农贸市场的排水系统改造初探

第一章 课题选择

1.1.菜场的地位

农贸市场也称为菜场，遍布城乡，是不可缺少的生活设施，也是自古以来经久不衰的物资交换场所。其表现形式从周期性的大集到露天固定的集市，从大型的农产品市场到分布城区的室内零售市场，从单一的农场品市场到混合了杂货在内的日常生活物资的一站式市场，从大型的菜场到街边的生鲜店，从单店铺到连锁店，各式各样，支撑着经济社会的发展。菜场不仅仅买菜，还有周围的商铺，小吃店，人们在这里来往聚集，不仅仅是个买东西的地方，也是老友相聚的集合点。一句“买菜啊”道出了邻里之间的认同，大家都是一个菜场买菜的。很多市场有几十年的历史，哺育了一代代人，成为了我们童年的记忆，成为在外游子的乡愁。

我们都忘记不了家乡菜场的味道，特别是夏天，那个上脑的劲儿，恨不得绕着走。

1.2.菜场商品品类要求和升级

菜场的基本要求是“一站式”。每个菜场要能为人们提供“一桌菜”，在一个菜场就能买齐一家的餐食要求，荤素搭配、家常三四个菜、请客十几个菜，包括生鲜和常见卤菜。要支持附近的家庭需求，也要支持附近的小规模的饭店需求。如果种类达不到基本的丰富程度菜场很难存活下来。这就决定了一个菜场的种类至少包括蔬菜、肉类和水产。

随着我们国家经济发展，菜场逐步实现了现代化，一些菜场已经成为了优雅清爽的购物场所，但是大部分还是特征明显，老远就知道这是个菜场，最重要的特征就是味道和门口大排的电动车、自行车。把一个菜场改造成高尚购物社区固然好，但是要求菜场必须在社区中间，并且数量需求庞大，不可能把菜场做成shopping mall，也不能做成便利店那样的小店。我想更务实的想法是首先解决菜场的环境卫生问题，投入小产出大改造方便。

1.3.我的课题

菜场改造的方法和维度很多，限于我的知识结构和人生经验，我选择利用自己的物理化学知识从技术角度研究，最后集中在菜场的明渠排水系统和垃圾处理技术研究上。

我想让菜场的味道不再难闻，带着这个目的，我开始为期两年的观察和研究之旅，试图找出一个性价比高的解决方案。

第二章 菜场的异味来源

2.1.堆放货物腐烂

菜场里储存了大量的食品原料，包括蔬菜、南北干货、粮油米面、肉类、熟食、海鲜、河鲜。除了批发市场，零售市场的大部分货物都是摆放在外的，暴露在常温下，买回去后才会放进冰箱存储。货物卖给消费者后要装进袋子或者菜篮里，不可避免的有跑冒滴漏，掉在地上，而脱离了摊主的管理。微生物在货架上、地面上、排水沟里和垃圾堆里大量滋生、积存。绿叶菜会逐渐变黄，根茎蔬菜可能出现暗淡的绿色和褐色斑块，散发出酒精味道。鸡蛋、肉类和鱼虾表面颜色变暗、变粘，出现暗红色、黑色的斑点，变软、变烂，散发出硫化氢（臭鸡蛋味）、胺类（尿味）和吲哚（粪便味）味道。

2.2.宰杀和清洗

人们买鱼基本上都要求当场宰杀，导致鱼的内脏在摊位上大量积存，而血水则进入了排水沟。鱼虾等水产品蛋白质含量高且暴露，是菜场里的主要腥臭味来源。鱼腥味的主要成分是三甲胺（TMA），由鱼体内氧化三甲胺（TMAO）鱼死后经细菌分解生成，并与脂肪作用形成“陈旧鱼味”，是著名的臭鱼烂虾的味道。 黄鱼、带鱼等深水鱼本身是死的，依然可以食用的情况下TMA 含量也极高，发出上头的鱼腥味。这也是一般海鱼区域都是单独布局的原因，条件好的市场，海鲜河鲜都是单独隔离在一个相对封闭的区域。

肉类中鸡鸭鹌鹑鸽子等活杀的比较多，废弃的内脏在摊位暂存，血水冲入了排水沟。动物的食用部分大多是肌肉部分，肌肉腐烂产生了尸胺，是蛋白质水解产生的液体，一般是淡黄色的。

2.3.菜场积水

菜场的垃圾堆积不及时清理，导致地面湿滑、档口积水、血水污渍，微生物大量滋生，蚊虫苍蝇小飞虫聚集。天热的时候垃圾发酵腐烂，蔬菜水果腐烂产生酒精发酵味道，水产品和肉类腐烂发出恶臭味，品类不同味道不同，混合起来散发出的味道令人作呕。究其原因，主要是固体垃圾清理不及时、液体和废水排放不及时，垃圾堆清理不及时。积水首先是个技术问题，其次才是管理问题。我试图在技术上，改进菜场的排水体系达到控制目的。

