意性大，往往有污水四溢，臭氣飄散的情況。

2）污水處理設(shè)施

黃場(chǎng)村12 個(gè)經(jīng)濟(jì)社中，僅3 個(gè)社建設(shè)污水處理設(shè)施，其余均暫未建設(shè)污水處理設(shè)施。污水處理工藝均為格柵+厭氧池+濕地。

3 總體設(shè)計(jì)

3.1 納污規(guī)劃

根據(jù)資料顯示，黃場(chǎng)村區(qū)域周邊2 km 內(nèi)暫未建設(shè)現(xiàn)狀市政污水管網(wǎng)，因此，黃場(chǎng)村為分散式污水處理方式。根據(jù)各經(jīng)濟(jì)社地形與區(qū)域分布，其中：20 戶以上經(jīng)濟(jì)社設(shè)置小型污水處理站，就地處理后達(dá)標(biāo)排放現(xiàn)狀水系；20 戶以下的散戶可就近建設(shè)三級(jí)化糞池或厭氧池進(jìn)行資源化利用。納污范圍為黃場(chǎng)村全村。

3.2 排水體制及排水方案

農(nóng)村的生活污水治理的排水體制的選擇影響排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)和管理，對(duì)城市規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)也有著深遠(yuǎn)影響，同時(shí)也影響排水系統(tǒng)工程的總投資、初期投資及運(yùn)行管理。

本工程設(shè)計(jì)區(qū)面積較大，且地形起伏較大，形成多個(gè)自然排水分區(qū)，設(shè)計(jì)污水采取分片收集、分片處理達(dá)標(biāo)排放。

4 管道工程設(shè)計(jì)

4.1 管材及檢查井選擇

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%。管道屬于地下永久性隱蔽工程設(shè)施，要求具有很高的安全可靠性，不同管材的選取還直接影響到管道施工難易、管徑大小等，因此，合理選擇管材非常重要。

對(duì)于本工程，管徑小于300 mm 污水管道采用U-PVC 加厚平壁管，大于或等于300 mm 采用II 級(jí)鋼筋混凝土管，既滿足本工程設(shè)計(jì)要求，保證管線安全可靠，又符合廣州推行選用管材。

開(kāi)挖管的檢查井根據(jù)管道直徑選用標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)制裝配式排水檢查井、600 mm×600 mm 鋼筋混凝土檢查井或塑料檢查井，頂管段管路上檢查井采用鋼筋混凝土騎馬井。檢查井的井距既要符合規(guī)范，同時(shí)也要考慮現(xiàn)場(chǎng)建構(gòu)筑物、管線及其他障礙的限制因素而靈活取定。

4.2 設(shè)計(jì)前摸查與規(guī)劃

1）農(nóng)村地勢(shì)高低不平，房屋坐落無(wú)序，石徑、坎、大樹(shù)、溝渠等都會(huì)影響到管道走向，農(nóng)民的土地歸屬意識(shí)強(qiáng)，房前屋后、田地果園是否同意埋管、做檢查井，也要提前確認(rèn)。

2）雨水。觀察地形地勢(shì)初定雨水流向，用箭頭標(biāo)示于地形圖上，弄清楚受納水體（如排洪渠、河溝）的深度和走向，若是池塘，需要知道其排水口大小，這就是專家所云“收集污水的同時(shí)要考慮雨水出路”。因各社大部分雨水收集起點(diǎn)至溝渠，綿亙幾百上千米，若用管排，最終標(biāo)高已然低于渠底、河底，雨水無(wú)法排出，“形成新的水澇點(diǎn)”，故雨水宜用溝排，少用管排。當(dāng)房屋不密集，雨水散排不影響行人、車輛安全時(shí)，則可考慮雨水立管斷接，雨水沿地面漫流，符合海綿城市低影響開(kāi)發(fā)的規(guī)定。

3）污廢水。按甲方指引，是需要摸查到戶的，即應(yīng)清楚每棟房屋的化糞池位置、出口管道大小、走向，廢水排出管的位置、大小、走向，位于主管道起點(diǎn)處或局部低洼處的端口還應(yīng)有標(biāo)高，可以先問(wèn)問(wèn)戶主，確定方位后，再做物探復(fù)核。

4）處理站點(diǎn)。應(yīng)標(biāo)明各村、社的分界線，以便統(tǒng)計(jì)各站點(diǎn)負(fù)擔(dān)的大概人數(shù)。與甲方商議把站點(diǎn)設(shè)于低洼處（個(gè)別雖在低洼處，但管道要途經(jīng)高處，亦不合理），應(yīng)按地形按村、社合理分區(qū)布置站點(diǎn)。

