農村污水納管中提升泵站的布置要點分析

王 巖

（上海市政交通設計研究院有限公司，上海 200030）

0 前言

近年來，我國致力于解決突出環境問題，中共中央辦公廳、國務院印發《農村人居環境整治三年行動方案》，要求加快水污染防治，加強農村面源污染防治，開展農村人居環境整治行動。改善農村人居環境，建設美麗宜居鄉村，梯次推進農村生活污水治理?！妒迦珖擎偽鬯幚砑霸倮迷O施建設規劃》中規定，至2010年末，我國建制鎮污水處理率達到70%；《全國農村環境綜合整治“十三五”規劃》中要求，到2010年，我國新增完成環境綜合整治的建制村13 萬個。我國目前農村人口約為8 億，根據農村不同區位條件、村莊人口聚集程度、污水產生規模，因地制宜采用污染治理與資源利用相結合、工程措施與生態措施相結合、集中與分散相結合的建設模式和處理工藝，推動城鎮污水管網向周邊村莊延伸覆蓋。十三五期間將增加約2000 萬噸/天的農村污水處理量，這對我們環保人提出了巨大的挑戰。[1]

為響應上海市第七輪（2018年～2010年）環保三年行動計劃，為深入貫徹十九大精神，打好污染防治攻堅戰，加快改善生態環境質量，全面推進綠色轉型發展，持續深化生態文明體制改革，浦東新區計劃在農村已建成污水設施與管網的基礎上，完善農村污水處理系統，提高農村污水排放標準，到2019年底，實現全區農村區域污水治理率100%的目標。

而農村污水治理的方案主要分為污水納管和污水就地處理排河兩種，其中污水納管是將農村生活污水經過管網收集納入市政污水管網，最終經城市污水處理廠處理達標后排放，其擁有著高效的處理效率、成熟的處理工藝、可靠的處理穩定性及完善運行管理等優點，使其成為對農村污水進行治理時候的首選方案。[2][3]但是由于農村地區和城鎮地區的不同特點，農村污水納管工程設計中不能直接照搬城鎮的標準和規范。[4]

1 農村污水納管設計路徑

本設計對區域內的行政村實施污水治理工程，在村內新建DN100～DN300 污水管道、一體化提升泵站及道路溝槽修復等內容。

具體內容包括：

（1）、對民宅內部實施分流制改造。從房屋外開始新建De160 污水管道，將衛生間衛生器具污水引至戶外新建的化糞池，并將化糞池污水改接入擬建的戶外污水收集系統，部分農戶家里不止一個化糞池，此種情況采用并聯方式一并接入，新建De160 污水管道將廚房廢水引入隔油井、將洗浴等廢水引入水封井，再接入擬建的戶外污水收集系統，戶外洗滌池增設存水彎后接入擬建的戶外污水收集系統，廢除現狀化糞池，新建一體化成品化糞池，為防止臭氣溢出以及室外、管道中小蟲等通過管道進入室內，考慮每戶除糞便污水外的其他生活廢水管道設置存水彎或水封井，然后再納入收集管道。

（2）、沿擬實施納管的道路新建污水收集系統，新建DN100～DN300 污水管道，管道埋深到達一定深度后增設一體化提升泵站，接入已建的市政污水管道中納管。

2 方案對比

本文對民宅內部污水改造不做探討，只討論戶外污水收集管網的布置及一體化提升泵站的布置。泵站的布置，不僅要考慮管道的埋深，同時要考慮管網走向及接入污水量，做到經濟合理。

浦東某鎮總面積23.4 平方公里，擬對鎮內4127 幢民宅進行納管改造。管網總長度約115km，污水市政管網接入點10 處。按照浦東地區地質情況及常規設計經驗，當排水管道埋深超過3m 后，開槽埋管時需要做鋼板樁支撐圍護，管道造價及施工難度將會有所增加。因此，本工程以3m 埋深為分界，對埋深4m、埋深3m和埋深2m 進行方案對比。

