目前國內(nèi)大部分工業(yè)園區(qū)外排廢水采取重力排水形式小幻,該方式的投資和運行成本較低,但缺乏對各企業(yè)外排廢水水質(zhì)水量的實時監(jiān)測和控制,同時難以杜絕偷排漏排的現(xiàn)象,為克服重力排水帶來的弊端,在設(shè)計某化工園區(qū)外排污水管路系統(tǒng)時采用壓力排水的形式,即每家企業(yè)設(shè)置一條專屬的排污管道,直接送至園區(qū)污水處理廠前端的進水監(jiān)測站,且在進水監(jiān)測站內(nèi)為每戶排污管路設(shè)置獨立的監(jiān)測和控制系統(tǒng),各企業(yè)排污情況一目了然,對排污企業(yè)的管控有理有據(jù),將“ 一企一管 ”落到實處。
1.1 園區(qū)狀況
此化工園區(qū)是以高科技項目、精細化和煤化工為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè).兼顧其他相關(guān)行業(yè)的一個綜合型工業(yè)園區(qū)。園區(qū)總規(guī)劃范圍約5km2,目前有12家企業(yè)排放廢水,主要來自有機化工和醫(yī)藥中間體生產(chǎn)企業(yè)。
1.2 排水現(xiàn)狀
目前,此化工園區(qū)內(nèi)無工業(yè)污水處理廠對廢水進行集中處理,各排污企業(yè)在環(huán)保部門要求下建設(shè)了企業(yè)污水處理站,實現(xiàn)了污染物點源減排控制,工業(yè)廢水經(jīng)各企業(yè)污水處理站預(yù)處理后排入市政管網(wǎng),最終排入當(dāng)?shù)厥姓鬯幚韽S。由于未能有效對各企業(yè)排污進行有效監(jiān)測和控制廢水水質(zhì)水量波動較大且可生化性差,導(dǎo)致下游市政污水處理廠不堪重負,甚至出水時常出現(xiàn)不達標(biāo)的情況。
1.3 改造思路
為避免園區(qū)工業(yè)廢水直接排入下游市政污水處理廠嚴(yán)重沖擊生化系統(tǒng),園區(qū)即將新建1座工業(yè)污水處理廠,廢水通過預(yù)處理降低其毒性和提高可生化性,經(jīng)預(yù)處理后工業(yè)廢水再匯入市政污水管網(wǎng),進入市政污水處理廠進行集中處理。
各企業(yè)外排污水收集管網(wǎng)采用“ 一企一管 ”設(shè)計,即為每家排污企業(yè)單獨設(shè)立一根廢水排放管,管線上設(shè)置流量計、取樣分析裝置和控制閥等對各企業(yè)排污情況單獨監(jiān)測和自動管控,監(jiān)測后廢水匯集流入工業(yè)廢水處理廠集水池 ,見圖1
2.1 布管方式選擇
壓力排水管路在布置上通常分為管溝敷設(shè)、埋管敷設(shè)和明管敷設(shè),各種敷設(shè)方式的優(yōu)缺點總結(jié)如下:
管溝敷設(shè)是將管道并排敷設(shè)在管溝內(nèi),上蓋混凝土蓋板或玻璃鋼格板,整齊美觀且檢修方便;但雨水或管道污水容易滲透引起管溝積水,管道保溫層的包覆和更換比較困難,而且管溝承載力有限,有大型車輛通過的地區(qū)不便使用管溝敷設(shè)。
埋管敷設(shè)是采用開槽、頂管或拉管方式將管道埋入地下埋管敷設(shè)有利于保持工業(yè)園區(qū)的美觀,即使在寒冷冬季管道也不上凍;但埋管不便于管道檢修,且管道破損或地下水入滲均無法察覺。
明管敷設(shè)是壓力管道敷設(shè)通常采用的方式,尤其適用于管徑細、自重較小的情況,可根據(jù)場地實際空地情況靈活布置,且可通過設(shè)置單層或雙層橋架安放多條管路。
綜合考慮投資費用、維護便利性及園區(qū)整體規(guī)劃要求 ,本工程基本采用明管敷設(shè)。僅過道路或廠區(qū)門口且桁架鋪設(shè)有難度時,依據(jù)實際情況采用埋管敷設(shè)。
2.2 污水管材選擇
污水排水管常用材質(zhì)為鋼筋混凝土管道、金屬管道( 碳鋼管道、球墨鑄鐵)、玻璃鋼夾砂管、PE塑料管、PVC 塑料管。各種管材的優(yōu)缺點總結(jié)如下:鋼筋混凝土管道價格便宜,但由于管節(jié)短、接頭多、承壓能力差等原因基本不用于壓力排水管道,多用于重力排水管道;金屬管道能承受高內(nèi)壓、高外壓且不易滲漏,但價格昂貴,且管道自重較大易造成支吊架費用上升;塑料管代表性材質(zhì)是PVC塑料管和PE塑料管,均在排水系統(tǒng)設(shè)計中有廣泛應(yīng)用,塑料管自重輕、布管便捷。相比之下PE塑料管比PVC塑料管有更好的抗開裂性能和耐沖擊性能。
