張林軍

（江西省中贛投勘察設(shè)計有限公司，江西南昌 330029）

污水收集系統(tǒng)是化工園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著污（廢）水收集輸送的重任。長期以來，污水收集管網(wǎng)基本采用重力流埋地敷設(shè)方式，該方式具有規(guī)范成熟、施工方便、投資較少及運(yùn)行成本低等特點(diǎn)[1-2]。近年來，國家對生態(tài)環(huán)境保護(hù)極其重視，污水處理要求不斷提質(zhì)增效，而化工園區(qū)污水成分復(fù)雜，處理成本也不斷提高，部分企業(yè)為了短期效益鋌而走險，出現(xiàn)偷排、漏排等違規(guī)排放問題，但污水管埋地不具備完全可視條件，難以有效監(jiān)管。

1 排水現(xiàn)狀及存在問題

1.1 園區(qū)概況

該化工園區(qū)是當(dāng)?shù)厥形姓疄榱思涌飚?dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)建設(shè)，在合理利用當(dāng)?shù)刈匀毁Y源的背景條件下提出成立的，距市中心約6 km 左右，總用地面積1 196.67 hm2（另有發(fā)展預(yù)留用地313.79 hm2），東西長約3 010 m，南北長約5 388 m，是江西省十大新型工業(yè)產(chǎn)業(yè)基地之一。

經(jīng)過不斷發(fā)展，園區(qū)已形成了以真空制鹽為基礎(chǔ)，以氯堿和焦炭等基礎(chǔ)化工為龍頭，以精細(xì)化工和化工新材料為延伸，資源循環(huán)利用、高效利用的產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。園區(qū)落戶企業(yè)30 余家，涉及產(chǎn)品40 余種，主要包括工業(yè)鹽、純堿、燒堿、氯氣、氫氣、芒硝、水合肼、ADC 發(fā)泡劑、四氯乙烷、PVC、三氯氫硅、太陽能超白玻璃、搗固焦、煤焦油以及偏氯乙烯等。

1.2 排水現(xiàn)狀

目前，園區(qū)進(jìn)駐企業(yè)多數(shù)已投產(chǎn)，新建排水管道均采用雨污分流敷設(shè)，分設(shè)雨、污水管。園區(qū)排水采用雨、污分流制，但無市政雨水管，雨水散排，污水管沿道路埋地敷設(shè)，除部分新開發(fā)區(qū)域外基本覆蓋。

園區(qū)污水處理廠位于園區(qū)北角，總占地面積約7.13 hm2，其中，一期占地約2.93 hm2，已建成日處理污水規(guī)模10 000 m3/d。預(yù)計二期日處理污水規(guī)模20 000 m3/d，三期日處理污水規(guī)模30 000 m3/d。污水處理廠一期處理工藝為生化工藝，污水主要處理流程為調(diào)節(jié)→初沉→水解酸化→改良SBR →循環(huán)澄清→紫外消毒→出水。

1.3 存在問題

（1）管網(wǎng)損漏破壞生態(tài)環(huán)境。園區(qū)建成區(qū)雖然基本按雨、污水分流進(jìn)行了污水管網(wǎng)建設(shè)，隨著使用時間的增加，加上管道接口多，以及施工時管道基礎(chǔ)及回填質(zhì)量參差不齊，部分管段因年久失修存在不同程度破損、滲漏，甚至塌陷或損壞等現(xiàn)象，但由于污水管均埋地敷設(shè)，難以找到出現(xiàn)問題的具體點(diǎn)位，管網(wǎng)的嚴(yán)密性無法保證，導(dǎo)致污水進(jìn)入園區(qū)附近自然水體。而化工園區(qū)污水成分復(fù)雜，不僅對周邊生態(tài)環(huán)境造成威脅，還會影響市民身體健康和城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

