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爱尔斯微课堂|探讨农村污水收集处理设计中的部分问题
实施乡村振兴战略的一项重要任务就是要改善农村人居环境、建设美丽宜居乡村，而农村水环境作为农村人居环境整治提升的重要组成部分则显得尤为重要。虽然各地把污水治理作为主攻方向，但从实际的运行状况来看，现状农村污水处理设施普遍存在设备运行不稳定、收集系统渗漏严重等问题。本文将在分析农村污水特点的基础上，针对上述问题对设计过程中涉及的污水处理规模的确定、调蓄池的设置、污水管道的埋深及管位、污水处理设施的位置选择、尾水排放、防渗漏措施等几个问题进行探讨，为大家解决同类型问题提供一定思路。
· 农村污水处理规模的确定 ·
一般计算方法
污水量一般采用用水定额法计算，具体如下：
Q= n×q×ψ×(1+α)/1000
式中：Q为污水量，m3/d；n为人数，人；q为综合生活用水定额，即平均日综合生活用水定额；ψ为污水排放系数；α为地下水渗入系数。
该方法存在三方面的问题：一是公式中的人数取值未明确是常住人口还是实际使用人数，未考虑农民外出打工的实际情况；二是未考虑乡村旅游及农家乐带来的用水量增加；三是未考虑农村污水资源化利用导致的污水量减少。
污水量计算建议
由于农村污水量的复杂多变，因此应根据各村用水和排水特点合理确定污水处理规模。为此，提出如下三方面的建议：一是对村庄用水情况进行调查统计，分析用水规律，计算出平均日用水量、平均日污水量、最高日污水量、特殊用水季节平均日污水量、特殊用水季节最高日污水量等，建议以平均日污水量为基础，并用特殊用水季节污水量进行校核，同时结合调蓄池的建设，合理确定污水处理设施规模。二是建议将农村污水分类，可细分为农民生活污水、村企业生活污水、乡村旅游、农家乐污水等，并对各类污水分别测算，其中在农民人数计算过程中要考虑农民外出打工、城市居民在农村租房等情况。三是对污水资源化用水进行调查，必要时进行核减。
调蓄池的设置
调蓄池的设置场所
农村污水系统中的调蓄池一般设置在管网的末端，可与污水提升泵的进水池合并建设。当村庄收集系统较大或地形较为复杂时，污水调蓄池也可结合中途污水提升泵站的设计一并考虑。设置中途调蓄池的作用，一方面可减小污水提升泵的流量，对下游管网的冲击也较小，另一方面还便于下游管网和设施的检修与维护。
调蓄池容积确定
为确保污水系统的正常运行，在进行调蓄池容积计算时应考虑最不利时段的污水产生量，确保用水高峰季节污水不漫溢。下图为某村最不利时段污水量变化情况。调查结果表明，该村污水处理设施处理能力为15m3/d，2月13日及之前调蓄池水位一直维持低位运行；2月14日以后，调蓄池的水位不断上升；2月25日，调蓄池的水位上升到最高；2月26日之后，调蓄池水位又呈现下降趋势。因而，为保证调蓄池污水不漫溢，调蓄池的调蓄容积应满足2月25日的容积最高要求，即调蓄容积应不小于64.8m3。
某村污水量变化
污水管道的埋深及管位
污水管道的埋深
农村的房屋地基处理相对薄弱，且农村房屋之间的间距较小，污水管道如果埋深较大，在基坑开挖时，势必会对道路周边的房屋产生影响。为减少污水管道建设对农村房屋的影响，建议适当减小污水管道埋深：①适当减小最不利点农户收集管道的埋深，在无车行、重物碾压的情况下，污水管道埋深满足冻土深度要求即可；②对道路下不满足最小覆土厚度的污水管道进行包封加固处理；③污水管道坡向尽可能与道路坡向一致，减少逆坡现象，减小管道埋深。当污水管道埋深过大时，可考虑采用优化污水管道走向、加大污水管道与房屋距离、必要时设置污水提升装置等措施。
污水管道的管位
为便于污水管道的维护，一般将污水管道沿道路敷设。沿道路敷设的污水管道，可以敷设在道路中间位置，也可敷设在道路外侧的绿地内。污水管道敷设在道路中间，有利于道路两侧的污水收集，但存在道路开挖而导致投资增加的缺点；污水管道敷设在路边绿地内，可减少路面开挖，节省投资，但存在与农民协调的问题。下表为破路导致的污水管道建设费用增加情况。
