安徽歙县金滩村污水收集管网工程设计

杨 阳，王玲玲，奚姗姗，王 猛，黄 瑞，曹 蕾，袁军成

（1.安徽环境科技股份有限公司，安徽合肥230001；2.合肥师范学院生命科学学院，安徽合肥230001；3.安徽省通源环境节能股份有限公司，安徽合肥230001；4.安徽建筑大学环境与能源工程学院，安徽合肥230001；5.旌德县住房和城乡建设委员会，安徽 宣城242600）

近年来随着政府资金投入和人类环保意识的提高，城市和县镇的居民生活污水收集和处置工程发展迅速，污水处理率达到80%以上。但是在地势偏远、交通不便、经济欠发达的地区，尤其是山区，该项工作的开展力度还不够，相当部分的居民生活污水未经有效收集和处理就近直接排入沟渠、水塘、湖泊等，导致下游水体水质恶化，对自然生态环境造成了一定破坏。

1 项目背景

歙县位于安徽省黄山市，面积2 122 平方公里，接壤浙江，新安江部分干流贯穿境内。项目资金来源为新安江生态保护资金，由浙江省财政拨款，安徽歙县新安江保护局和环境保护局建设。

本项目对歙县沿江流域的九个村镇实施污水收集管网和终端建设工程，本文选取其中地形特点比较鲜明的一个中心村——金滩村，做设计方案介绍。

2 给排水现状

通过政府的农村安全饮水工程，金滩村居民自来水普及率达到90%以上。管网沿着主次干道环状向居民供水，自来水的主管管径为DN 100，各个支管管径为DN 20～DN 50。居民的生活水平较高，室内给水设施比较普及，家中常规的用水和卫生设备都比较齐全。在卫生器具方面，马桶、淋浴器、盥洗盆等已成为每个家庭最基本的卫生设备。居民的日常生活用水主要用于餐饮、洗涤、洗澡等。目前村内没有统一的排水系统，且排水体制为雨、污合流制。生活污水顺地势直排汇入新安江，村内未建污水处理终端。

3 污水收集系统重难点分析

（1）金滩村地势高差大，陡坡多

金滩村依山顺势而建，村民房屋沿山路布置，高低有别，最高点黄海高程121.4，最低点黄海高程104.2，高差近20 米，一定坡度的落差有利于管道浅挖，但是落差过大则需要考虑水流的消能措施。

（2）地质多为山体岩石，施工开挖难度大

部分房屋、道路建在山体岩石之上。根据地勘报告，地质结构多为粉砂和千枚岩，与常规软质基土相比，开挖难度较大。

（3）居民房屋间距小，机械开挖受影响

村民房屋布置不整齐，间距较小，一般巷道不足2米宽，常规机械开挖很难实施，需进行人工电镐开挖，施工效率受影响。

（4）地势高低起伏不平，纯重力收集无法实现

金滩村居民住宅整体沿004 县道两侧布置，两端高，中间低，纯重力收集系统收集污水需建提升泵站，运行成本高，且对周边居民有噪音影响。

（5）存在雨污合流明渠，改造难度大

经调研，部分居民住宅临明渠而建，污水管埋入水渠侧壁，日常生活污水与山水、雨水混合，经明渠排入新安江内。渠内污水管不具备雨污分流改造条件。

（6）考核标准严格，管网覆盖率要求达到90%

依据项目中标合同要求，工程实施完成后，中心村内90%以上村民的生活污水能够被有效收集，设计难度较大。

4 污水收集系统总体设计思路及方案

结合金滩村地势条件及房屋布置现状，提出重力流管网与真空负压管相结合的污水收集方式，这样既能对污水进行有效收集，满足考核目标，又能避免提升泵站的运行噪音对周边居民生活的影响，并且在土建开挖量和施工作业难度上都有一定降低。

具体收集方案如下：

（1）004 县道北面集中区约95 户采用传统重力流污水管网，将污水收集至最低点后，在最低点设置真空提升井。此区域共设置三座真空提升井，编号分别为ZK01、ZK02、ZK03。三座真空井的真空负压管合并后，由004 县道地下涵管穿过公路，经压力管道输送至终端处理站。

（2）004 县道西南面集中区约55 户采用传统重力流污水管网，将污水收集至最低点后，在最低点设置真空提升井。此区域共设置三座真空提升井，编号分别为ZK04、ZK05、ZK06，经压力管道输送至终端处理站。