5）成果整理。其余查漏項(xiàng)詳甲方指引，摸查成果須清晰表示在圖上，勿按新設(shè)計(jì)管渠的線型線寬繪制，以免混淆。例如，某些雨水管顯示為新建，但其旁邊卻有現(xiàn)狀雨水口（未連接），而有的現(xiàn)狀雨水口附近又無(wú)管道，讓后續(xù)接手者無(wú)所適從。

4.3 管道布置

1）村干道兩邊房屋密集，必有排水支管接入，故主管宜布置在村干道上；如果主管在田地間走捷徑，兩旁并沒(méi)什么房屋，只是過(guò)渡而沒(méi)有接納支管，就利用得不充分。

2）先布支管后畫(huà)主管，即從房屋排水端口拉管線至道路，與路中線或路邊線的偏移線（主管）相交處設(shè)檢查井。若先畫(huà)主管，則為了遷就主管上已定位置的檢查井，支管難免迂回曲折，大量水流轉(zhuǎn)角小于90°[1]。

3）雨污水管渠隨地形敷設(shè)，管頂覆土在1～2 m 內(nèi)比較理想，不宜逆坡排水，即從低處進(jìn)入高處（或者途經(jīng)高處），這樣普遍埋深3～4 m，甚至深達(dá)5～6 m，離房屋又近，施工困難檢修不便。

4）污水管不宜跨河跨渠道，交叉處標(biāo)高容易沖突，若在河渠底下走管則壓低了后續(xù)管道。

5 污水處理工程設(shè)計(jì)

5.1 污水處理量

5.1.1 設(shè)計(jì)人口

根據(jù)村委提供的資料城郊街道黃場(chǎng)村現(xiàn)狀社員人口為3 088 人，人口增長(zhǎng)率按3%計(jì)，2025 年設(shè)計(jì)人口為3 580 余人。

5.1.2 生活用水量指標(biāo)

根據(jù)《廣州市農(nóng)村生活污水治理查漏補(bǔ)缺技術(shù)指引》和《廣州市農(nóng)村生活污水處理適用技術(shù)指引》，黃場(chǎng)村經(jīng)濟(jì)條件較好，室內(nèi)衛(wèi)生設(shè)施較齊全，因此用水量取150 L/（人?d）。

5.1.3 污水量計(jì)算

黃場(chǎng)村現(xiàn)設(shè)計(jì)人口3 088 人，污水量計(jì)算擬采用人均生活污水量預(yù)測(cè)法確定，經(jīng)計(jì)算，黃場(chǎng)村生活污水總排放量約為472.8 m3/d（見(jiàn)表1）。

表1 各個(gè)經(jīng)濟(jì)社污水排放量計(jì)算表

地下水滲入量計(jì)算：根據(jù)《廣州市農(nóng)村生活污水治理查漏補(bǔ)缺技術(shù)指引》地下水滲入量取總用水量的10%，故本次設(shè)計(jì)地下水滲入量取設(shè)計(jì)污水量的10%[2]。

人口增長(zhǎng)率：本次設(shè)計(jì)人口自然增長(zhǎng)率取3%，設(shè)計(jì)人口按2025 年計(jì)算。

污水量按下式計(jì)算：

式中，Q為居民生活污水量，m3；q為居民生活用水量，取值150 L/（人?d）；p為設(shè)計(jì)人口數(shù)，人；k為綜合生活污水排放系數(shù)，取值90%[3]。

5.2 進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)

原水水質(zhì)：污水水質(zhì)由于無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，污水水質(zhì)各項(xiàng)參數(shù)參照了《廣州市農(nóng)村生活污水治理查漏補(bǔ)缺技術(shù)指引》（第二次征求意見(jiàn)稿）中提供的廣州市農(nóng)村污水污染物濃度普遍情況，確定原水水質(zhì)指標(biāo)。

污水設(shè)施建設(shè)完成后污水也要排放到近旁水渠，最終排至受納水體中，執(zhí)行廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)DB 44/2208—2019《農(nóng)村生活污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)》[3]。

5.3 工藝流程及參數(shù)

通過(guò)對(duì)人工濕地處理工藝、序批式活性污泥法工藝、氧化溝工藝和A/A/O 工藝的比較，A/A/O 雖然在處理成本上會(huì)高一點(diǎn)，但是氮磷去除率較高，運(yùn)行穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生污泥膨脹，且處理后的污水能達(dá)到本次設(shè)計(jì)的要求，即一級(jí)B 的排水標(biāo)準(zhǔn)，故本次設(shè)計(jì)采用A/A/O 工藝處理污水。

