模块化净水装置优化村镇小型给排水管网改造研究

摘要：当前我国零散型村镇普遍存在给排水管网老化、管径配比失衡、净水配套设施缺失等问题，管网漏损、饮用水浊度超标、雨污混流现象频发。本文结合村镇居住分散、施工场地狭小的现实特征，分析现有小型给排水管网改造痛点，探究模块化净水装置与管网改造的协同适配路径，从现状问题、协同改造方案、运维保障三个维度展开研究，提出轻量化管网分流改造、模块化设备点位布设、低成本长效运维的落地策略，为中西部零散村镇给排水基础设施提质提供通用性参考。

关键词：模块化净水装置；村镇给排水；管网改造；雨污分流

引言

乡村振兴背景下，村镇饮用水安全与污水治理成为人居环境整治核心任务。多数早期村镇给排水管网采用统一铺设标准，未适配村落零散布局，改造工程量大、征地难度高。模块化净水装置具备拼装灵活、占地小、工期短的优势，能够弥补传统管网全域改造的短板。本文立足村镇小型管网改造实际，探索二者协同优化模式，降低村镇给排水改造投入。

一、村镇小型给排水管网现存核心问题

（一）供水管网老化漏损，水质二次污染突出

国内建成超过15年的村镇供水管网多采用普通灰口铸铁管材，长期埋于潮湿土壤中锈蚀严重，管道接口密封圈普遍老化脱落，村镇供水平均漏损率可达28%，远超城镇15%的管控标准。同时管网支线铺设杂乱，部分输水管道与污水管沟近距离并行，土壤污水易通过锈蚀缝隙渗入管网。传统末端集中净水站覆盖半径有限，偏远散户输水距离过长，管网内壁生物膜滋生，造成自来水出厂达标、入户超标的二次污染问题。

（二）排水管网雨污混流，管网拓扑结构不合理

绝大多数小型村镇未实施雨污分流改造，沿用合流制排水管网，居民生活洗涤污水、厨房废水、屋面雨水统一汇入单一管道。村落民居依山而建、排布零散，早期管网铺设顺着地势随意布线，支管与主管管径配比混乱，雨季雨水涌入后极易出现管道溢流。溢流污水直接排入田间沟渠，不仅污染农田土壤，还会反向渗透浅层地下水，进一步加剧村镇饮用水源污染。

（三）管网与净水设施配套脱节，改造资源浪费严重

以往村镇给排水改造多采用管网、净水设施分开立项施工，设计标准互不匹配。部分村镇先完成全域管网翻新，后续新增净水设备时发现管网输水压力、流量无法适配设备进水参数，需要二次切割改造管网。同时传统大型一体化净水设备需要配套专用泵房、稳压管网，村镇闲置建设用地不足，导致设施建成后使用率偏低，造成财政资金与土地资源双重浪费。

二、模块化净水装置适配村镇管网的优化改造方案

（一）依据村落布局划分管网单元，匹配模块化净水点位

摒弃村镇全域同步改造模式，按照自然村组、街巷边界将原有给排水管网划分为50-120户为一组的独立管控单元，拆解长距离主干管网，缩短输水支线长度。结合各组水源水质差异布设差异化模块化净水单元，地下水铁锰超标村组搭配除铁锰过滤模块，地表水取水村组搭配超滤消毒模块。单元之间设置独立调压阀门，避免各组输水水压互相干扰，同时减少管网单点故障带来的全域停水影响，适配零散村落人居分布特征。

（二）推行支线局部更换，实现雨污管网微创改造

针对老旧合流主管无需整体开挖更换，仅对破损渗漏支线开展微创非开挖修复，采用内衬软管技术修复管道内壁，降低道路破除、青苗补偿等施工成本。在民居入户支管处增设小型分流三通，将屋面雨水单独接入田间生态排水沟，生活污水支管统一汇入就近模块化污水净化装置。同步调整污水支管坡度至0.3%，解决原有管网坡度不足导致的泥沙淤积问题，从源头减少净水装置滤网堵塞频次，延长设备滤芯更换周期。

