农村污水治理中配套污水管网设计研究

发表时间:2020/9/8   来源:《城镇建设》2020年4月第12期   作者:张思凯
[导读] 农村污水管网设计应针对我国农村特点设计布置污水管网,
        摘要:农村污水管网设计应针对我国农村特点设计布置污水管网,否则就会造成投资费用高、管网运营维护困难等问题。本文介绍了我国南方地区农村污水排放现状,提出了农村污水处理中管网设计的注意事项,并对农村污水管网设计工作进行了分析总结,希望对我国农村污水处理建设中管网设计工作的开展有所帮助。
        关键词:农村污水;污水处理;管网设计
        一、农村污水排放现状
        随着我国经济的发展,人民的生活水平不断提升,我国农村卫生设施的建设也在不断完善。我国农村地区现有的污水直排或雨污合流排放体制已不能满足群众对生活卫生环境的要求。由于农村地区的经济发展和建设相对落后,技术管理水平较低,并不适宜直接套用城市污水治理模式[1]。我国南方地区农村的排水现状大致存在如下问题:
        当前我们国家农村大多为村民的自建房,排水设施落后,排水分散。农村多数已经使用上了水冲厕,传统的旱厕多数已经停用。农村居民生活主要产生的污废水主要有厨房餐饮污水、厕所卫浴等洗漱冲洗污水。这些民房污水多数出建筑后进入化粪池,化粪池出口均排放到就近的小溪河流,对河流水质卫生产生较大影响。在笔者工作走访中也遇到过大批民房依河流走向建设,房屋背靠河流,居民房产生的污废水未经任何处理直接排入河涌、小溪的情况,对水环境的破坏更大。农村由于没有统一的污水收集管网、污水处理设施,因此居民的污水排放是任意的、无序的、散乱的。
        二、农村污水处理中管网设计注意事项
        农村生活污水处理是一个使广大农村民众长期受益的民生工程,科学合理的管网设计是保证污水处理设备稳定运行,污水排放达标的前提[2]。考虑到我国南方地区多为山地、丘陵,地势起伏较大,在该地区农村的污水管网设计工作中,应从以下四个方面考虑:
        (1)因势利导。根据村庄实际地形、地势、人口规模、污水排放方向等因素,因势利导的制定污水收集模式,科学、合理地划分排水分区系统。(2)简单实用。结合当地排水实际,新设计污水收集系统方案应能充分利用现有的沟渠和管道,管网建设方式简单实用。(3)性价比高。在保证污水有效收集的基础上,污水干管的走向及位置应充分考虑现状地形条件,并符合用地规划,尽量减少或避免拆迁、占用农田,节省工程投资、降低运行费用,力求造价经济。(4)易于管理维护。应充分考虑到农村地区缺少专业技术人员的情况,应尽量减少污水提升泵站数量或尽量避免使用动力设备,同时要便于管道的施工及长期运行管理。
        三、农村污水处理中的管网设计
        农村生活污水管网设计不同于城镇市政路网污水管网设计和城市截污管网设计,农村污水管网设计过程中需要根据农村实际情况,因地制宜[3]。农村生活污水处理是一项利国利民的工程,而项目建设的预算控制也是建设单位比较重视的问题。通常管网造价占据整个项目的比重较大,而管道的管径、坡度、覆土深度也决定了管网的造价控制是否合理。农村地区人均用水量远小于城镇,因而产生的污水量也较小,在确定污水管径及坡度时,应该进行必要的计算和校核,且需要根据当地的冻土层深度和技术规范确定最小覆土厚度,避免设计偏大导致投资过高。
        正确的定线是合理、经济地设计污水管道系统的先决条件,是污水管道系统设计的重要环节。管道定线一般按主干管、干管、支管顺序依次进行。定线应遵循的主要原则是,应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下,让最大区域的污水能自流排出。定线时应充分利用地形,使管道的走向符合地形趋势,一般宜顺坡排水,管道必须具有坡度。在地形平坦地区管线虽然不长,埋深亦会增加很快,当埋深超过一定限值时,需设泵站提升污水。这样便会增加基建投资和常年运转费用,是不利的。但不建泵站而过多地增加管道埋深,不但施工难度大而且造价也很高[4]。
