红庙岭园区复杂地形下渗滤液管道的设计和应用

宋春水

（福州城建设计研究院有限公司，福建 福州350000）

渗滤液产生的生产单位基本为填埋场、焚烧厂等企业，由于上述企业的厂区选址基本较为偏僻，厂区周边地形复杂，现场实际工作面情况复杂，施工难度较大，同时渗滤液对管道本身存在结垢的特性，因此渗滤液管道的设计使用寿命对整个循环生态园区的运行影响极大。

工程案例：红庙岭园区部分项目配套污水管网建设工程，渗滤液管道总长度约3027m，管道建成后将服务于红庙岭循环生态产业园中的厨余垃圾处理厂、危险废物综合处置厂、餐厨废弃物处理及资源化利用厂、焚烧厂三期、生活垃圾焚烧协同处置厂。

1 概述

现代化城市需要建设一整套安全、运行稳定的垃圾渗滤液处理设施来为城市的日常生活、生产运行服务。随着近几年我国经济的不断发展，城镇化进程也在不断深化，各种市政垃圾收集工程的建设也在不断扩大。给排水工程中渗滤液输送管道的修建作为上述工程中的一个重要组成部分，其工程质量的好坏直接关系到市政建设的水平高低。

在渗滤液输送管道建设中设计是质量控制的一个重要方面，如果设计中选用的渗滤液运行方式不当、管道材料不适合、管道工况运行未进行综合考虑，整体工程质量也会随之降低。本文主要通过红庙岭园区部分项目配套污水管网建设工程针对复杂地形下的渗滤液管道设计提出若干建议。

2 复杂地形下渗滤液管道的设计和应用

2.1 渗滤液管道运行方式的选择

目前，运行方式主要分为压力流和重力流。

渗滤液排水管道运行方式的选择，应根据区域的总体规划，结合渗滤液产生单位厂区的地形特点、原有排水设施等综合考虑后确定；因渗滤液产生单位厂区选址基本较为偏僻，整体电力供应受天气（雷暴、台风）影响较大，且渗滤液泄露对地下水影响较大，采用泵送压力流应重点考虑电力缺失的情况下对环境的影响。因此主要的设计原则建议：结合地形地势渗滤液排水管道尽量采用重力流方式进行渗滤液输送，减少后期运行维护的成本；对个别厂区地势较低的无法采用重力流的可考虑泵送压力流输送至重力流管道内，同时应尽量减少压力流管道输送距离，同时应将泵站供电与厂区供电并网，以获得二回路供电的能力，尽量减少事故的发生（图1，2）。

通过上述的两次设计对比可知地形条件满足重力流的情况下，管道敷设方式如何改变，但是在条件允许的情况下渗滤液排水管道运行方式采用重力流形式进行依旧不变。

图1 原设计管道通过架桥墩重力流运行

图2 变更设计管道沿新建挡墙边重力流运行

2.2 渗滤液管道材料的选择

渗滤液水质复杂，含有多种有毒有害的无机物和有机物，渗滤液中还含有难以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化物，磷酸醋，酚类化合物和苯胺类化合物等。在以往工程经验中渗滤液管道存在最大的问题主要体现在腐蚀和结垢两个方面。因此渗滤液管道材料应重点针对上述两个方面进行选择。

图3 渗滤液管道结垢

目前常用的排水管材主要有以下几种：（钢筋）混凝土管、金属管、钢管（SP）、无缝钢管（SSP）、球墨铸铁管（DIP）、UPVC 双壁波纹管、高密度聚乙烯塑料管（HDPE 管、PE 管）、高密度聚乙烯缠绕增强管、钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管、平壁衬塑复合管、玻璃纤维增强加热固性树脂夹砂管（玻璃钢夹砂管、玻璃钢管、RPM管）等。

从耐腐蚀、结垢方面考虑：渗滤液腐蚀性较强，因此要求管道材料耐腐蚀性较强；同时因为渗滤液管道存在结垢的问题，因此后期运行维护过程中存在对结垢冲击的可能性，因此要求管道材料要有一定的强度承受冲击力；根据工程经验建议采用钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管、高密度聚乙烯塑料管（PE 管）等塑料材质的管材；但是钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管相对较为笨重，设计选用时应结合现状地形的交通条件，综合考虑施工的可行性。

