农村生活污水系统设计应用实例研究

随着经济发展和农村生活水平提升，农村的生活污水排放量也日渐增多，部分农村水环境问题日益突出。笔者以广州市南沙区某农村生活污水治理工程为例，总结农村生活污水系统设计经验，对于同类型的工程设计有一定的参考和借鉴意义。

1 项目概况

该农村位于广州市南沙区，经济发展较好，交通条件便利，总人口约两千人。随着人口增多和生活水平提高，生活污水排放量也日益增多，造成水环境恶化，急需进行生活污水治理工作，改善水环境质量。

该村生活用水均为自来水，月用水量约5.5万立方米。村内无成系统的排水系统，房屋基本沿河涌而建。村内建筑排水立管基本是雨污分流，生活污水经化粪池简单处理后直接排入河涌或房前屋后的沟渠，雨水则直接散排[1]。

本工程采用雨污分流制。根据地形和建筑分布情况，本工程将工程范围划分为4个片区，将化粪池出水等生活污水通过新建的污水管道输送到新建的污水处理站进行处理，污水处理达标后排放。

2 主要设计参数的确定

2.1 设计人口

根据村委提供的数据，工程服务范围内总人口约2000人。

2.2 预留发展系数

随着南沙区开发建设的推进，该村发展势头良好，污水处理工程亦应考虑远期发展，综合考虑，本工程预留发展系数取1.2。

2.3 人均综合生活污水量指标

根据《广州市排水工程技术管理规定》，结合当地给排水设施建设情况和排水系统的普及程度、污水收集率等综合考虑，人均综合生活污水量指标取250L/cap·d。

2.4 地下水渗入系数

根据该村所在地区的水文地质条件和土壤渗透性，结合实践经验，本项目地下水的渗入量取污水量的15%[2]。

3 总体设计

根据地形和建筑分布情况，并经与村委等充分讨论，本工程将工程范围划分为4个片区。经统计和计算，片区1人口约450人，污水量规模150m3/d;片区2人口约300人，污水量规模100m3/d;片区3人口约900人，污水量规模300m3/d;片区4人口约250人，污水量规模100m3/d。

本工程采用A/O法MBR（一体化处理设备）工艺对收集的生活污水进行处理，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准后排放到处理站附近的河涌。

4 污水管道布置

污水管道的布置，既要尽可能全面地将各栋建筑的生活污水输送到处理站处理，又要合理缩短管道长度，避免绕行，节约工程造价。本工程主要污水管道主要敷设于村民房屋后的农田边上，部分管道沿村道敷设。污水管道管径D400～D500，D400管道敷设坡度为0.0015，D500管道敷设坡度为0.001。由于管道埋深普遍在2米以内，大部分管道采用放坡开挖的施工方式。对于局部埋深较大的采用槽钢支护开挖。对于小部分离房屋较近的管道，尽量控制埋深，并采取一定的保护措施。

对于部分需要穿越河涌的管道，采取倒虹方式通过，避免下游管道因穿越河涌而埋深过大。由于需要穿越的河涌宽度基本在8米左右，若采用顶管方式则造价过高，因此采用围堰的施工方式[3]。

5 附属构筑物与管材选择

本工程污水干管上的检查井选用圆形砖砌检查井。检查井间距满足《室外排水设计规范》中相关要求。倒虹管检查井采用闸槽式混凝土检查井，以减少地下水和河水渗入。

对于支管和接户支管，因为该部分管道普遍离房屋很近，所以选用优质塑料检查井，以减小开挖宽度，减轻对房屋的不良影响。

合適的管材对工程质量、工程造价及环境效益有着较大影响。本工程结合实际施工条件，综合比较各类管材适用性和优缺点，本着在满足工程建设质量的前提下，尽量减少工程造价的原则，选用PVC-U双壁波纹管，管道的环刚度要求为8KN/m?，

采用承插橡胶圈连接。倒虹管采用Q235B直缝卷焊钢管，压力等级≥1.0Mpa，管道连接方式采用焊接。钢管均需要做好内外防腐保护后方能使用。

6 污水处理站设计

6.1 工艺设计

通过占地面积、出水水质、投资费用和运行费用等方面的比较分析，结合本工程实际情况，本工程采用A/O法MBR（一体化处理设备）工艺。

污水处理站采用一体化设备，具备出水水质好、占地小、污泥量少、操作管理简单、现场安装方便等优势。

污水处理站主要由以下部分组成：

（1）格栅+调节池

污水经格栅去除大颗粒杂质后，进入调节池，经过均质均量后，由潜污泵提升至A/O法MBR池。因栅渣量较少，选用人工格栅以节约工程造价。农村排水的不均匀性较大，因此，需要适当地考虑一定的进水调节能力，结合农村的用水特性，确定调节池调节容积按4～6小时停留时间设计。

（2）A/O法MBR池

缺氧池：利用缺氧环境，通过好氧池混合液回流，将回流液中的硝态氮还原为氮气，达到脱氮效果。

好氧MBR池：是去除污染物的主要处理单元，在内置式膜生物反应器工艺中，膜组件浸没于MBR池内，池内曝气采用低噪音回转式鼓风机加布气装置，曝气形成的气水二相流对膜表面的水力冲刷是抑制膜污染的主要措施。MBR池内的活性污泥混合液通过若干个膜组件组成的膜分离设备实现泥水分离，膜组件采用水泵抽吸负压出水。设备辅以化学除磷，通过投加化学药剂，达到稳定的除磷效果。

6.2 尾水排放

收集的生活污水经处理达标后就近排放到处理站附近的河涌，由于雨季河涌会大幅上升，因此在尾水排放口设置拍门防止河水倒灌。

7 结束语

本工程已于2018年底通水运行，效果良好，填补了该村无污水管网及污水处理系统的空白，改善了村居生活环境，有助于提升村民的幸福感。

大部分污水管道布置于房屋后的农田边上，而大部分房屋的污水都是排放到屋后的化粪池，所以工程收水效率高，又能减少破除与修复村道的工程量，降低工程造价，并能减少施工期间交通影响。

污水处理站选址合理，使得管道总长度适中，收集效率高，并控制大部分管道埋深在2米以内，减小施工难度，节约造价，缩短施工工期。

污水管网及污水处理站投入运行后，应定期维护清理，以保证污水收集通顺、设施设备正常运行。