淺談東莞清溪鎮污水管網優化設計

孔德英

（深圳市鐵漢生態環境股份有限公司，廣東 深圳 518054）

污水管網是城市基礎水利設施，它在城市污水排放中起著非常重要的作用。相關部門要高度重視其建設，努力做好污水管網的優化設計工作，采取科學的計算方法建設污水管網[1]。

1　工程概況

清溪鎮位于廣東省東莞市東南部，是東莞、惠州、深圳三市的交匯點，東鄰深圳及惠州，距深圳38 km，距惠州市50 km，南接鳳崗鎮，西連塘廈鎮，北毗樟木頭鎮。

隨著清溪鎮經濟的迅速發展，區域城市化進程加快、人口持續增多，人們對城市的排水提出了更新、更高的要求。為適應新時期社會、經濟、環境協調發展，清溪鎮需盡快建立和完善與城市發展相適應的城市排水體系，做好管網優化設計勢在必行。

2　污水處理設施規劃

2.1　建設規模

根據污水量預測、污水處理率、污水處理廠模塊化設計等因素復核污水處理廠總體規模，合理確定分期建設規模。根據本次規劃確定的污水處理率要求，清溪鎮近期（2020年）污水處理率達90%，遠期（2030年）污水處理率達到95%。按照片區污水量分配方案、污水收集率和全鎮污水總量，確定污水處理廠建設規模，如表1所示。

表1　清溪鎮各污水處理廠建設規模一覽表

長山頭污水處理廠現狀規模為7萬m3/d（其中5萬m3/d已投入運行，2萬m3/d尚未投產），近期需擴建3.9萬m3/d，規模達10.9萬m3/d；遠期需擴建2.2萬m3/d，總規模達到13.1萬m3/d。

廈坭污水處理廠現規模為5萬m3/d，近期需擴建7.3萬m3/d，規模達12.3萬m3/d；遠期需擴建2.5萬m3/d，總規模達到14.8萬m3/d。

2.2　污水處理工藝

清溪長山頭污水處理廠目前采用FABT工藝，廈坭污水處理廠采用A2O微曝氧化溝工藝，為了維持污水處理廠建設管理的延續性，擴建部分推薦仍然采用原設計工藝。

鐵場村污水處理站主要處理的是農村居民生活污水，農村生活污水來源受季節的影響，在不同時期變化幅度較大，因而污水水量和水質的變化也較大，尤其水量變化的幅度比水質的變化更大.因此，所選污水處理工藝對水量和水質的變化，必須要有較強的適應性。同時，污水處理工藝的選擇，必須把脫氮除磷效果作為重要指標考慮。

從農村發展對環境的要求、農村實際經濟狀況考慮，人們應當選擇技術先進、成熟、管理方便、運行費用低、投資省的處理工藝。

綜上所述，從處理效果、占地面積、主要技術經濟指標、對水量水質變化的適應性、實際規模需求、廠址的地形限制等各項因素綜合考慮，相對而言，采用復合生物濾池工藝比較適合鐵場村污水處理站工程。

3　污水管網規劃設計

3.1　污水管網平面布置原則

（1）截污次支管按遠期污水量一次性設計，管徑按遠期設計流量確定；僅考慮市政道路的截污次支干管道布置，不考慮工業企業內及住宅小區內污水管的設計；通過次支管網的建設提高污水收集率，并結合現狀盡可能地考慮雨污分流，盡量將污水管向合流制管渠的上游延伸，收集從住宅小區和工業區排出的分流制污水。

（2）截污次支管的布置要遵循污水主干管網的系統布局及服務區劃，力求符合各主干管的排水要求；優先考慮隨城市新建、改建以及擴建道路建設，結合河涌整治而同步敷設污水管道；優先考慮主干管網附近污水管道的布設，將已建污水管網接入主干管網，以盡快發揮已建污水管網的效益；優先考慮將新建城區或分流制區域的污水接入主干管網[2]。

（3）由于截污次支管工程投資有限，要提高污水收集率，近期要重點收集集中排水用戶的污水，包括政府機關、學校、醫院、酒店、住宅小區（農民公寓）、企業等；近期在附近道路鋪設污水管，再由企事業單位將本單位內污水管自行改道接入污水管。

（4）對于近期沒有條件實施雨污分流的排污口，應考慮對其進行截污；截污次支管的布置要充分考慮“三舊”改造，配合區域改造進度，預留好污水管道的接口，使以往污水難以收集的舊城區、舊村莊納入污水管收集范圍；對于現狀道路較寬、污水管建設條件較好的路段，近期可以收集到污水的應鋪設污水管。

