农村村庄生活污水治理设计——武汉市江夏区大魏家湾

（湖北省建筑设计院有限公司，湖北武汉 430071）

我国应以防洪水、排涝水、治污水、保供水为重点，大力推进“四水共治”，巩固完善防洪安全保障体系，全面提升排水防涝标准和能力，实现城区污水全收集、全处理，改造城区供水管网，强化水源地保护和供水安全。

2018～2020年，相关部门决定由武汉市在全省率先开展农村村庄生活全域治理，与实施乡村振兴策略、改善农村人居住环境高度契合，是武汉市推进碧水、蓝天、净土行动计划的重要内容、惠民举措。

1 设计概况

（1）设计内容：大魏家湾规划为普通小型村湾，共69户180人，整体地势北高南低，有三条主要村道，本次设计内容为农村生活污水设计，具体为出户管、检查井、排水支管、主管及终端设计。

（2）排水现状：目前村内无生活污水收集管网，农村改厕与管网建设未同步进行，因此，改造后的化粪池污水无法与管网对接，达不到有效处理。生活污水经由各户排水管道直接排往路边，同时没有配套建设生活污水处理设施，村民生活污水不经处理或只经过简单的处理（传统的化粪池），随意排放，直接顺沟渠排入周边水系，对水环境产生了不利影响。

2 设计原则

（1）排水体制采用雨污分流制，污水收集处理达标后排入水体。

（2）选择稳妥可靠、技术先进、投资小、运行费用低、管理简便、运行灵活的污水处理设备和仪器，为本污水处理系统的建设和运行创造良好的条件。

（3）以设计规范、标准为依据，结合公司专家组合理化建议，通过设计进行总体优化，在不影响工程质量的前提下，降低工程项目投资成本与运行成本，提高污水处理系统管理水平。

（4）结合村庄的房屋布局，合理选择处理工艺，集中在一起的居民，采用集中收集污水；分散在周边的少量居民，考虑到经济的合理性，采用分散处理工艺，避免横穿管网。

（5）结合现场常住人口情况，设计规模按户籍人口取值50%～70%，确保设计终端经济、合理。

3 设计内容

3.1 设计水量及水质

根据规划及自来水公司调研情况，本次设计村庄居民人均用水量取130 L/d，人均污水量取111 L/d。设计水质参照《武汉市农村村庄生活污水治理专项规划编制导则》中的取值。武汉市农村村庄生活污水水质参照表如表1所示。

表1 农村生活污水水质参照表 单位：mg/L

3.2 设计排放标准

根据污水规划，本次设计大魏家湾属于普通小型村湾，设计出水满足一级B标准即可，污水排放标准如表2所示。

表2 污水排放标准 单位：mg/L

3.3 设计重难点

（1）农村污水水质相对单一，水量小且变化大，设计的难点是根据水量的大小及波动情况，合理确定污水处理规模，保证污水处理终端可有效运行。（2）本次设计大魏家湾地形变化较大且不规则，房前屋后施工场地受限，房屋呈现零散分布，对管网敷设及终端选址要求较高。（3）居民排水点较多，独栋房屋部分雨水立管与污水立管共用，雨污完全分流难度较大。（4）基础资料匮乏，现有地形图比例为1∶2 000，年代较远，现场需复核及确认的内容多，调查任务繁重。（5）农村管网及终端后期运行养护难度大。

3.4 设计方案

（1）治理模式：农村生活污水常规的治理模式为纳管式、集中式与分散式。纳管式指将村庄生活污水通过管网收集后排入市政污水管网，最终排入污水处理厂，一般适用于村湾周边有市政管网且村湾地势能满足纳管条件。集中式指将村湾内生活污水通过管网收集后，在村湾适合地点建设集中污水处理站，污水处理达标后排入附近水体，一般适用于村湾相对集中且地势走向从高到低的村湾。分散式指将村庄生活污水按单户或联户的形式分散处理排放，一般适用于村湾分布零散且地势高低变化较大、管网难以连续敷设的村湾。本次设计大魏家湾特点为周边无市政污水管网、污水来源简单、水质生化性好，但水质水量稳定性较差，且农村点源分布较广，不适合长距离管网收集，再结合投资成本、地形条件、运营管理等因素，宜采用分散式与集中式结合处理模式。

（2）工艺设计：生活污水常规处理工艺主要有好氧生物处理、无动力厌氧处理、分散式人工湿地处理、无动力厌氧及湿地组合式、集中式微动力处理式等。本次设计结合江夏区先试先行已建终端运行情况及专家对先试先行方案的评审意见，集中一级B采用自动力生物滤池工艺，分散处理工艺采用小型生物滤池工艺，水流停留时间24 h。

工艺设计流程如图1所示。

图1 工艺设计流程图

3.5 设计规模

根据计算确定本次设计大魏家湾共设置两座污水处理站，采用集中+分散组合的处理模式，集中处理规模10 t/d，分散处理规模2 t/d。

3.6 管网设计

（1）管网布置：本次设计污水共包含2个系统，设计管径DN225～DN315，如图2所示。

图2 管网布置图

（2）管径及坡度：DN225及DN315管道选用HDPE双壁波纹管，DN110管道选用UPVC平壁管，环刚度数值不小于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）管道充满度：污水管道最大设计充满度按照《室外排水设计规范》（GB 50014—2016）确定，污水管道充满度参数如表3所示。

表3 污水管道充满度参数

（4）检查井：设在管道交汇处、转弯处、管径或坡度改变处、跌水处及直线管段上每隔一定距离处。在道路上检查井做法参照砖砌标准图集，在房前屋后及道路旁检查井采用塑料排水检查井，检查井的最大间距不超过30 m。

（5）管道布置：污水管道的布置应遵循村湾地势，将污水自高向低排放，埋深控制在2 m以内。机动车道下覆土不小于70 cm，非机动车道下覆土不小于60 cm。

（6）管道施工：管道及检查井基本采用大开挖施工，本工程暂无地勘，管道应按照1∶0.5放坡开挖，开挖深度大于3 m时应增加支护措施。管道施工完毕经闭水试验合格后，即可进行沟槽回填，应填至规划地面标高。

4 运行与维护

农村生活污水建成后由于缺乏有效的管理处于闲置或废弃状态。主要原因有宣传不足、村民文化程度有限、不了解处理设施的作用；资金受限，没有用于维护的专项资金；雨污混流，造成终端处理压力大，处理效率降低；人为破坏。

（1）由主管部门成立专门的维护团队，责任到人，定期清通养护管道及设施。

（2）设置养护专项资金，用于管网清掏及处理设备的维修与更换。

（3）提高居民的认知水平、责任意识及参与意识，从起端控制雨污合流，减少设施的处理压力。

（4）加强相关制度建设，对破坏设施的人员进行处罚。（5）学习新的运行模式，引入智能的养护设备。

5 结语

农村生活污水设计难度不大，但涉及面广，基础资料缺乏，村民协调力度大，后期运行养护难，要求设计人员前期充分调研现场，确定合理工艺，施工人员施工前充分与村民沟通，建成后需有专门的养护部门定期养护，保证设施及管网正常运行，达到相关设计要求。