方案一（4m 埋深）

本方案擬沿村莊道路敷設DN250-DN300 污水管道約115km，污水管道起始覆土70cm，最不利點開始按照2.0‰的坡度重力流向下游敷設，當污水管道埋深達到4m 左右時，需增設污水提升泵站以減少下游管道埋深，污水經提升后繼續重力流向下游污水管道排放。

此方案需設置污水提升泵站14 座。污水管道最大埋深達到4m，3-4m 區間管道約10km，2-3m 區間管道約19km。具體方案見圖1。

圖1 污水納管方案一

此方案中有部分污水管道敷設較深，施工時需進行降水及溝槽維護，如遇到道路較窄或距離民宅較近時，施工難度較大，容易對周邊房屋產生影響。本工程方案一建安費為25122 萬元。

方案二（3m 埋深）

本方案擬沿村莊道路敷設DN250-DN300 污水管道約115km，污水管道起始覆土70cm，最不利點開始按照2.0‰的坡度重力流向下游敷設，當污水管道埋深達到3m 左右時，需增設污水提升泵站以減少下游管道埋深，污水經提升后繼續重力流向下游污水管道排放。

此方案需設置污水提升泵站23 座。污水管道最大埋深達到3m，2-3m 區間管道約22km。具體方案見圖2。

圖2 污水納管方案二

此方案管道最深處為3m，基本不需要進行降水，只需要簡單的橫列版支護即可。由于埋深較淺，所以對周邊房屋影響不大。但一體化泵站個數較多。但是兩個方案均需要進行一體化泵站的統一管理養護，因此泵站個數的增加，對管理養護的標準和難度并沒有顯著的增長。本工程方案二建安費為22924 萬元。相比較方案一，節省費用約9%。

方案三（2m 埋深）

本方案擬沿村莊道路敷設DN250-DN300 污水管道約115km，污水管道起始覆土70cm，最不利點開始按照2.0‰的坡度重力流向下游敷設，當污水管道埋深達到2m 左右時，需增設污水提升泵站以減少下游管道埋深，污水經提升后繼續重力流向下游污水管道排放。

此方案需設置污水提升泵站50 座。污水管道最大埋深達到2m。具體方案見圖3。

此方案管道最深處為2m，不需要進行降水，只需要在地質較差或距離房屋較近地段進行簡單的橫列版支護即可。由于埋深淺，所以對周邊房屋影響較小。但一體化泵站個數增加較多。對后續管理養護提出了較大的挑戰。本工程方案二建安費為23824 萬元。相比較方案一，節省費用約5%。

方案比選的具體內容見表1。

表1 納管方案對比

綜上所述，方案一管道埋深4m，施工難度較大，同時造成工程費用的增加；隨著管道敷設深度降低到方案二的3m，施工難度有所下降，提升泵站個數雖有所增加，但對后期管理養護影響不大；繼續降低管道敷設深度到方案三的2m，施工變得很簡單，但泵站確由方案一的14 座增加到了50 座，對后期管理養護帶來了挑戰，同時為了達到此目的還需要將很多DN250 的管道改為DN300 以減小管道水力坡降，從而導致工程費用的上升。因此合理選擇方案二為最優方案。

3 結語

以浦東某鎮大區域復雜枝狀管網為例，污水管道敷設越淺，管道施工難度越小，而提升泵站數量越多，當埋深降低到一定程度后，污水提升泵站數量成幾何級數增長。通過方案技術比選，結合后期管理養護，施工難度，經濟性等指標得出，污水管道埋深達到3m 左右時，設置污水提升泵站是比較經濟合理的方案。

我國農村污水治理工程目前還處于初級階段，但是農村污水的治理對改善人居環境，改善河道水質有著至關重要的作用。而作為有效治理方式的污水納管工程，不可避免要建設污水提升泵站，而關于農村污水納管工程中泵站位置對管網系統和造價影響方面的研究還比較少。因此，在農村污水納管工程設計中，尤其是大區域大系統的納管工程設計中，需要對提升泵站位置進行反復調整優化總結，從而獲得寶貴的設計經驗，使農村污水納管工程發揮最大效益。