某化工園區 “ 一企一管 ” 廢水收集與監測系統設計

摘要: 為了遏止園區化工企業將高濃度廢水或未達標廢水直接排入市政管道 ， 保證下游污水處理廠生化系統的良好運行 ， 對園區原有污水地下收集系統進行改造 。 改造工程采用了實用的 “ 一企一管 ” 設計方案 ， 各排污企業經各自單獨的排水管道壓力輸送到園區工業污水處理廠 ， 并對各排污企業排污水質水量進行單獨監測和控制。

摘要：為了遏止園區化工企業將高濃度廢水或未達標廢水直接排入市政管道 ， 保證下游污水處理廠生化系統的良好運行 ， 對園區原有污水地下收集系統進行改造 。 改造工程采用了實用的 “ 一企一管 ” 設計方案 ， 各排污企業經各自單獨的排水管道壓力輸送到園區工業污水處理廠 ， 并對各排污企業排污水質水量進行單獨監測和控制 。

 

引言

 

目前國內大部分工業園區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,但缺乏對各企業外排廢水水質水量的實時監測和控制 ， 同時難以杜絕偷排漏排的現象 ， 為克服重力排水帶來的弊端 ， 在設計某化工園區外排污水管路系統時采用壓力排水的形式 ， 即每家企業設置一條專屬的排污管道 ， 直接送至園區污水處理廠前端的進水監測站 ， 且在進水監測站內為每戶排污管路設置獨立的監測和控制系統 ， 各企業排污情況一目了然 ， 對排污企業的管控有理有據.將 “ 一企一管 ” 落到實處。

 

1 化工園區狀況 、 排水現狀及改造思路

 

1.1 園區狀況

 

此化工園區是以高科技項目 、 精細化和煤化工為主導產業.兼顧其他相關行業的一個綜合型工業園區 。 園區總規劃范圍約 5 km 2 ， 目前有 12 家企業排放廢水 ， 主要來自有機化工和醫藥中間體生產企業 。

 

1.2 排水現狀

 

目前 ， 此化工園區內無工業污水處理廠對廢水進行集中處理 ， 各排污企業在環保部門要求下建設了企業污水處理站,實現了污染物點源減排控制 ， 工業廢水經各企業污水處理站預處理后排入市政管網 ， 最終排入當地市政污水處理廠 。 由于未能有效對各企業排污進行有效監測和控制 . 廢水水質水量波動較大且可生化性差 ， 導致下游市政污水處理廠不堪重負,甚至出水時常出現不達標的情況 。

 

1.3 改造思路

 

為避免園區工業廢水直接排入下游市政污水處理廠嚴重沖擊生化系統 ， 園區即將新建 1 座工業污水處理廠 ， 廢水通過預處理降低其毒性和提高可生化性 , 經預處理后工業廢水再匯入市政污水管網 ， 進入市政污水處理廠進行集中處理 。

 

各企業外排污水收集管網采用 “ 一企一管 ” 設計 , 即為每家排污企業單獨設立一根廢水排放管 , 管線上設置流量計 、 取樣分析裝置和控制閥等對各企業排污情況單獨監測和自動管控 ， 監測后廢水匯集流入工業廢水處理廠集水池 ， 見圖 1 。

2 “ 一企一管 ” 系統設計

 

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 、 埋管敷設和明管敷設 ， 各種敷設方式的優缺點總結如下 ：

 

管溝敷設是將管道并排敷設在管溝內 ， 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不便使用管溝敷設 。

 

埋管敷設是采用開槽 、 頂管或拉管方式將管道埋入地下.埋管敷設有利于保持工業園區的美觀 ， 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 。

 

明管敷設是壓力管道敷設通常采用的方式 ， 尤其適用于管徑細 、 自重較小的情況 ， 可根據場地實際空地情況靈活布置.且可通過設置單層或雙層橋架安放多條管路 。

 

綜合考慮投資費用 、 維護便利性及園區整體規劃要求 ， 本工程基本采用明管敷設 。 僅過道路或廠區門口且桁架鋪設有難度時 ， 依據實際情況采用埋管敷設 。

 

2.2 污水管材選擇

 

污水排水管常用材質為鋼筋混凝土管道 、 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 。 各種管材的優缺點總結如下 ： 鋼筋混凝土管道價格便宜 ， 但由于管節短 、 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;塑料管代表性材質是 PVC 塑料管和 PE

塑料管 ， 均在排水系統設計中有廣泛應用 ， 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濟因素 ， 本工程污水管路材質選用 PE 塑料管 。

 

2.3 污水管徑設計

 

依據 《 室外排水設計規范 》 （ GB 50014-2006,2016 年版 ） 的要求 ， 壓力排水管道的設計流速宜采用 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 50 mm, 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 。 根據各廠的排放水量 、 排放特點和調節池規模 , 各企業外排污水水管管徑確定如表 1 所示 。

2.4 橋架設計

 

根據此化工園區統一規劃要求 ， 園區內廢水收集管網采用統一管廊 ， 既有利于美觀 、 又節省工程造價 。 考慮到將來新建企業排污需求 ， 橋架設計時預留將來管路位置 。 為防止管道自垂,橋架層每隔適當距離敷設角鋼 。 為方便管道檢修.本管網工程在管路沿線低點安裝排凈閥 。 對長期不排水的管路,為防止冬天存水結凍 ， 也可通過排凈閥將存水排凈 。為減少管內空氣在高點積存引起排水不暢 ， 在跨越道路和廠區門口的高位管道上安裝排氣閥 ， 見圖 2 。

2.5 監測站設計

 

監測站設計為兩層 ， 一層布置管路室 、 監測井陣列和匯水渠 ， 二層布置監測柜室和監控室 。 各室功能如下 ：

 

管路室布置在一層兩側.各企業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 ， 當流量或水質超出設定值時自動切斷企業排水管;一層中間為監測井陣列 ， 監測井下方布置匯水渠 ， 各企業排水管泄水至各自監測井 ， 井內安裝 pH/T. SS 探測器,并通過取樣泵取水樣送至二層監測柜室進行 COD/NH ： i -N/TN/TP 測試,監測井上方采用玻璃鋼格板覆蓋 ， 方便肉眼觀察各企業排污情況 。

 

二層監測柜室放置監測柜 、 二次儀表 、 配電柜和控制柜 、 位于兩側一字排開 ， 中間為參觀通道;為保證電氣設備的有效散熱 ， 監測柜室加裝軸流風扇 ； 同時為保證監測數據有效性防止人為篡改數據.監測柜室帶鎖并交于政府授信的第三方管理和設備維護 。監測柜室一側設置監控室;監測柜室內安放數采儀 ， 將實測數據遠傳至當地環保局。

 

2.6 工程投資 （ 表 2 ）

 

表 2 工程費用內容及費用估算

3 結語

 

實時監控企業排污情況:在水廠端監測井安裝排污總量自動控制系統 ， 對各企業外排水質進行實時監測 。 監測結果通過傳輸系統傳送到總量控制平臺 , 實時監控企業排污情況 。

 

全天候 、 科學化智能控制及管理,有效避免超標外排 ， 當系統監測到企業外排水超標時 ， 控制閥門自動關閉 。 污水處理費實現以量計征 ， 應收盡收 ， 更加公平 、 合理 。 排污企業控制系統通過排污口計量裝置核算污水排放量.當污水排放超過企業購買的污水排放量時 ， 控制閥門自動關閉,污水無法外排。

 

參考文獻

【1】陸國鋒、顧潔、王樹東等.工業園區壓力式污水收集系統設計[J]. 防洪排水 ,2012, （ 12 ） :100-103.

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

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