（2）超標(biāo)污水排放難以監(jiān)管。按規(guī)定，園區(qū)企業(yè)的污（廢）水應(yīng)經(jīng)企業(yè)內(nèi)部預(yù)處理達(dá)到納管標(biāo)準(zhǔn)后統(tǒng)一排入園區(qū)污水管網(wǎng)，再輸送至污水處理廠。部分企業(yè)工業(yè)污（廢）水未經(jīng)有效處理或預(yù)處理不到位，甚至未經(jīng)預(yù)處理直接排入園區(qū)污水管，這些污水進(jìn)入污水廠后使處理負(fù)荷和處理難度急劇增加，導(dǎo)致污水廠運(yùn)行不穩(wěn)定，出水超標(biāo)現(xiàn)象時有發(fā)生。但由于目前各企業(yè)污（廢）水均未實現(xiàn)單管單獨(dú)排放，無法對各生產(chǎn)企業(yè)的污（廢）水實施全程、實時監(jiān)控，無法核查出具體哪家企業(yè)違規(guī)排放污水，因此難以進(jìn)行有效監(jiān)管和處罰。

（3）污水偷排偷運(yùn)使污水廠運(yùn)行效果難以保證。目前直接埋地污水管為開放式系統(tǒng)，檢查井眾多，部分企業(yè)使用水泵甚至槽罐車將超標(biāo)污水通過道路沿線污水檢查井進(jìn)行偷排，導(dǎo)致污水廠運(yùn)行困難，雖然曾采取了將檢查井密閉的措施，但由于埋地管網(wǎng)很容易被企業(yè)破口，因此收效甚微。

（4）隨著入園企業(yè)的數(shù)量和規(guī)模不斷擴(kuò)大，園區(qū)內(nèi)相應(yīng)的排水量隨之增大，而且化工企業(yè)污水排放量較大，園區(qū)內(nèi)已有部分排水管道的排水能力難以滿足新增企業(yè)的排水要求，需進(jìn)行改建、擴(kuò)建。

2 改造思路及方案論證

2.1 改造思路

針對上述存在的問題，為保證園區(qū)污水全收集、全處理，保障污水處理廠的正常運(yùn)行及穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，實現(xiàn)企業(yè)污水從產(chǎn)生到收集、再到輸送及處理全過程監(jiān)管，可從滿足相關(guān)政策文件要求及系統(tǒng)性統(tǒng)籌設(shè)計對現(xiàn)有污水收集系統(tǒng)進(jìn)行提升改造，以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[3-4]。

（1）政策文件要求。為認(rèn)真落實中央、國務(wù)院關(guān)于打好污染防治攻堅戰(zhàn)的決策部署，根據(jù)全省中央環(huán)保督察“回頭看”問題整改動員部署會暨全省污染防治攻堅戰(zhàn)推進(jìn)會會議精神及《江西省污染防治攻堅戰(zhàn)八大標(biāo)志性戰(zhàn)役總體方案》要求，江西省生態(tài)環(huán)境保護(hù)委員會制定了《江西省污染防治攻堅戰(zhàn)化工園區(qū)整治專項行動實施方案》，明確要求“園區(qū)內(nèi)廢水應(yīng)采用專管或明管輸送，鼓勵實施‘一企一管’”。考慮到本園區(qū)為省級重點(diǎn)園區(qū)，本工程按照“一企一管”進(jìn)行設(shè)計。

（2）系統(tǒng)性統(tǒng)籌設(shè)計。①全面分析和研究當(dāng)?shù)嘏潘芫W(wǎng)建設(shè)情況，以當(dāng)?shù)匦枨鬄閷?dǎo)向，充分考慮當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)，城鎮(zhèn)建設(shè)的現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)劃，根據(jù)政府財政投入計劃，量力而行，分期實施，因地制宜，以重點(diǎn)解決當(dāng)前重大問題為原則，確定項目建設(shè)規(guī)模，建設(shè)內(nèi)容及建設(shè)時序，從整體和全局的角度進(jìn)行設(shè)計，做到項目建設(shè)與總體規(guī)劃及相關(guān)規(guī)劃相協(xié)調(diào)。②依據(jù)所收集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，科學(xué)分析，吸收國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗，使設(shè)計在技術(shù)上科學(xué)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理可行。③充分考慮當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)，園區(qū)建設(shè)的現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)劃，從整體和全局的角度進(jìn)行考慮。排水管道尺寸按遠(yuǎn)期規(guī)劃的最高日、最高時設(shè)計流量設(shè)計，并適度考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要。