2.4.小结

菜场异味去除解决方案。

1.加快货物流转速度，减少货物在菜场内的停留时间。一方面要求摊主根据自己的经验判断每个品类的进货数量，量入为出，快速销售出去；另一方面应该借助数字化技术，通过软件系统准确估计各个品类的进货量；第三通过更大范围的供应链管理技术，把负责零售的菜场和农产品批发市场对接起来，实现多次配送，减少菜场货物堆积。这是一个菜场经营管理问题，甚至当地城市治理的大问题，比如菜篮子工程，本文不做深入探讨。

2.改造生鲜水产的工作台，及时收集清理下水废料垃圾，密封起来，将来甚至在现场就把这些垃圾烤干做成猫粮等。

3.改造菜场排水沟，减少积水停留时间。菜场用水多，空气湿度大，温度相对较高，大大促进了货物腐烂，必须快速的将废水排除才能有效的减少水中的发酵时间。

4.合理配置摊位。菜场人流量大要合理布局摊位，实现干湿分离，减少因为人员走动带来的污染 扩散。本文不探讨。

菜场里的味道这么冲，但是天天在那里生活工作的摊主并不觉得什么特别，照吃照玩，因为久入鲍鱼之肆而不闻其臭，是人类恐怖的适应性。

第三章 菜场卫生环境改造方案

3.1.改造菜场排水沟

3.1.1.现状和问题

一般菜场的排水沟是水泥浇铸的，宽30 厘米、深度20-25 厘米，坡度不小于 1.5%_⨀ 。宽度和深度决定了流量，坡度决定了水流速度和方向。如果发生堵塞，这些防护措施都将失效，要么污水四溢，要么污水横流。为了防止污垢垃圾堆积，一般排水沟截面不是规则的长方形，如下图所示：

为了防止蛇虫鼠类进入排水沟还在暴露的地方设置金属网，大多菜场的排水沟做了油水分离设计，比如隔油池或者油水分离器。

上述设计正常运行不会出现大的问题，但我在走访调查的过程中发现，还是经常出现排水不畅、垃圾堆积的现象。

1.材质问题。排水沟是水泥浇筑的，随着时间的推移，水流侵蚀了沟壁，不再平滑，并出现剥落的显现，摩擦力增大，降低了水流速度。污水流速的降低导致了沉淀现象，污水溶液产生了絮状沉淀，并且逐步堆积。

2.生物问题。排水沟长期不清理，一周内就会长出绿色的青苔，附着的微小垃圾越来越多，一方面增加了水沟的摩擦力，另一方面导致了堆积。

3.化学问题。菜场里的商品种类繁多，腐烂产生的液体成份复杂，酸碱度不一。业主清理时使用了大量的碱性洗手液等产品，废水直接排放了。各方面产生的液体在排水沟中相遇后主要发生了置换反应和中和反应同时发生缓慢的氧化反应，本来溶于水的盐生成了不溶于水或者溶解度更低的化合物，并逐渐沉淀。

3.1.2.解决方案

解决方案整体上来说是提高水流速度、设置垃圾收集点。

1.更换水沟材质。水沟的尺寸增加1 厘米左右，内部加装塑料水槽，防腐蚀的同时增加了内壁的平滑度。水槽分段布局，每段 1.5-2 米，可抽插清理。水槽采用卯榫无缝对接，避免垃圾渗透和渗漏。

2.改进水槽设计。目前菜场的排水沟基本上是一直连接到垃圾处理站，如果发生堵塞就会发生溢出。我们在扩大了水沟后在水槽底部增加U 形积水汇聚点，然后导流到下一级汇聚点在进入落水管。类似于家里的水斗，在下面增加一个 U 形弯管，在弯管处增加一个出口，可以打开清理。

水槽分段布置的好处是，清理方便，直接抽出清洗，最好一米一段，操作简单方便。

水槽U 形积水去设置的好处是，菜场污水的水流速度慢，流量不大，污水中的微小颗粒逐步形成絮状沉淀，在U 形区域富集后，直接清理，不会造成水槽堵塞。

水槽每 3 米增加一个密封的管道，长度20-30 厘米，不用另外布置污水采集的管道，便于取出清理。相较设立U 形积水区降低复杂度和建造成本，采用哪种方式取决于现场。

3.增加动力。设计上排水沟不再是横平竖直，每隔3 米左右增加一个 U 形状的积水装置，不定数量的的U 形装置串联起来。

有两种方式能提供动力，增加一个水泵或者采用虹吸抽水方式。

（1）加装水泵，污水粘稠度较大的场景采用。当水位达到作业位置时启动水泵，水流汇集后进入污水管。菜场的蔬菜区、餐饮区必须采用此方式，因为水流速度慢、水量小、粘稠度大，必须及时排除污水。

