某化工園區(qū) “ 一企一管 ” 廢水收集與監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要: 為了遏止園區(qū)化工企業(yè)將高濃度廢水或未達(dá)標(biāo)廢水直接排入市政管道 ， 保證下游污水處理廠生化系統(tǒng)的良好運(yùn)行 ， 對(duì)園區(qū)原有污水地下收集系統(tǒng)進(jìn)行改造 。 改造工程采用了實(shí)用的 “ 一企一管 ” 設(shè)計(jì)方案 ， 各排污企業(yè)經(jīng)各自單獨(dú)的排水管道壓力輸送到園區(qū)工業(yè)污水處理廠 ， 并對(duì)各排污企業(yè)排污水質(zhì)水量進(jìn)行單獨(dú)監(jiān)測和控制。

摘要：為了遏止園區(qū)化工企業(yè)將高濃度廢水或未達(dá)標(biāo)廢水直接排入市政管道 ， 保證下游污水處理廠生化系統(tǒng)的良好運(yùn)行 ， 對(duì)園區(qū)原有污水地下收集系統(tǒng)進(jìn)行改造 。 改造工程采用了實(shí)用的 “ 一企一管 ” 設(shè)計(jì)方案 ， 各排污企業(yè)經(jīng)各自單獨(dú)的排水管道壓力輸送到園區(qū)工業(yè)污水處理廠 ， 并對(duì)各排污企業(yè)排污水質(zhì)水量進(jìn)行單獨(dú)監(jiān)測和控制 。

 

引言

 

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(yùn)行成本較低,但缺乏對(duì)各企業(yè)外排廢水水質(zhì)水量的實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制 ， 同時(shí)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(jì)某化工園區(qū)外排污水管路系統(tǒng)時(shí)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(jìn)水監(jiān)測站 ， 且在進(jìn)水監(jiān)測站內(nèi)為每戶排污管路設(shè)置獨(dú)立的監(jiān)測和控制系統(tǒng) ， 各企業(yè)排污情況一目了然 ， 對(duì)排污企業(yè)的管控有理有據(jù).將 “ 一企一管 ” 落到實(shí)處。

 

1 化工園區(qū)狀況 、 排水現(xiàn)狀及改造思路

 

1.1 園區(qū)狀況

 

此化工園區(qū)是以高科技項(xiàng)目 、 精細(xì)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(gè)綜合型工業(yè)園區(qū) 。 園區(qū)總規(guī)劃范圍約 5 km 2 ， 目前有 12 家企業(yè)排放廢水 ， 主要來自有機(jī)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(duì)廢水進(jìn)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(shí)現(xiàn)了污染物點(diǎn)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(duì)各企業(yè)排污進(jìn)行有效監(jiān)測和控制 . 廢水水質(zhì)水量波動(dòng)較大且可生化性差 ， 導(dǎo)致下游市政污水處理廠不堪重負(fù),甚至出水時(shí)常出現(xiàn)不達(dá)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(jìn)入市政污水處理廠進(jìn)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(jì) , 即為每家排污企業(yè)單獨(dú)設(shè)立一根廢水排放管 , 管線上設(shè)置流量計(jì) 、 取樣分析裝置和控制閥等對(duì)各企業(yè)排污情況單獨(dú)監(jiān)測和自動(dòng)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 “ 一企一管 ” 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

 

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(diǎn)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(xì) 、 自重較小的情況 ， 可根據(jù)場地實(shí)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(fèi)用 、 維護(hù)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(shí) ， 依據(jù)實(shí)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(diǎn)總結(jié)如下 ： 鋼筋混凝土管道價(jià)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(jià)格昂貴 ， 且管道自重較大易造成支吊架費(fèi)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(jì)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(jì)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(jì)

 

依據(jù) 《 室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范 》 （ GB 50014-2006,2016 年版 ） 的要求 ， 壓力排水管道的設(shè)計(jì)流速宜采用 0.7-2 m/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(yáng)程太高 、 運(yùn)行費(fèi)用升高 ， 同時(shí)管道可能會(huì)被沖刷損壞 。 壓力排水管道管徑宜大于 50 mm, 太細(xì)容易被誤折斷或損壞 ， 且過細(xì)的管道安置于橋架上時(shí)容易自垂甚至斷裂 。 根據(jù)各廠的排放水量 、 排放特點(diǎn)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(jì)

 

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(jià) 。 考慮到將來新建企業(yè)排污需求 ， 橋架設(shè)計(jì)時(shí)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(diǎn)安裝排凈閥 。 對(duì)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(diǎn)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(jì)

 

監(jiān)測站設(shè)計(jì)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(jì) ， 當(dāng)流量或水質(zhì)超出設(shè)定值時(shí)自動(dòng)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(jìn)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(shí)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(hù) 。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(shí)測數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至當(dāng)?shù)丨h(huán)保局。

 

2.6 工程投資 （ 表 2 ）

 

表 2 工程費(fèi)用內(nèi)容及費(fèi)用估算

3 結(jié)語

 

實(shí)時(shí)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(dòng)控制系統(tǒng) ， 對(duì)各企業(yè)外排水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)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(tái) , 實(shí)時(shí)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(shí) ， 控制閥門自動(dòng)關(guān)閉 。 污水處理費(fèi)實(shí)現(xiàn)以量計(jì)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(jì)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(shí) ， 控制閥門自動(dòng)關(guān)閉,污水無法外排。

 

參考文獻(xiàn)

【1】陸國鋒、顧潔、王樹東等.工業(yè)園區(qū)壓力式污水收集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 防洪排水 ,2012, （ 12 ） :100-103.

【2】李都望、王禮敬 、李靖 等.某工業(yè)園區(qū) “ 一企一管 ” 壓力污水收集系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J]. 中國給水排水 ,2013,29 （ 20 ） ： 85-87.

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