王 岩

（上海市政交通设计研究院有限公司，上海 200030）

0 前言

近年来，我国致力于解决突出环境问题，中共中央办公厅、国务院印发《农村人居环境整治三年行动方案》，要求加快水污染防治，加强农村面源污染防治，开展农村人居环境整治行动。改善农村人居环境，建设美丽宜居乡村，梯次推进农村生活污水治理。《十三五全国城镇污水处理及再利用设施建设规划》中规定，至2010年末，我国建制镇污水处理率达到70%；《全国农村环境综合整治“十三五”规划》中要求，到2010年，我国新增完成环境综合整治的建制村13 万个。我国目前农村人口约为8 亿，根据农村不同区位条件、村庄人口聚集程度、污水产生规模，因地制宜采用污染治理与资源利用相结合、工程措施与生态措施相结合、集中与分散相结合的建设模式和处理工艺，推动城镇污水管网向周边村庄延伸覆盖。十三五期间将增加约2000 万吨/天的农村污水处理量，这对我们环保人提出了巨大的挑战。[1]

为响应上海市第七轮（2018年～2010年）环保三年行动计划，为深入贯彻十九大精神，打好污染防治攻坚战，加快改善生态环境质量，全面推进绿色转型发展，持续深化生态文明体制改革，浦东新区计划在农村已建成污水设施与管网的基础上，完善农村污水处理系统，提高农村污水排放标准，到2019年底，实现全区农村区域污水治理率100%的目标。

而农村污水治理的方案主要分为污水纳管和污水就地处理排河两种，其中污水纳管是将农村生活污水经过管网收集纳入市政污水管网，最终经城市污水处理厂处理达标后排放，其拥有着高效的处理效率、成熟的处理工艺、可靠的处理稳定性及完善运行管理等优点，使其成为对农村污水进行治理时候的首选方案。[2][3]但是由于农村地区和城镇地区的不同特点，农村污水纳管工程设计中不能直接照搬城镇的标准和规范。[4]

1 农村污水纳管设计路径

本设计对区域内的行政村实施污水治理工程，在村内新建DN100～DN300 污水管道、一体化提升泵站及道路沟槽修复等内容。

具体内容包括：

（1）、对民宅内部实施分流制改造。从房屋外开始新建De160 污水管道，将卫生间卫生器具污水引至户外新建的化粪池，并将化粪池污水改接入拟建的户外污水收集系统，部分农户家里不止一个化粪池，此种情况采用并联方式一并接入，新建De160 污水管道将厨房废水引入隔油井、将洗浴等废水引入水封井，再接入拟建的户外污水收集系统，户外洗涤池增设存水弯后接入拟建的户外污水收集系统，废除现状化粪池，新建一体化成品化粪池，为防止臭气溢出以及室外、管道中小虫等通过管道进入室内，考虑每户除粪便污水外的其他生活废水管道设置存水弯或水封井，然后再纳入收集管道。

（2）、沿拟实施纳管的道路新建污水收集系统，新建DN100～DN300 污水管道，管道埋深到达一定深度后增设一体化提升泵站，接入已建的市政污水管道中纳管。

2 方案对比

本文对民宅内部污水改造不做探讨，只讨论户外污水收集管网的布置及一体化提升泵站的布置。泵站的布置，不仅要考虑管道的埋深，同时要考虑管网走向及接入污水量，做到经济合理。

浦东某镇总面积23.4 平方公里，拟对镇内4127 幢民宅进行纳管改造。管网总长度约115km，污水市政管网接入点10 处。按照浦东地区地质情况及常规设计经验，当排水管道埋深超过3m 后，开槽埋管时需要做钢板桩支撑围护，管道造价及施工难度将会有所增加。因此，本工程以3m 埋深为分界，对埋深4m、埋深3m和埋深2m 进行方案对比。