（2）虹吸抽水，污水粘稠度较小的情况采用。菜场中水产部分的水量较大，一半的U 形积水点可以采用，另一半的U 形积水点加装水泵。

3.1.3.重要设计细节

U 形积水区需要增加过滤设计，收集固体垃圾，同时过滤网上要增加一个耳朵，便于抽出清理。

1.U 形积水区设计

2.污水沉积物管道设计

沉积物经过管道时，固体被拦截下来，管道和水槽底部持平。管道的长度20-30，不宜过长或过短，一手抓就能取出，清洗方便。

3.动力选择

在20℃下，根据多次实验测试结果，得出如下表格：

根据研究和数据分析，这些水泵都是小功率产品，能耗低，价格都在 1000 元以内，量大可以便宜，使用寿命都超过三年，不会增加太多成本。

3.2.垃圾堆管理和分离设计

这部分的设计主要是引入仪器和改进污水处理流程，没有太多的自制设备和装置。

3.2.1.现状

我去过80 多家大大小小的菜场，大部分菜场的垃圾站就是原始的堆放着很多垃圾，清理不是很及时，  重者污水横流，味道冲鼻，夏天蚊虫乱飞。大雨之后更是不堪入目，何况来一次大洪水？那将把城市的每个阴暗角落的藏污纳垢的老存货都送到每个人身边，贫富不论，老少难免，菜场垃圾站治理刻不容缓。也有几家现代化的菜场，比如上海武夷路菜场，毗邻酒吧街，宽敞明亮，地面干净，空气清鲜。像这样的菜场全国少有，凤毛麟角，实属罕见。各地经济发展不一样，菜场管理水平和城市治理水平不一样，不能一概而论。但是搞干净总是应该的，家贫家富都要干净利落，和投入没关系。

菜场里已经布置很多的大垃圾桶，一般如下规格：

我在观察之后发现，垃圾站管理和排水沟改造在技术上是密切相关的，所以也纳入了本次研究。3.2.2.改造原则

垃圾站是菜场的最后一个节点，“脏”是基本特点。蔬菜水果、粮油米面、南北货等品类产生的干垃圾直接收纳到放置在菜场内的垃圾桶内。建议在垃圾桶内布置对应大小的塑料袋，收集转运倾倒的时候不要随地散落。水产肉类等高蛋白高含水固体垃圾配置自动翻盖的垃圾桶，及时封闭。液体垃圾即污水需要及时处理。所有的垃圾桶内的塑料袋口配置抽绳，在掀开之前先把口袋扎起来。

1.不增加新的空间，尽量利用现有空间，必要的空间是无法避免

2.尽量密封，尽量把垃圾都收纳到密闭空间和容器里，所有垃圾桶都配置带抽绳的内衬塑料袋3.预处理垃圾，通过无害化学方式除去有害物质特别是蛋白质污染物，如硫化氢、磷和膦类、胺类（TMA 等）、苯类、吲哚

4.采用低能耗干燥设备，把垃圾搞干

5.在过程中处理，不在垃圾站这个最后的粪池处理，减少工作任务，实现分布式处理

3.2.3.垃圾站进水和排水

菜场的污水不要直接排入城市下水道，应该自成体系，先进入垃圾站，处理后再排放。

污水收集到垃圾站后，水槽改为密闭的管道。

垃圾站污水处理机构和流程：

水箱设计

3.2.4.药品选择

1.广谱杀菌类，如漂白粉、硫酸铝等，消除了细菌和病毒，污水就不会发臭了

2.促进沉淀的沉淀剂，如硫酸铝、碳酸钠等溶液

3.气体吸附，选择焦炭类的吸附包，把发酵产生的气体及时吸附掉，每次更新清洗后晾干可以重复使用

3.2.5.配置水质检测仪器

排水之前要检测水质，不合格的不能排放，应该再次加药直至合格才能排放。

第四章 总结

基于上述多维度分析及综合考量，通过改造菜场的排水沟系统和垃圾堆改造来理顺菜场的垃圾处理体系，是一个性价比高的方案。通过我的反复试验和交叉对比，本方案能够达到从技术上解决菜场异味问题的目的。

这只是一个开始，通过这次研究，我对科技产生了强烈的兴趣，为能够把所学的知识用于实际感到高兴，也给我带来了巨大的成就感。将来我将利用业余时间进一步细化研究，争取能够应用到实际生活中，为农贸市场的现代化改造提供方案，为提升我们的城市形象尽我绵薄之力，为提高人们的生活水平贡献力量。

第五章 参考文献

1.《污水处理工程》中国建筑工业出版社出版，作者李世华

2.《上海市商品交易市场管理条例》《标准化菜市场设置与管理规范》（DB31∕T344-2020）《上海市商业空间布局专项规划（2022-2035 年）》《关于修订<“菜篮子”市长负责制考核办法实施细则>的通知》（农市发〔2023〕1 号）以及《2023 年上海市示范性智慧菜场建设工作方案》（沪商运行〔2023〕21 号）