2.2 方案論證

根據(jù)污水管道位于地面的位置情況，可分為埋地敷設(shè)和架空敷設(shè)。其中埋地敷設(shè)根據(jù)管道是否與土壤直接接觸又分為直接埋地敷設(shè)和管溝敷設(shè)，且一般來說，埋地敷設(shè)常用于重力自流污水管道敷設(shè)，架空敷設(shè)用于壓力流污水管道敷設(shè)。本項目通過考慮以下幾方面內(nèi)容對管溝敷設(shè)和架空敷設(shè)進(jìn)行比選。（1）園區(qū)企業(yè)數(shù)量眾多，現(xiàn)狀地下管線較多，且尚在高速發(fā)展中，管溝敷設(shè)占用地下空間大，且容易與地下其他管線發(fā)生交叉碰撞；管溝承載力有限，化工園區(qū)大型車輛出入較多，不便使用[5]；管溝容易積水，且排水不便，當(dāng)管道出現(xiàn)滲漏或破損時亦不易被發(fā)現(xiàn)，加上化工污水成分復(fù)雜，易導(dǎo)致管理及維修人員安全風(fēng)險增大。（2）架空敷設(shè)時污水管道均為明管敷設(shè)，可視條件好，方便管道的管理，且可有效防止管道滲漏對土壤及地下水的污染；同時，管道均為有壓管道，不易發(fā)生管道堵塞和淤積而影響管道的輸送能力；此外，架空敷設(shè)便于在管道安裝監(jiān)測、監(jiān)控設(shè)施，從而實現(xiàn)對企業(yè)污水排放的嚴(yán)格監(jiān)管，避免出現(xiàn)偷排、漏排及排放水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象。鑒于上述原因，為實現(xiàn)企業(yè)污水全收集輸送、全處理，以及園區(qū)對企業(yè)的高效管理，設(shè)計確定采用架空敷設(shè)方式對園區(qū)污水收集系統(tǒng)進(jìn)行提升改造。

根據(jù)支架高出地面的距離大小，架空敷設(shè)又分為低支架、中支架和高支架。低支架敷設(shè)時便于施工、安裝和檢修，維護(hù)容易，工程造價低；但管道較多時，低支架管道需占用較大的地面空間，影響美觀。而中、高支架多采用管橋敷設(shè)方式，管道支架間距大，不影響通行；且管道安裝后，整體比較美觀。綜合考慮本園區(qū)建設(shè)及入駐企業(yè)情況，為便于檢修，并保證造價合理，本設(shè)計污水排放主要采用中、高支架，輔以部分低支架的方式進(jìn)行敷設(shè)，即對道路沿線污水管道數(shù)量較少（10 根及以下）的路段采用低支架敷設(shè)形式，對道路沿線污水管道數(shù)量較多的路段采用中、高支架敷設(shè)形式。

3 總體設(shè)計

針對園區(qū)排水系統(tǒng)存在的問題，根據(jù)國家及地方政策文件要求，同時考慮園區(qū)的發(fā)展，本項目采用新建地上架空管廊，各企業(yè)采用一企一管壓力流方式于管廊內(nèi)明管敷設(shè)污水排放管，形成“一企一管，架空敷設(shè)”，從企業(yè)到污水廠點(diǎn)對點(diǎn)污水收集輸送系統(tǒng)。具體收集輸送流程為：各企業(yè)污水經(jīng)企業(yè)內(nèi)部預(yù)處理達(dá)到污水處理廠納管標(biāo)準(zhǔn)后，由企業(yè)內(nèi)污水泵提升并送至就近的架空管廊內(nèi)污水管，再沿架空管廊送至污水處理廠統(tǒng)一處理。結(jié)合園區(qū)規(guī)劃發(fā)展情況，項目分期實施，近期服務(wù)企業(yè)23 家，遠(yuǎn)期增加16 家，共39 家。