綜合比較各類管材的使用性能和經(jīng)濟因素,本工程污水管路材質(zhì)選用PE塑料管。
2.3 污水管徑設(shè)計
依據(jù)《室外排水設(shè)計規(guī)范》(GB50014-2006,2016年版)的要求,壓力排水管道的設(shè)計流速宜采用0.7-2m/s,流速過低容易引起淤積;流速過高則管路沿程損失太大,造成泵的揚程太高、運行費用升高,同時管道可能會被沖刷損壞。壓力排水管道管徑宜大于50mm,太細容易被誤折斷或損壞,且過細的管道安置于橋架上時容易自垂甚至斷裂 。根據(jù)各廠的排放水量、排放特點和調(diào)節(jié)池規(guī)模,各企業(yè)外排污水水管管徑確定如表1所示。
2.4 橋架設(shè)計
根據(jù)此化工園區(qū)統(tǒng)一規(guī)劃要求,園區(qū)內(nèi)廢水收集管網(wǎng)采用統(tǒng)一管廊,既有利于美觀、又節(jié)省工程造價。考慮到將來新建企業(yè)排污需求,橋架設(shè)計時預(yù)留將來管路位置。為防止管道自垂,橋架層每隔適當(dāng)距離敷設(shè)角鋼。為方便管道檢修本管網(wǎng)工程在管路沿線低點安裝排凈閥。對長期不排水的管路,為防止冬天存水結(jié)凍,也可通過排凈閥將存水排凈。為減少管內(nèi)空氣在高點積存引起排水不暢,在跨越道路和廠區(qū)門口的高位管道上安裝排氣閥,見圖2。
2.5 監(jiān)測站設(shè)計
監(jiān)測站設(shè)計為兩層,一層布置管路室、監(jiān)測井陣列和匯水渠,二層布置監(jiān)測柜室和監(jiān)控室。各室功能如下:
管路室布置在一層兩側(cè),各企業(yè)污水管成排布置在管路室,各管路均安裝閥門和電磁流量計,當(dāng)流量或水質(zhì)超出設(shè)定值時自動切斷企業(yè)排水管;一層中間為監(jiān)測井陣列,監(jiān)測井下方布置匯水渠,各企業(yè)排水管泄水至各自監(jiān)測井,井內(nèi)安裝pH/T.SS探測器,并通過取樣泵取水樣送至二層監(jiān)測柜室進行COD/NH:i-N/TN/TP測試,監(jiān)測井上方采用玻璃鋼格板覆蓋,方便肉眼觀察各企業(yè)排污情況。
二層監(jiān)測柜室放置監(jiān)測柜、二次儀表、配電柜和控制柜、位于兩側(cè)一字排開,中間為參觀通道;為保證電氣設(shè)備的有效散熱,監(jiān)測柜室加裝軸流風(fēng)扇;同時為保證監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性防止人為篡改數(shù)據(jù),監(jiān)測柜室?guī)фi并交于政府授信的第三方管理和設(shè)備維護。監(jiān)測柜室一側(cè)設(shè)置監(jiān)控室;監(jiān)測柜室內(nèi)安放數(shù)采儀,將實測數(shù)據(jù)遠傳至當(dāng)?shù)丨h(huán)保局。
2.6 工程投資(表2)
表2工程費用內(nèi)容及費用估算
實時監(jiān)控企業(yè)排污情況:在水廠端監(jiān)測井安裝排污總量自動控制系統(tǒng),對各企業(yè)外排水質(zhì)進行實時監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果通過傳輸系統(tǒng)傳送到總量控制平臺,實時監(jiān)控企業(yè)排污情況。
全天候、科學(xué)化智能控制及管理,有效避免超標(biāo)外排, 當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到企業(yè)外排水超標(biāo)時,控制閥門自動關(guān)閉。污水處理費實現(xiàn)以量計征,應(yīng)收盡收,更加公平、合理。排污企業(yè)控制系統(tǒng)通過排污口計量裝置核算污水排放量。當(dāng)污水排放超過企業(yè)購買的污水排放量時,控制閥門自動關(guān)閉,污水無法外排。
編輯:環(huán)保365
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