        笔者曾参与多个农村污水治理项目,在污水收集管网设计过程中,针对遇到的一些突出问题总结了相应的解决思路和方法。

结合农村现状管渠运行情况及农污治理设施管理维护经验,建议在农村污水收集管网设计中可参考以下要求:
        1、管渠尺寸要求
        (1)村内巷道铺设的污水管径不宜小于DN200,坡度不宜小于3‰。
        (2)农户化粪池的排出管径不小于DN100,炊事、盥洗等污水排出管径不小于DN50,厕所大便器排出管径不小于DN100。
        (3)除满足以上最小管渠尺寸要求外,截流制污水管网尚需结合截流倍数等相关参数进行管径计算。
        2、管渠铺设要求
        (1)厕所污水须先经化粪池预处理后,再进入污水收集管渠;排水管在进入化粪池前应做水封装置,阻隔臭气;未经过化粪池的生活污水在排入管渠前,应设置格栅或格网,拦截固体污染物。
        (2)村庄内的小工业、养殖场产生的生产污水需要独立处理,不得进入生活污水收集管渠;小型餐饮店产生的污水需独立处理,或经过隔油池及预处理工艺后,再进入生活污水收集管渠。
        (3)农户接户管改造应结合村庄选择的雨污水收集模式,确定户内管道改造方式。
        (4)盖板渠一般采用活动盖板;采用固定盖板时,宜每隔10米设置活动开口,利于清疏。盖板渠位于行车通道下时,盖板强度应满足农用载重车通行要求。
        南方地区很多农村多未建设化粪池或自建砖砌化粪池,日常污水均自然渗透至地下,污染地下水,且其未设置清扫口,故需要对原有化粪池进行改造,废除砖砌化粪池,新建玻璃钢成品或钢筋混凝土三格式化粪池,以提高其处理污水能力。在进行化粪池的设计时,其容积要满足居民生活污水的正常排放量,设计中可结合每户的人口数量,以及当地的平均用水量进行计算确定,避免设计的偏大增加投资,同时避免设计过小导致不够用。
        考虑到农村地区用电、用地及管理维护等问题,农村生活污水管网设计中宜尽量减少设置提升泵站[5]。由于南方地区多山和丘陵地形,当必须设置提升泵站时,应符合泵站相关设计要求,尽量选择在不影响农户生产生活的地点,如在公厕、环卫站等周围。
        四、总结
        南方地区经济发展较快,现有农村污水排放的粗放模式已制约了广大群众的生活环境的改善。目前,农村污水治理工程还处于初步建设阶段,农村污水治理工作仍然任重道远。污水收集管网的建设是其中的重要一环。管网的设计工作需要根据农村实际情况,因地制宜,以因势利导、性价比高、简单实用、维护方便为原则,合理进行设计,以更好的服务于农村人民。笔者总结了一些关于我国南方地区农村生活污水处理工程管网设计的经验,希望能够对有需要的同行有所帮助。
        参考文献:
        [1]李红雁.农村污水处理中管网设计问题[J].企业科技与发展,2010(04):52-54.
        [2]陶丹.浅谈西北地区农村生活污水处理工程管网设计[C].《环境工程》编委会、工业建筑杂志社有限公司.《环境工程》2019年全国学术年会论文集(下册).《环境工程》编委会、工业建筑杂志社有限公司:《环境工程》编辑部,2019:21-23.
        [3]刘志浩.农村生活污水治理工程截污纳管设计研究[J].资源节约与环保,2016(11):174-175.
        [4]高晓兰.常熟市农村污水处理设施的调查研究[D].青岛理工大学,2013.
        [5]陈振.农村生活污水治理工程截污纳管设计探讨[J].江西建材,2015(19):42+48.
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