从敷设的位置考虑：因塑料管材整体抗紫外线能力较差，建议管道处于明露的位置采用球墨铸铁管以防止塑料管材受阳光暴晒快速老化。

2.3 双管组合切换运行的工艺的设计

渗滤液成份较为复杂，渗滤液在管道内长期流动随时间的推移极容易在管道内形成结垢，因此渗滤液管道的设计应对后期运行管理维护进行充分考虑。早期渗滤液管道设计仅将其作为普通污水管道的形式进行设计，未考虑渗滤液对管道存在结垢的特性，导致管道因结垢使排水能力降低而报废；同时单根管道要时刻保证渗滤液的输送，因此日常维护无法对管道进行有效清洗，渗滤液管道仅能一直使用直至报废重建。上述做法在复杂地形下重新修建渗滤液管道导致造价增加、施工难度加大（因现有管线导致施工工作面减少）。吸取以往工程的经验教训，针对早期渗滤液管道存在的问题，结合工程实际案例建议可利用双管组合切换运行的工艺延长渗滤液管道的整体使用寿命。双管组合切换运行的工艺兼顾运行与维护，同时对管道的整体使用寿命可起到延长的作用。平时管道运行时采用伸缩节+三通清扫口+法兰短管做法将管道进行密封减少泡沫的产生；如果需要对管道进行维护清洗则两段管道可进行随意切换，增大了管道运行维护的可行性，减少了管道结垢的风险；如果因为管道破损或维护不善导致的个别管段淤堵，可直接进行切换，为管道稳定运行提供保障，为管段修复提供时间。双管组合切换运行的工艺可使管道的利用率成几何倍数增大，管道使用寿命尽可能的得到延长，对节省投资、降低频繁施工有显著的效果。

图4 双管组合切换运行的工艺

2.4 渗滤液泡沫的抑制

渗滤液在重力流运行过程中与空气接触会产生大量泡沫，而且泡沫气泡小、不易破裂、粘附力强，管道整体运行工况主要呈现气液状态，泡沫对管道实际运行能力造成极大的影响。因此如何减少泡沫是渗滤液排水管道设计中应重点考虑的问题。

图5 渗滤液产生的泡沫

针对渗滤液运行中产生的大量泡沫的情况，根据工程实际情况结合以往工程经验提出以下几种做法对泡沫量进行抑制。

a.渗滤液重力流管道在检查井处尽量采用封闭做法，减少与空气接触，从源头上减少泡沫的来源。

图6 检查井内部管道采用伸缩节+三通清扫口+法兰短管做法

b.检查井内部投加消泡剂，根据以往实例整体消解效果较好，但是消泡剂投加量较大，成本较高，同时需进行连续性投加，管理运行较为困难。

c.复杂地形下的渗滤液输送不可避免的需对高差较大的管段进消能处理，消能井内部往往是泡沫问题爆发的关键点。通过工程经验建议消能井不能采用传统的做法，应尽量考虑延长渗滤液在井内的缓冲时间（缓冲时间不足泡沫将直接溢出井外），同时在井内利用上游来水的冲涮进行局部气泡消解。

d.检查井内部空间不足，导致渗滤液在井内的缓冲时间不足时，泡沫将直接溢出的情况，可以通过井上部通气管改造为导流管与上游管道连接，泡沫直接通过导流管进行消解，该做法应结合泡沫量对导流管长度进行核实。

3 结论

图7

3.1 复杂地形下的渗滤液输送应尽量采用重力流方式进行，减少后期运行维护的成本；若需压力输送应考虑电力供应的问题。

3.2 渗滤液输送管道的材料选择应考虑耐腐蚀、易结垢的情况，同时结合施工现场的交通条件及管道的敷设方式进行选择。

3.3 复杂地形下的管道修建应综合考虑运行维护管理、工程造价、管道整体使用寿命。

3.4 渗滤液管道输送过程中的泡沫问题应结合现场情况、现状构筑物状况进行综合考虑，尽量减少泡沫的产生量，提高管道的过水能力。