园区工业污水处理厂压力管道（外网）工程设计简介

2014-09-27张卫萍

城市道桥与防洪 2014年8期

张卫萍

（苏州市市政工程设计院有限责任公司，江苏苏州 215028）

0 前言

某外资企业在园区新投资了一家液晶面板厂，为解决该企业的生产废水排放，园区为其配套建了一座工业污水处理厂，生产废水经预处理达到《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ343-2010)后再排入市政污水管网，因面板厂距工业污水处理厂1.4 km，故需铺设专用的管道将生产废水输送至工业污水处理厂，本文对该专用管道的设计作一简介。

1 项目概况

该外资企业的液晶面板厂区位于星华街西侧，工业污水处理厂一期用地位于凤里街东侧（联华气体南侧），专用污水管道铺设在夏庄路上，需穿越星华街、凤里街市政主干道及凤里街西侧河道，见图1。

图1 项目位置示意图

为减少施工困难并结合工业污水处理厂的工艺设计，液晶面板厂在其厂区内部设置了废水泵房，故本段输送管道采用压力管形式。根据该企业提供的资料，酸碱废水（AWW）6 800 m3/d，含氟废水(FWW)6 000 m3/d,有机废水(OWW)11 200 m3/d，另需设置应急废水管道、备用预留管道及中水管道，故共有6根压力管道需从上述图示路径通过。

2 管材选用

（1）废水原水污染物及水质分析

a.酸碱废水,主要接纳RO浓缩废水、酸碱再生废水和循环冷却系统排水，主要污染物为酸碱、盐类、阻垢剂等。pH值在1.9～12.6之间。b.含氟废水，主要接纳彩膜显影工序、彩膜清洗工序、废气洗涤塔等排放的废水，主要污染物为染料、磷酸盐、硝酸盐、氟化物等。pH值在1.4～2.7，F含量70 mg/L左右，氨氮最大可达208.7 mg/L。c.有机废水，主要接纳阵列清洗工序、阵列剥离工序等排放的废水。主要污染物为乙醇、丙酮、甲酰胺、丙二醇甲醚醋酸酯等。pH值在1.4～10.5，CODCr为2 000 mg/L,BOD5为 977 mg/L。

（2）管材选用

鉴于接纳废水成分复杂，腐蚀性强，且采用埋地敷设，为减少管道运行风险，为防止泄漏，保护环境，中水管道采用PE（聚乙烯）直壁单管，其余5根管道采用双管，内管选用PPH（聚丙烯）材质管道，外管选用PE直壁管道，见表1。分析两种材质，大部分性能参数PPH材质优于PE材质，故设计内管选用了物化性能和耐化性能较高的PPH材质管道。

β-PPH管为均聚聚丙烯管，其原材料经过β改性，具有均匀细腻的Beta晶型结构，具有极高的化学稳定性和耐腐蚀性，见图2。

3 监测井

为监测管道泄漏，沿线约150 m左右设置一座监测井（内径8 m×8 m），全长共1.4 km，共设置了10座监测井，监测井内外管断开。监测井内废水管道上均安装手动涡轮法兰式蝶阀和内管膨胀节。在管道最高处安装污水用复合式排气阀。中水管道分别在星华街、凤里街和污水厂区内预留阀门接口，见图3。

表1 管道材料表

图2 压力管道C30混凝土基座图

在每个监测井边上设置小阀门井一座，当发生废水泄漏时，可用临时排水泵从集水坑抽吸再打入应急管道。

监测井防腐：以酸碱废水、含氟废水、有机废水中最不利废水组分设计，含氟废水为最不利，具体防腐措施为：基层喷砂处理后，乙烯基封闭底漆两道，厚度不小于60μm，再乙烯基修补，胶泥层采用乙烯基胶泥2 mm，隔离层采用两层玻纤布加两层无纺涤纶毡，厚度不小于1mm，面层采用乙烯基酯树脂封面涂料3道，厚度不小于100μm。

4 节点设计

4.1 星华街节点

星华街为园区中环位置，可以结合中环的开工全封闭施工，压力管道施工交通上不存在问题，不过星华街现状地下管线极多，根据中环管线综合规划设计，除埋设深的现状污水管及DN1400现状给水管维持现状外，其它的管道均需迁改至中环快速路的非机动车道及人行道下。考虑到所有管线均在运行，本工程6根压力管道只能结合中环迁改的管道分段进行施工，见图4。

4.2 凤里街节点

凤里街位于星华街东侧，也为市政主干道，因星华街全封闭施工，故凤里街不可中断交通，凤里街西侧为一条20 m宽的河道，河道两侧及凤里街下均埋设有重要的地下管线。经多次的方案讨论，6根废水压力管道过河采用管桥方式，为美观及安全起见，过河固定采用了钢结构桁架支撑，管桥设在桁架里面，管道过河后下翻入地，过凤里街采用开挖施工，从埋深较深的两根工业氮气管上面、其余现状管线的下面穿过，经与其它管线单位沟通，施工时现状的地下管线可临时断开，施工完毕后再按原状恢复。在实际施工时，采用了6根管道一根根从现状管线下局部钻洞通过，顺利完成了此节点的施工，见图5。

因管桥暴露在外面，夏天高温会引起PE管的变形，因此相应做了保温、防腐、防紫外线措施，采用离心玻璃棉（密度48 kg/m3）保温，保温厚度为40 mm，并外包0.5 mm厚铝皮，并采用涂刷环氧煤沥青漆进行防腐。

5 废水压力管道（外网）的监测应急措施

（1）本工程采用内管+外管双层管路系统，如废水压力管道发生泄漏，废水将沿外管流入相邻监测井。施工时须保证废水管道坡向监测井，以满足泄漏时外管尽量不积水。

图3 监测井管道布置平面图

图4 星华街节点管线示意图

图5 凤里街节点管线示意图

（2）每个监测井内设置超声波液位仪、管道沿线安装视频监控设备并接入污水处理厂监控平台，全天候监视，避免外力破坏现象发生。

（3）安排人员每天定期巡检废水管线，如发现监测井内有积水，及时检验是否为泄漏的工业废水。若为工业废水应立即核查该废水所属种类，从而判别出相应泄漏管道。

（4）在液晶面板厂的厂内管道、厂区管道与外管交接处以及工业污水厂的管道进口处分别安装流量计、压力表，监测每根废水管道起末端流量、压力信号。当流量或压力相差一定数值后，通过监测系统自动报警反馈至双方监控平台（具体差值需待运行后根据实际试验设定），液晶面板厂内需设置相应水泵自动启闭控制系统，接到报警信号后，在15 s内自动停泵，同步切换至备用管道或应急管道，与此同时，根据流量或压力变化情况判定坏损管道范围，及时进行针对性排查和修复。

（5）对于泄漏到监测井的废水，采用小型外带排水泵从集水坑抽吸再打入应急管道的方式予以清空。

（6）定期对流量计及压力表进行检查、校准。

（7）备用管道和应急管道应定期切换使用，以免管路出现问题未被发现，影响管路切换时备用管道和应急管道的正常使用。

（8）定期巡检除查看监测井内积水外，还需核查监测井内膨胀节等配件老化情况以及监测井内壁防腐层质量状况，发现问题应尽快更换和修护。建议外线膨胀节及阀门等须存备件。