【案例】启东市元祥村单相流负压排水管网试点项目

为促进行业交流进步，便于行业同侪互学互促，推动中国环境产业转型升级。E20环境产业圈层特推出《水务行业优秀案例汇编》，汇集了近200例案例，涉及村镇污水治理、工业废水治理、工业园区废水治理、水环境治理、市政污水管网、再生水回用、污泥处理处置等领域。

项目名称：启东市元祥村单相流负压排水管网试点项目

推荐单位：上海在田环境科技有限公司

参与环节：EPC+O

项目所在地：江苏省启东市 

项目概况

项目采用新兴管道浅埋深技术——“单相流负压排水系统”对负压站服务半径600m范围内的40户农户污水进行收集。农户污水自流排放至负压井，负压井内污水在负压管网的抽吸作用下排放至负压站。项目共使用1台负压站，24只负压井。

负压管道埋深0.5~0.7m，无坡度限制。负压管道为柔性交强的1.25MPa的PE盘管，可绕行避让障碍物，大幅降低现场协调工作。负压主干管、支干管、支管管径依次为De90、De75、De63。负压管道采用沿河底敷设方式过河、顶管施工过路。

与传统重力管网相比，单相流负压管网节省30%管网投资费用，节省15%的管网运维费用，节省60%的设计、施工时间。与双相流负压管网相比，单相流负压输水过程中空气不进入管网，真空泵启动时间短，吨水输送能耗仅为0.2元/m³。

示范意义

试点项目：启东市水环境综合整治PPP项目，农污排水管网试点项目。

服务半径示范：项目分为南北两条负压管线，其中南侧负压管线总长度约为600m，项目验证了负压站的有效服务半径。

能耗示范：据PLC统计，该系统吨水输送能耗仅为0.2元/m³。

地区综合生活污水定额：因管网密闭性好，PLC统计的污水量即为40户农户实际用水量，确定该地区综合生活污水定额为20~30L/（人*d），为该地区农村污水治理水量确定提供了有力支撑。

运维示范：物联网远程巡检，故障报警、定点维修。

施工定额示范：1km负压管线比1km重力管线节省80~90%土方量。

项目亮点介绍

（1） 实施效果

施工方便：过河易，布管灵活、埋深浅、管道敷设无坡度。

节约投资：管径小、埋深浅、无检查井，顶管过路。

实施周期短：设计、施工周期比重力管网缩短60%的时间。

运维费用省：无需管道清淤、能耗低、寿命长、故障率低。

（2） 社会效益

降低噪音：系统运行噪音小（＜50dB)不影响居民日常生活。

杜绝臭气：管道密封工艺，无臭气外逸。

扰民少：负压管道埋深浅，管道沟槽开挖宽度为0.4m，施工速度快，几乎不影响交通出行，施工阻力较小。

（3） 生态效益

保护地下水质：管网密闭无渗漏，彻底杜绝了管网跑冒滴漏污染地下水的现象。

收集污水水质水量稳定：管网密闭无渗漏，减少水质、水量冲击负荷，有利于后端污水稳定处理。

项目技术工艺/装备简介

（1） 技术工艺/装备名称

单相流负压排水技术。

（2） 工艺/装备原理

负压管网利用真空负压产生的压差来强制性输送污水。单相流负压系统主要由格栅井、负压井、负压管网、负压站组成。污水经格栅井处理后通过重力管道自流排放至负压井，经短暂存储后被负压管网抽吸至负压站。“单相流”是指负压井在收集、输送流体过程中空气不进入负压管道。

（3） 工艺/装备特点

施工安全方便：埋深浅、过河过路容易，布管灵活、埋深浅、管道敷设无坡度要求；不会出现管沟塌方，建筑物倒塌的风险。

实施周期短：设计、施工周期比重力管网缩短60%以上的时间。

节约投资：管径小、埋深浅、无检查井，顶管过路，可节约30%管网投资费用。

运维费用省：无需管道清淤、能耗低、寿命长、故障率低，可节约20%运维费用。

社会矛盾少、现场协调沟通少：管网施工不影响房屋地基、交通出行，扰民少，布管灵活（可随意绕行），拆迁纠纷少，政府协调工作少。

环境友好：管网密闭无渗漏，彻底杜绝了管网跑冒滴漏污染地下水的现象； 管道密封，无臭气外逸；收集水质水量稳定，减少冲击负荷，利于后端污水稳定处理。

（4） 应用领域

l 单相流负压排水技术特别适用于以下九种工况

地下水位较高地区：单相流负压排水系统管道埋深较浅、无需基坑降水、无需边坡防护且具有施工简单、管理费用低、投资费用省的特点，故单相流负压排水系统尤其适合地下水位较高的东南沿海地区城镇或农村居住区的生活污水、废水室外排水系统。

地基松软易下陷地区：单相流负压排水系统使用给水管材作为负压管道，遇到柔软地质时单相流负压排水管道可局部使用“沟槽内S型敷设”方式应对地基沉降，故单相流负压排水系统尤其适合湿陷性黄土、粘性土等松软易下陷土质地区的生活污水、废水室外排水系统，但是在管道阻力计算时应考虑此种做法的管道阻力和水头损失。

房屋分散的村镇地区：村镇地区居住较城市分散，户均排水管线长度远超城市，造成排水管线长度长。单相流负压排水系统具有管道埋深浅、管径小（满管流）、沿线无需设置检查井、施工速度快、雨污分流彻底、最大限度保留污水碳源、无需管道清淤（管道流速大）等特点，针对“居住区房屋分散、户均排水管线过长”的村镇污水排水管网项目，使用单相流负压排水系统可降低一部分投建费用、运维费用。

房屋临河地区：临河的房屋排水可以采用挂壁式负压收集井来收集排出污水，通过负压收集系统收集并排出污水。

地下管线复杂、开挖面受限的老旧城区：单相流负压排水系统具备管径小（满管流）、管道埋深浅、管道沟槽开挖面小、无需设置检查井、布管灵活等优点，因此，针对地下管线复杂或者管道沟槽开挖面受限造成重力管网投建成本过高的老旧城区雨污分流改建项目，可优先选择使用单相流负压排水系统单独收集污水。

房屋地基较差、开挖面受限的古镇：基于单相流负压排水系统管道埋深浅、管道沟槽开挖面小的特点，尤其适用于“地基较差、管道沟槽开挖深度受限”的古镇生活污水室外排水系统。

有污水分质分流、资源化利用需求的工业企业或工业园区：针对工业企业或工业园区污水分质分流等流体分类收集项目，单相流负压排水管网可沿地面敷设或架高敷设，规避管网跑冒滴漏污染地下水、土壤风险的同时，实现了“生产车间内污水分质分流”，大幅度提升了污水处理的针对性，使得清洁生产、有用物料回收成为可能。

水源地保护区范围内的居住区：单相流负压排水系统管网全密闭，达到了“污水应收尽收、管网无渗入渗出”的应用效果。故单相流负压排水系统特别适用于对排水管网密封性有严格要求的水源地保护区范围内的居住区生活污水排水系统。

临近考核断面的居住区：单相流负压排水系统管网全密闭，可做到污水100%收集、地下水零污染。污水集中处理，出水水质稳定，可杜绝“分散式污水处理”模式出水不稳定造成考核断面超标现象。

（5） 工艺/装备流程图

（6） 项目部分案列照片

编辑：黄延丽