農村村莊生活污水治理設計
——武漢市江夏區大魏家灣

（湖北省建筑設計院有限公司，湖北武漢 430071）

我國應以防洪水、排澇水、治污水、保供水為重點，大力推進“四水共治”，鞏固完善防洪安全保障體系，全面提升排水防澇標準和能力，實現城區污水全收集、全處理，改造城區供水管網，強化水源地保護和供水安全。

2018～2020年，相關部門決定由武漢市在全省率先開展農村村莊生活全域治理，與實施鄉村振興策略、改善農村人居住環境高度契合，是武漢市推進碧水、藍天、凈土行動計劃的重要內容、惠民舉措。

1 設計概況

（1）設計內容：大魏家灣規劃為普通小型村灣，共69戶180人，整體地勢北高南低，有三條主要村道，本次設計內容為農村生活污水設計，具體為出戶管、檢查井、排水支管、主管及終端設計。

（2）排水現狀：目前村內無生活污水收集管網，農村改廁與管網建設未同步進行，因此，改造后的化糞池污水無法與管網對接，達不到有效處理。生活污水經由各戶排水管道直接排往路邊，同時沒有配套建設生活污水處理設施，村民生活污水不經處理或只經過簡單的處理（傳統的化糞池），隨意排放，直接順溝渠排入周邊水系，對水環境產生了不利影響。

2 設計原則

（1）排水體制采用雨污分流制，污水收集處理達標后排入水體。

（2）選擇穩妥可靠、技術先進、投資小、運行費用低、管理簡便、運行靈活的污水處理設備和儀器，為本污水處理系統的建設和運行創造良好的條件。

（3）以設計規范、標準為依據，結合公司專家組合理化建議，通過設計進行總體優化，在不影響工程質量的前提下，降低工程項目投資成本與運行成本，提高污水處理系統管理水平。

（4）結合村莊的房屋布局，合理選擇處理工藝，集中在一起的居民，采用集中收集污水；分散在周邊的少量居民，考慮到經濟的合理性，采用分散處理工藝，避免橫穿管網。

（5）結合現場常住人口情況，設計規模按戶籍人口取值50%～70%，確保設計終端經濟、合理。

3 設計內容

3.1 設計水量及水質

根據規劃及自來水公司調研情況，本次設計村莊居民人均用水量取130 L/d，人均污水量取111 L/d。設計水質參照《武漢市農村村莊生活污水治理專項規劃編制導則》中的取值。武漢市農村村莊生活污水水質參照表如表1所示。

表1 農村生活污水水質參照表 單位：mg/L

3.2 設計排放標準

根據污水規劃，本次設計大魏家灣屬于普通小型村灣，設計出水滿足一級B標準即可，污水排放標準如表2所示。

表2 污水排放標準 單位：mg/L

3.3 設計重難點

（1）農村污水水質相對單一，水量小且變化大，設計的難點是根據水量的大小及波動情況，合理確定污水處理規模，保證污水處理終端可有效運行。（2）本次設計大魏家灣地形變化較大且不規則，房前屋后施工場地受限，房屋呈現零散分布，對管網敷設及終端選址要求較高。（3）居民排水點較多，獨棟房屋部分雨水立管與污水立管共用，雨污完全分流難度較大。（4）基礎資料匱乏，現有地形圖比例為1∶2 000，年代較遠，現場需復核及確認的內容多，調查任務繁重。（5）農村管網及終端后期運行養護難度大。

3.4 設計方案

（1）治理模式：農村生活污水常規的治理模式為納管式、集中式與分散式。納管式指將村莊生活污水通過管網收集后排入市政污水管網，最終排入污水處理廠，一般適用于村灣周邊有市政管網且村灣地勢能滿足納管條件。集中式指將村灣內生活污水通過管網收集后，在村灣適合地點建設集中污水處理站，污水處理達標后排入附近水體，一般適用于村灣相對集中且地勢走向從高到低的村灣。分散式指將村莊生活污水按單戶或聯戶的形式分散處理排放，一般適用于村灣分布零散且地勢高低變化較大、管網難以連續敷設的村灣。本次設計大魏家灣特點為周邊無市政污水管網、污水來源簡單、水質生化性好，但水質水量穩定性較差，且農村點源分布較廣，不適合長距離管網收集，再結合投資成本、地形條件、運營管理等因素，宜采用分散式與集中式結合處理模式。

（2）工藝設計：生活污水常規處理工藝主要有好氧生物處理、無動力厭氧處理、分散式人工濕地處理、無動力厭氧及濕地組合式、集中式微動力處理式等。本次設計結合江夏區先試先行已建終端運行情況及專家對先試先行方案的評審意見，集中一級B采用自動力生物濾池工藝，分散處理工藝采用小型生物濾池工藝，水流停留時間24 h。

工藝設計流程如圖1所示。

圖1 工藝設計流程圖

3.5 設計規模

根據計算確定本次設計大魏家灣共設置兩座污水處理站，采用集中+分散組合的處理模式，集中處理規模10 t/d，分散處理規模2 t/d。

3.6 管網設計

（1）管網布置：本次設計污水共包含2個系統，設計管徑DN225～DN315，如圖2所示。

圖2 管網布置圖

（2）管徑及坡度：DN225及DN315管道選用HDPE雙壁波紋管，DN110管道選用UPVC平壁管，環剛度數值不小于8 kN/m2。DN110管道坡度≥0.5%；DN225管道坡度≥0.5%；DN315管道坡度≥0.4%。

（3）管道充滿度：污水管道最大設計充滿度按照《室外排水設計規范》（GB 50014—2016）確定，污水管道充滿度參數如表3所示。

表3 污水管道充滿度參數

（4）檢查井：設在管道交匯處、轉彎處、管徑或坡度改變處、跌水處及直線管段上每隔一定距離處。在道路上檢查井做法參照磚砌標準圖集，在房前屋后及道路旁檢查井采用塑料排水檢查井，檢查井的最大間距不超過30 m。

（5）管道布置：污水管道的布置應遵循村灣地勢，將污水自高向低排放，埋深控制在2 m以內。機動車道下覆土不小于70 cm，非機動車道下覆土不小于60 cm。

（6）管道施工：管道及檢查井基本采用大開挖施工，本工程暫無地勘，管道應按照1∶0.5放坡開挖，開挖深度大于3 m時應增加支護措施。管道施工完畢經閉水試驗合格后，即可進行溝槽回填，應填至規劃地面標高。

4 運行與維護

農村生活污水建成后由于缺乏有效的管理處于閑置或廢棄狀態。主要原因有宣傳不足、村民文化程度有限、不了解處理設施的作用；資金受限，沒有用于維護的專項資金；雨污混流，造成終端處理壓力大，處理效率降低；人為破壞。

（1）由主管部門成立專門的維護團隊，責任到人，定期清通養護管道及設施。

（2）設置養護專項資金，用于管網清掏及處理設備的維修與更換。

（3）提高居民的認知水平、責任意識及參與意識，從起端控制雨污合流，減少設施的處理壓力。

（4）加強相關制度建設，對破壞設施的人員進行處罰。（5）學習新的運行模式，引入智能的養護設備。

5 結語

農村生活污水設計難度不大，但涉及面廣，基礎資料缺乏，村民協調力度大，后期運行養護難，要求設計人員前期充分調研現場，確定合理工藝，施工人員施工前充分與村民溝通，建成后需有專門的養護部門定期養護，保證設施及管網正常運行，達到相關設計要求。