（三）优化管网水力参数，适配模块化设备运行负荷

模块化净水装置进水水压稳定区间为0.12-0.25MPa，原有村镇管网普遍存在水压首尾落差过大问题。改造时在管网分支节点增设稳压限流模块，根据净水设备额定进水流量调整主管管径，将末端输水流量波动控制在10%以内。取消管网多余弯头、变径配件，降低沿程水头损失，避免设备因水压过高出现膜组件击穿、水压过低处理效率下降的问题。同时打通净水装置出水回用管网，将达标尾水接入农田灌溉支线，实现水资源循环利用。

三、模块化净水装置与管网协同长效运维保障措施

（一）建立村镇分级巡检管护制度，细化管网巡检范围

构建乡镇水务站统筹、村级管护员落地的两级巡检体系，将巡检范围拆分为主干管网、入户支管、净水设备三大板块。村级管护员每周完成入户支管渗漏、设备滤网堵塞目视检查，乡镇水务站每月采用听音检漏设备排查主干管网暗漏。针对模块化设备易损耗的石英砂、活性炭滤芯，建立统一更换台账，结合本地水质数据固定更换周期，避免过度运维增加成本，同时杜绝滤芯超期使用引发水质反弹。除此之外，还要配套开展村级管护员岗前简易培训，重点讲解管网冻裂应急封堵、模块化设备断电重启、表层污泥清理等基础操作，培训周期控制在1-2天，贴合村镇人员学习能力。同时建立巡检奖惩机制，对提前发现隐蔽渗漏、水质异常的管护人员发放小额绩效补贴，解决基层管护人员消极履职的普遍问题。

（二）采用公私合营运维模式，缓解村镇财政压力

村镇小型给排水设施运维体量小、收益低，单纯依靠财政拨款难以持续。引入本地环保小微企业承接设备运维、管网抢修业务，政府以购买服务的方式支付基础运维费用，同时向村民收取极低标准入户给排水服务费。企业负责模块化设备远程数据监测、管网突发故障抢修，村级管护员负责日常清洁，双方权责划分写入服务合同。该模式可降低政府70%左右的常态化人工运维成本，适配中西部经济薄弱村镇需求。为规避外包服务烂尾风险，合同内需设置三年服务考核周期，考核指标包含水质达标率、管网抢修时效、设备完好率三项硬性指标。同时吸纳村内脱贫劳动力参与辅助运维，由外包企业统一发放劳务补贴，兼顾运维长效性与乡村民生保障需求。

（三）搭建简易物联网监测终端，实现故障提前预警

在管网关键节点、模块化净水装置进水出水端加装低成本水压、浊度、流量监测传感器，无需搭建大型云端平台，依托微信小程序实现数据实时查看。当管网水压骤降、出水浊度超标时，系统自动向管护人员推送预警信息，快速定位渗漏点位或设备故障位置。区别于城镇高端监测系统，村镇终端选用太阳能供电，无需铺设供电线路，适配野外管网无供电场景，后期维护技术门槛更低。同时设置数据本地存储功能，避免偏远村镇网络信号薄弱导致数据丢失，传感器选用防腐塑料外壳，适配村镇土壤酸碱、雨雪浸泡的户外环境。

结语

村镇小型给排水管网改造不能照搬城镇全域翻新模式，模块化净水装置凭借灵活拼装、微创施工、低运维门槛的特点，能够精准适配村镇零散化、低成本改造需求。通过管网单元化划分、微创分流改造、水力参数协同优化，搭配分级巡检、公私合营、简易物联网运维体系，可同步解决村镇供水水质不达标、排水溢流、管网漏损三大难题。后续可结合不同地域水源特征，进一步优化净水模块组合方案，提升改造模式的地域通用性。

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