3.1 管線選擇

本著合理選擇污水管網(wǎng)線路的原則，污水管的布置應(yīng)盡可能使所有服務(wù)面積上的污水能被合理收集，并盡量布置在道路沿線兩側(cè)污水排放企業(yè)較為集中的路段，最終將收集的污水輸送至污水處理廠。園區(qū)目前主要建設(shè)有鄱陽路、鹽化大道、西湖路、井岡路、武夷道、廬山道、昆侖路及環(huán)園南路等道路。根據(jù)園區(qū)現(xiàn)狀企業(yè)分布情況，并結(jié)合現(xiàn)狀道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況，同時兼顧園區(qū)建設(shè)發(fā)展規(guī)劃，經(jīng)過多次現(xiàn)場踏勘及方案論證，并征求建設(shè)單位及相關(guān)部門意見，本工程設(shè)計于西湖路、武夷道、鹽化大道和鄱陽路設(shè)置架空污水管廊，如圖1 所示。

圖1 管廊路線布置圖

3.2 管廊設(shè)計

近期管廊主要沿西湖路、武夷道、鹽化大道和鄱陽路架設(shè)，總長約6.3 km，遠(yuǎn)期根據(jù)園區(qū)發(fā)展情況進(jìn)行延伸或增加。管道系統(tǒng)如圖2 所示。

圖2 管道系統(tǒng)圖

（1）管廊位置。管廊主要沿現(xiàn)有道路兩側(cè)綠化帶布置，污水架空管線之間與建（構(gòu)）筑物之間的最小水平凈距按《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》（GB 50289—2016）[6]表5.0.8 的規(guī)定執(zhí)行；污水架空管線之間與建（構(gòu)）筑物之間的最小垂直凈距按《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》（GB 50289—2016）表5.0.9的規(guī)定執(zhí)行。

（2）管廊高度。管廊采用中、高支架布置，以中支架敷設(shè)為主，管廊過道路交叉口、企業(yè)出入口和車輛通行處均采用高支架敷設(shè)。設(shè)計中支架管廊高度為2.5 ～3.0 m，高支架管廊高度為5.0 ～5.5 m。

（3）管廊跨距。管廊橫向跨距為2.2 m（兩支墩中心橫向距離），相鄰支墩的主跨距以15 m 為主，固定支架和高支架的兩側(cè)采用4 m 跨距。為不影響基地內(nèi)各類車輛通行，架空管廊經(jīng)過基地主干道交叉口和企業(yè)主要出入口處的管廊跨距適當(dāng)加大，如圖3所示。

圖3 管廊跨距圖

（4）管道補(bǔ)償。架空污水管道熱補(bǔ)償方式主要利用管道的升降及補(bǔ)償器的方式進(jìn)行補(bǔ)償，管道每隔100 ～200 m 設(shè)升降式補(bǔ)償器（方形補(bǔ)償器）1 座。

（5）排氣。各段污水架空管廊的最高處、高位變坡點(diǎn)均設(shè)置自動排氣閥，電動蝶閥的型號為D971F4；排氣閥的設(shè)置在直管段上開一DN50 的孔，焊接DN50 的支管，在支管上安裝DN50 的型號為SCAR 的復(fù)合式污水排氣閥。