村莊生活污水通過(guò)格柵攔截作用去除污水中的漂浮物、懸浮物、雜質(zhì)后，進(jìn)入調(diào)節(jié)池，通過(guò)調(diào)節(jié)池的作用進(jìn)行水量、水質(zhì)的調(diào)節(jié)均化，保證后續(xù)生化處理系統(tǒng)水量、水質(zhì)的均衡、穩(wěn)定。

污水進(jìn)入系統(tǒng)的厭氧水解池，在水解和產(chǎn)酸菌的作用下，將污水中大分子有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物，使污水中溶解性有機(jī)物顯著提高；在較短時(shí)間內(nèi)和相對(duì)較高的負(fù)荷下獲得較高的懸浮物去除率，改善和提高原水的可生化性，使污水處理后達(dá)標(biāo)排放。

格柵的柵渣、沉砂池、厭氧水解池、人工濕地需要定期進(jìn)行人工清理與維護(hù)。工藝流程如圖1 所示。

圖1 一體化設(shè)備工藝流程

1）本項(xiàng)目一體化設(shè)備前的格柵井和調(diào)節(jié)池為全現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，一體化設(shè)備為碳鋼防腐箱體，設(shè)備間設(shè)計(jì)在一體化設(shè)備內(nèi)。

2）一體化設(shè)備下部從上至下依次為：50 mm 厚砂墊層、300 mm 厚C30 鋼筋混凝土底板、C15 100 mm 厚混凝土墊層、300 mm 厚碎石墊層壓實(shí)（壓實(shí)系數(shù)不小于0.97）、素土壓實(shí)，要求承壓能力大于40 kPa，基礎(chǔ)水平、平整，若地下水位高于設(shè)備基礎(chǔ)，基礎(chǔ)應(yīng)預(yù)埋抗浮環(huán)。

3）擬采用一體化地埋設(shè)備間與地面操作平臺(tái)地埋設(shè)備間內(nèi)安裝放置2 臺(tái)回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī)及污水提升泵，1 個(gè)PE 加藥桶（1 個(gè)混凝加藥裝置）+1 個(gè)消毒加藥裝置和1 個(gè)一體化設(shè)備控制箱。

4）污水處理設(shè)施含曝氣風(fēng)機(jī)及各類小功率泵等用電設(shè)備，電源從鄰近配電房引來(lái)（前端設(shè)DT862 電表計(jì)量及iC65NC25A/4P 帶隔離漏電開(kāi)關(guān)），埋地敷設(shè)電纜ZR-YJV22-5×6，穿SC40 管連接至污水處理設(shè)施處配電箱（防護(hù)等級(jí)IP65），距離以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際為準(zhǔn)，其后線路由一體化設(shè)備公司負(fù)責(zé)。

根據(jù)《廣州市農(nóng)村生活污水治理查漏補(bǔ)缺工作指引》，需新建污水處理站但不足20 戶居民的區(qū)域，采用三級(jí)化糞池或厭氧池來(lái)處理農(nóng)村生活污水，本設(shè)計(jì)采用三級(jí)化糞池來(lái)處理。

5.4 污水處理設(shè)施

根據(jù)整個(gè)村13 個(gè)經(jīng)濟(jì)社的地形走勢(shì)結(jié)合村莊人口分布情況，采用就近處理的原則，本村新增6 座一體化設(shè)備：即一體化設(shè)備A（40 m3/d）3 座，運(yùn)行時(shí)間為24 h；一體化設(shè)備B（50 m3/d）2 座，運(yùn)行時(shí)間為24 h；一體化設(shè)備C（60 m3/d）1 座，運(yùn)行時(shí)間為24 h。另有6 處利用原來(lái)處理設(shè)備（此6 處設(shè)備運(yùn)行情況正常，出水能達(dá)到農(nóng)灌排放標(biāo)準(zhǔn)）。具體如表2 所示。

表2 新增污水處理系統(tǒng)設(shè)置分布表

6 結(jié)語(yǔ)

本工程是為解決城郊街道黃場(chǎng)村現(xiàn)狀排水存在的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)農(nóng)村生活污水收集、處理系統(tǒng)及排水設(shè)施的摸查，改造與新建污水系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)狀排水體系，進(jìn)行補(bǔ)缺收集與完善處理設(shè)施，提高污水收集處理比率，對(duì)于提升農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量，保護(hù)水資源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。