方案一（4m 埋深）

本方案拟沿村庄道路敷设DN250-DN300 污水管道约115km，污水管道起始覆土70cm，最不利点开始按照2.0‰的坡度重力流向下游敷设，当污水管道埋深达到4m 左右时，需增设污水提升泵站以减少下游管道埋深，污水经提升后继续重力流向下游污水管道排放。

此方案需设置污水提升泵站14 座。污水管道最大埋深达到4m，3-4m 区间管道约10km，2-3m 区间管道约19km。具体方案见图1。

图1 污水纳管方案一

此方案中有部分污水管道敷设较深，施工时需进行降水及沟槽维护，如遇到道路较窄或距离民宅较近时，施工难度较大，容易对周边房屋产生影响。本工程方案一建安费为25122 万元。

方案二（3m 埋深）

本方案拟沿村庄道路敷设DN250-DN300 污水管道约115km，污水管道起始覆土70cm，最不利点开始按照2.0‰的坡度重力流向下游敷设，当污水管道埋深达到3m 左右时，需增设污水提升泵站以减少下游管道埋深，污水经提升后继续重力流向下游污水管道排放。

此方案需设置污水提升泵站23 座。污水管道最大埋深达到3m，2-3m 区间管道约22km。具体方案见图2。

图2 污水纳管方案二

此方案管道最深处为3m，基本不需要进行降水，只需要简单的横列版支护即可。由于埋深较浅，所以对周边房屋影响不大。但一体化泵站个数较多。但是两个方案均需要进行一体化泵站的统一管理养护，因此泵站个数的增加，对管理养护的标准和难度并没有显著的增长。本工程方案二建安费为22924 万元。相比较方案一，节省费用约9%。

方案三（2m 埋深）

本方案拟沿村庄道路敷设DN250-DN300 污水管道约115km，污水管道起始覆土70cm，最不利点开始按照2.0‰的坡度重力流向下游敷设，当污水管道埋深达到2m 左右时，需增设污水提升泵站以减少下游管道埋深，污水经提升后继续重力流向下游污水管道排放。

此方案需设置污水提升泵站50 座。污水管道最大埋深达到2m。具体方案见图3。

此方案管道最深处为2m，不需要进行降水，只需要在地质较差或距离房屋较近地段进行简单的横列版支护即可。由于埋深浅，所以对周边房屋影响较小。但一体化泵站个数增加较多。对后续管理养护提出了较大的挑战。本工程方案二建安费为23824 万元。相比较方案一，节省费用约5%。

方案比选的具体内容见表1。

表1 纳管方案对比

综上所述，方案一管道埋深4m，施工难度较大，同时造成工程费用的增加；随着管道敷设深度降低到方案二的3m，施工难度有所下降，提升泵站个数虽有所增加，但对后期管理养护影响不大；继续降低管道敷设深度到方案三的2m，施工变得很简单，但泵站确由方案一的14 座增加到了50 座，对后期管理养护带来了挑战，同时为了达到此目的还需要将很多DN250 的管道改为DN300 以减小管道水力坡降，从而导致工程费用的上升。因此合理选择方案二为最优方案。

3 结语

以浦东某镇大区域复杂枝状管网为例，污水管道敷设越浅，管道施工难度越小，而提升泵站数量越多，当埋深降低到一定程度后，污水提升泵站数量成几何级数增长。通过方案技术比选，结合后期管理养护，施工难度，经济性等指标得出，污水管道埋深达到3m 左右时，设置污水提升泵站是比较经济合理的方案。

我国农村污水治理工程目前还处于初级阶段，但是农村污水的治理对改善人居环境，改善河道水质有着至关重要的作用。而作为有效治理方式的污水纳管工程，不可避免要建设污水提升泵站，而关于农村污水纳管工程中泵站位置对管网系统和造价影响方面的研究还比较少。因此，在农村污水纳管工程设计中，尤其是大区域大系统的纳管工程设计中，需要对提升泵站位置进行反复调整优化总结，从而获得宝贵的设计经验，使农村污水纳管工程发挥最大效益。