（5）管道布置力求符合地形變化趨勢，順坡排水，盡量采用重力形式，避免提升；管道的鋪設線路應避免迂回往復，力求水力流暢，用最短的行程送入主干管網或污水處理廠，使投資效果最佳。

（6）近期管道應敷設在已建道路或即將實施的道路上，盡量不要布置在遠期規劃（尤其是已建成區）或繁華而狹窄的道路上；對升級改造或新建道路上的污水管網，要從規劃的角度出發留足預留接入的檢查井，避免上、下游管道接入時破壞已建道路，造成重復建設和浪費；管道布線除應符合排水工程相關要求外，還應滿足市政基礎設施相關規劃和法規的要求，合理處理交叉區域的管道布置，以充分利用日益狹窄的城市公用空間。

3.2　污水管網豎向規劃

污水次支管網豎向規劃，應在滿足各排水用戶的接入及與主干管順利銜接的情況下，盡可能減少埋深，以降低工程投資。除應滿足《城市工程管線綜合規劃規范（GB50289-2016）》，還要考慮以下幾方面的要求：

（1）在不受截污主干管高程影響的區域，為避免其與其他地下管線（特別是雨水管）交叉時相碰，污水次支管起點覆土控制在2.0 m左右；在受截污主干管高程影響的區域，以接入點高程反推上游污水次支管起點埋深，但管道埋深應滿足排水用戶接入的要求。

（2）充分利用地形地勢，采用合適的管徑及坡度，減小管道埋深，以降低工程投資，管道最小坡度應滿足管道自清要求；污水次支管道的高程應滿足順利接入主干管的要求，盡量避免使用中途提升泵站。

（3）污水次支管道的高程應滿足沿途排水用戶的接入要求，并能順利截流排污口；在污水管道不可避免與河涌、溝渠相交叉時，應盡量從河涌、溝渠底部穿越，管頂覆土不小于1.0 m，滿足抗浮要求；當地水利部門有具體要求時應從其要求，但應盡量避免采用倒虹吸管；污水系統應滿足與規劃雨水系統、排洪管渠的交叉豎向要求，污水管與雨水管渠的凈距不小于0.2 m。

3.3　污水管網水力計算

3.3.1設計流量

污水主干管按遠期規模一次性設計，遠期采用30%合流制和70%分流制的混流系統。管道設計流量由以下三部分組成，并預留適當發展余地：

（1）污水量（設計生活污水量和設計工業廢水量）。污水量按單位建設面積比流量乘匯水面積計算。

（2）截流的污（雨）水量。截流的雨水量根據該段管道所處區域分流制比例計算，總體上為污水量的40%。根據我國現行的國家標準《室外排水設計規范》（GB50014-2006）有關合流水量一節中規定，截流井以后管段的流量Q′應按式（1）計算：

式中，Q′為截流井以后管渠的設計流量，L/s；n0為截流倍數；Qdr為截流井以前的旱流污水設計流量，L/s；Q′s為截流井以后匯水面積的雨水設計量，L/s；Q′dr為截流井以后的旱流污水量，L/s。

3.3.2地下水滲入量

地下水滲入量按污水量的10%計算。

3.3.3水力計算與校核

根據遠期收集污水量、規劃建設用地面積進行比流量計算，依據此數據進行管段設計污水流量計算。清溪鎮按污水收集量為27.91萬m3/d，規劃建設用地面積為5 046.57 hm2計算，平均面積比流量為0.64 L/（s·hm2）。管徑按照遠期合流污水量確定，以旱季污水量進行流速校核。在計算時，總體上按照全鎮30%合流制和70%分流制的原則，但局部應根據管段所服務片區的現狀和規劃情況，進行合流制比例調整。經復核，清溪鎮現已建污水主干管及次支管的過水能力均滿足遠期收集污水量的要求，雖然本次規劃截流倍數采用2，增大一倍，但原管道設計經已為清溪鎮未來發展預留一定余量。例如，根據水利計算復核，遠期長山頭污水處理廠管網末端設計污水流量為3 256.44 L/s，現主干管管徑為DN1400，實際流量為3 505.91 L/s，滿足設計過流要求；遠期廈坭污水處理廠管網末端設計污水流量為2 622.61 L/s，現主干管管徑為DN1500，實際流量為2 905.98 L/s，滿足設計過流要求[3]。

4　結語

根據東莞清溪鎮的實際情況，按流域、地形、地勢，統籌安排，從建模規模、處理工藝等方面，再結合水力計算和校對，對污水管網進行綜合的優化設計，這樣才能有效地提高區內污水管網的覆蓋率、排放率，逐步實現水資源的有效利用，使區內污水排放科學化和制度化，促進污水管網事業的健康快速發展。本規劃使清溪鎮達到排水設計標準，保護區內經濟發展和人民生活安全，為鎮區的建設提供安全保障。