从表中可以看出，道路破除和恢复的费用占了总费用的40%左右。当道路较窄时，考虑到路面美观，恢复面积常常大于破除面积，此时投资还会有所增加。另外，破除路面还存在产生噪声、扬尘和建筑垃圾等问题。从节省投资和环境保护的角度考虑，污水管道应尽可能敷设在道路外侧的绿地内。当道路两侧农户较为密集且均有污水收集需求时，污水管道也可埋设在道路中间。
污水处理设施及尾水排放
污水处理设施
农村污水处理设施可以分为预处理设施和末端污水处理设施。预处理设施可包括化粪池、隔油池等，设置预处理设施的目的主要是保障系统的正常运行。设置末端污水处理设施的目的是为了达标排放，根据污水处理系统的大小可分为分散污水处理设施和集中污水处理设施。
①化粪池。农村污水量一般较小，污水管道内流速较小，污水中的杂物容易沉积。而农村污水管道的管径一般较小，管道清疏相对困难。为防止农户污水中排出的废纸、纸巾等易沉淀物堵塞管道，在污水管网的前段设置起到预沉和预处理作用的化粪池是必要的。当农户较为密集时，可几户共用一座化粪池；当农户较为分散时，可每户设置一座化粪池。化粪池分为两格、三格和四格等形式，以预沉为主要目的时可采用两格化粪池，当农户有污水资源化利用需求时可采用三格、四格化粪池。
②隔油池。农家乐以及旅游餐饮场所排出的污水，需经隔油池处理后方可排入农村污水收集管网；农户每户也可设置带拦污、沉渣、隔油功能的设施，以减小厨房内产生的杂质对污水系统造成影响。
③集中污水处理设施。农村污水具有水量较小且水量变化较大等特点，因而进行集中处理更有利于污水系统运行。当村庄距离城镇污水管网较近时，建议就近纳入城镇污水系统；在村庄连片情况下，可采用多村设置一座污水处理设施的形式；当村庄比较分散时，污水处理装置可单村设置。农村集中污水处理设施一般设置在地势较低处，便于收集污水自流排入；但也应避免设在雨季易受水淹的低洼处，排放口的位置应避免雨季和洪水季节的河水倒灌。
④分散污水处理设施。当农户与集中式污水处理装置的距离较远、敷设管道有困难时，可采用分散处理方式。分散处理设施可灵活采用净化槽、化粪池+湿地、多格化粪池等多种形式，可多户合用一座，也可一户设置一座。
尾水排放
污水处理装置处理达标的尾水，应就近排入流动的河道，避免排入鱼塘、水塘等封闭水体。当尾水必须排入封闭水体时，应进行水体自净能力分析，在生态容量允许的前提下方可排入，或将封闭水体改造成湿地，满足水环境质量的要求。
污水收集系统防渗漏措施
从现状农村污水设施的运行情况来看，普遍存在污水处理量不足的现象。造成污水量不足的主要原因是污水系统存在渗漏问题：一是污水管道破损严重，污水管道接口部位也存在渗漏；二是井体存在渗漏，管道与井体之间的衔接部位渗漏；三是化粪池、隔油池等设施存在渗漏现象。为解决污水渗漏问题，需选用质量合格的管材；做好管道基础和回填处理；加强管道接口、管道与井体衔接部位的防渗处理，提高检查井、化粪池、隔油池的施工质量。当采用成品检查井、化粪池、隔油池时，应确保成品设施的质量；当利用现状设施时，应对现状设施的运行情况进行调查，对不能满足要求的管道、检查井、化粪池、隔油池等设施进行改造或修复。
设计创新
建议在设计过程中积极开展创新设计。一是积极探索实壁PE管在农村污水工程中的应用。实壁PE管被用作给水、燃气工程压力管的实例较多，但用于污水排水的案例不多。在南京江北新区的农村污水工程中实壁PE管已被大量采用，该管材具有施工便捷、柔性大、适当弯曲可减少检查井的设置数量、接口密封性好、无渗漏等优点。二是加强污水处理设施管控的智能化设计，建立集中管控平台，对农村污水处理设施进行实时监控，对污水处理进出水的水量、水质进行动态监测。智能化管控平台的建设便于引入专业化单位对农村污水处理设施进行专业化管理，有利于污水设施的正常运行。三是针对沟塘众多、地形复杂、街巷狭窄、管道敷设困难的农村地区，积极探索污水真空收集系统和压力输送污水系统的应用。四是加强农村污水的资源化利用研究，对于一些山村、苗木之乡等地区，污水资源化利用研究具有实际意义。
文章来源：中国给水排水 期刊
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