（3）村中心片村委会及村委会附近约10 户居民生活污水，直接由重力流污水管网收集至末端污水处理站。

（4）004 县道东北片区约6 户居民生活污水，现接入县道两边雨水渠，生活污水由雨水渠排入自然水系中。由于此区域住户较少，县道两侧不具备开挖布管条件，故对此处污水收集采用截流式合流制。在县道南面涵管末端设置截流井，收集此处6 户旱流污水，重力流送入离此处最近的真空提升井，再经压力管道输送至终端处理站。

（5）其余004 县道东南面约35 户采用传统重力流污水管网，将污水收集至最低点后，在最低点设置真空提升井。此区域共设置两座真空提升井，编号分别为ZK07、ZK08，将污水抽至末端污水处理站（包括东北面6户截流旱流污水）。

根据此方案，本污水收集系统污水收集覆盖率可达到90%。

5 真空负压收集系统

在金滩村污水管网收集设计中采用传统重力流污水管网与真空负压污水收集系统相结合的方式，其具体结构为：前端污水入户收集，支管部分全部采用重力流污水管，因不考虑后续远距离输送，故可大大降低管道埋深。污水被收集到低点的重力井之后，由就近设置的真空井将废水提升至终端污水处理站，真空井通过真空管与重力井连通。真空负压管管径小，减少了土建开挖量，还可以适当爬坡，沿地形随意敷设，施工难度小。

真空收集系统主要由四部分组成，分别为：

（1）真空收集井：用于收集重力自流进来的生活污水，并形成一定的液位，方便后续液位自动控制真空负压阀门启闭。本设计方案真空收集井采用传统砖混结构，适当增大井内空间，方便安装液位浮球，在进水口设施格网拦截大块杂质，以避免后续设备堵塞。井内设高位临时检修排水管，防止真空负压设备故障、停电或检修等非正常工况，使排水系统保持顺畅。

（2）真空负压阀门井：用于安装真空管道阀门及其他相关原件，单独设置阀门井与污水收集井分离，防止湿气腐蚀设备。

（3）真空管道：采用PE（聚乙烯）管热熔焊连接，管道全密闭用于保持负压。本方案支管采用DN50、DN65，主管道采用DN80。管道埋深30 cm。

（4）终端真空泵站：用于提供整套系统中的负压，有相关管压力监测系统，当负压过小，自动运行增加管道内负压，以保证系统正常运行。

图1 真空负压收集系统示意图

图2 真空收集井示意图

6 管材选择及材料统计

6.1 管材选择

根据工程实践和经济技术核算，埋深4 m 内、管径≤d 800 的管道常采用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管（又称HDPE 双壁波纹管）。钢带增强聚乙烯螺旋波纹管用于污水管道具有以下优点：①管道内壁光滑，过水能力比同管径的钢筋混凝土管大；②耐腐蚀性能强，耐低温性能好；③抗冲击性能强且重量轻，寿命长；④施工安装方便，工期短，连接安全可靠。钢带增强聚乙烯螺旋波纹管对施工技术要求较高。

普通钢筋混凝土管在国内污水系统内被广泛使用，因其价格便宜，强度较高，对施工技术要求相对较低。缺点是小口径管道在使用时发现耐腐蚀性能不佳。由于粗糙系数与PE 管相比较大，在污水管道系统始端流量不大的情况下容易堵塞。

综合以上分析，本次工程暂定管径≤d 300，埋深≤0.8 m 的重力流污水管采用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管，粗糙系数n 选为0.009，接口采用卡箍式弹性连接方式。

压力提升管采用PE 管，根据污水泵出水口，确定管径为DE63、DE75、DE90，管壁承压≥1.25 MPa。

6.2 材料统计（表1）

表1 材料统计一览表

7 结束语

歙县部分村镇污水收集及治理EPC 工程当前正在实施，其中金滩村按照该设计方案已经施工完毕，该项目中标价977 万元，金滩村预算128 万元。在管网设计方面，除了常规的重力收集方式以外，因地制宜地采用了截流及真空负压的污水收集方式，在污水收集率、项目投资、施工难度等方面均作了较好的优化。该工程的建设极大地改善了当地居民的生活环境，对新安江水质保护具有十分重要的意义，对同类型山区地形条件下农村生活污水收集管网建设工程有一定的借鉴作用。