3.3 管材選擇

適合污（廢）水排放用的輸送管材有很多，但考慮到本工程設(shè)計污水管道均為露天架空、有壓流的輸送方式，管材需具有足夠的剛度和強(qiáng)度。因此，設(shè)計選用加厚的無縫鋼管（GB/T 8163—2008）和鋼塑復(fù)合管（GB/T 28897—2012）進(jìn)行比選?？紤]到加厚型無縫鋼管強(qiáng)度高、剛度大、膨脹系數(shù)小，可有效減少管道支墩、支座的數(shù)量，對沿線其他管線影響較小，便于施工；防暴曬及防老化性能強(qiáng)，同時與管廊結(jié)合相對容易。因此，設(shè)計管材推薦采用加厚型無縫鋼管。

4 監(jiān)控系統(tǒng)

本項目按照《關(guān)于明確我省工業(yè)園區(qū)集中污水處理廠出水排放標(biāo)準(zhǔn)和進(jìn)水接管標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)定的通知》（贛環(huán)評字〔2011〕278 號）要求制定了進(jìn)入污水管網(wǎng)的水質(zhì)要求。因此，為便于監(jiān)管，防止企業(yè)污水偷排及違規(guī)排放，同時便于厘清責(zé)任，本項目于管廊末端、各企業(yè)污水管道進(jìn)污水處理廠前，設(shè)置專用集水池及監(jiān)控室，企業(yè)污水收集后先送至集水池（分為若干格），經(jīng)在線監(jiān)測合格后通過集水池總管自流至污水處理廠進(jìn)水設(shè)施。監(jiān)控室為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，其內(nèi)設(shè)置在線監(jiān)測儀，通過設(shè)置于企業(yè)污水管道末端的采樣管將水樣輸送至在線監(jiān)測儀，對各企業(yè)污水主要排放指標(biāo)進(jìn)行實時監(jiān)控。同時各企業(yè)污水排放管道末端均設(shè)置電動蝶閥，電動蝶閥聯(lián)鎖污水取樣、監(jiān)測裝置，用于企業(yè)污水管道的啟停。

集水池尺寸為54.0 m×13.2 m×4.2 m（長×寬×高，下同），共分18 個分水池，其中6 個分水池為二期企業(yè)預(yù)留。設(shè)計每個分水池大小為6.0 m×5.4 m×4.2 m，分水池按企業(yè)日排水量大小進(jìn)行分配，對日排水量較小企業(yè)采用2 ～3 個企業(yè)共用1 個分水池，錯時使用，分開排水；對日排水量大的企業(yè)單獨(dú)設(shè)置1 個分水池。

設(shè)計監(jiān)測指標(biāo)NH3-N、COD、pH，當(dāng)監(jiān)測到指標(biāo)超標(biāo)時，通過自控裝置將企業(yè)污水排放管上的電動蝶閥關(guān)閉，停止企業(yè)污水排放，同時采取措施處理。待水質(zhì)正常后，手動開啟電動蝶閥，并對企業(yè)管道始末段進(jìn)行流量監(jiān)控，避免偷排漏排。

5 結(jié)語

由于化工園區(qū)污水管網(wǎng)不完善，埋地敷設(shè)污水管無法全程核查，無法對各生產(chǎn)企業(yè)的污（廢）水實施全程、實時和有效監(jiān)管，因此本工程設(shè)計采用“一企一管、架空敷設(shè)”，點(diǎn)對點(diǎn)、有壓流方式將每家企業(yè)污（廢）水獨(dú)立輸送至污水處理廠，可實現(xiàn)對各生產(chǎn)企業(yè)的污（廢）水全程、實時和有效監(jiān)管，確保污（廢）水安全輸送至污水處理廠，同時減少污水輸送過程中出現(xiàn)的跑冒滴漏等現(xiàn)象。項目建成運(yùn)行以來，有效解決了園區(qū)企業(yè)偷排、漏排及超標(biāo)排放等違規(guī)排放問題，保障了污水廠的正常運(yùn)行，并切實有效地改善了污水收集和排放過程中對片區(qū)環(huán)境、水體造成的污染，對保護(hù)園區(qū)水生態(tài)安全、改善環(huán)境質(zhì)量、提高園區(qū)品位以及助力招商引資起到積極作用，可供參考。