加纳渔港码头供水和渔船含油污水量取值研究
2021-05-10王广成
王广成
(中交第一航务工程勘察设计院有限公司,天津 300222)
1 工程设计概述
非洲加纳首都阿克拉渔港码头项目,主要涵盖码头、交易市场、渔货处理区、修网区、修船区、冷藏设施、制冰厂、管理楼、幼儿园、商铺、消防局、警察局、供水供电设施、废水处理设施等内容。建设规模包括20个手工捕捞渔船(60 HP)卸鱼泊位,4个半工业捕捞渔船(100 HP)卸鱼泊位和1个工业捕捞渔船(600 HP)卸鱼泊位,以及防波堤和后方陆域等,设计通过能力为2.73万t/a。
本工程最高日用水量为941 m3,最高时用水量为400 m3/h。主要包括船舶上水、制冰水量、溶冰水量、冷库和制冰厂补水、理鱼用水、交易市场和码头地面冲洗用水、生活用水、道路和绿化用水等,水源由当地市政供给,港区生活、生产和码头船舶用水共用一套管网系统。本工程排水系统采用雨污分流制。各种污水按特性分为生活污水、含油污水、理鱼污水。根据污水处理特点、功能、要求及排放特征,采用生化法对污水进行处理。各种污水经过预处理后合并处理,最终排放污水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级排放标准,处理后的清水一部分作为环保绿化和冲洗用水,另一部分直排入海。
2 设计规范中供水公式符号取值
本工程主要供水设计内容包括船舶上水、制冰水量、溶冰水量、冷库和制冰厂补水、理鱼用水、交易市场和码头地面冲洗用水、生活用水、道路和绿化用水。本工程设计执行中国现行规范《渔港总体设计规范》(SC/T 9010-2000),《渔港总体设计规范》实施指南,《渔港工程》;并参考《渔港安全管理规范》(DB 37/T3160-2018)。
2.1 关于渔港总体设计规范中供水分析
《渔港总体设计规范》在第10章公用设施“给水及排水”章节中第10.3.1条给出“港区给水排水设计应按GBJ 13、GBJ 14、GBJ 15等有关规定执行。”而其所指出的这些参考规范均已过期作废。第10.3.2条“港区供水种类分海水和淡水。海水主要用于冲洗,淡水主要用于生产,生活和消防等。生产用水主要用于制冷,制冰、理鱼虾、水产品加工等;生活用水主要用于食堂、浴室、锅炉房、宿舍及渔船等,其水质应符合GB5749的规定;消防用水应符合GBJ16的规定。”本条规范中消防用水规范已经过期作废,而生产用水没有给出任何具体公式和数值。以上两条规范所有文字描述均是参照其它规范且参考规范已作废,让设计人员无从入手解决设计工作中遇到的实际问题。
2.2 关于渔港工程规范中供水公式和符号取值
“渔港昼夜最大用水量是设计渔港给水系统的基本数据,主要由生产、消防和生活用水量三部分组成。生产用水包括渔船和服务船只的生产、生活用水,运输车辆用水,鱼货的清洗、冷藏、加工、制冰厂和修造船厂的生产用水量等,采用有关用水量定额来确定。”
《渔港工程》在“渔港后勤区的组成及其规模的确定”这章中“供水设施生产用水”一节列出“渔船日最大用水量”、“冷库和冰库用水量”、“脱盘包冰用水量”、“冰库用水量包括制冰和溶冰用水量”计算公式。
根据本次援加纳Jamestown渔港设计参数的数值选取和查找各种资料数据,以上公式参数取值可按以下列出数据参考,或由相关专业需求而获取数值。
1)渔船日最大用水量
日最大用水量由下式确定:
式中:Q为渔船日最大用水量;N为日最大出海渔船数(根据码头工艺确定);V为渔船水箱容积,可按《渔港总体设计规范》确定(按附录选取适当参数);K为不平衡系数,可取1.2。
2)冷库和冰库用水量
冷库用水主要包括冷凝器冷却水及氨压缩机轴套冷却水。当水源不足时可采用循环供水系统。也可利用海水供冷库冷却、冲洗鱼箱、卸鱼场用水等。
冷库理鱼用水量用下式估算:
式中:Q1为冷库理鱼用水量(t/d);G为鱼货日冻结能力(t/d)(根据码头工艺确定);q1为每吨冻鱼需要的用水量(每吨水产品加冰量,渔船用冰按1.0~1.3 t计,考虑陆地鲜销用冰按每吨1.2~1.6 t计,制每吨冰需用水量1.1~1.5 t)。
脱盘包冰用水量用下式估算:
式中:Q2为脱盘包冰用水量(t/d);G为鱼货日冻结能力(t/d)(根据码头工艺确定);q2为每吨冻鱼脱盘包冰需水量(根据码头工艺确定)。
冰库及制冰和溶冰用水量由下式估算:
式中:Q3为制冰用水量(t/d);I为制冰间制冰能力(t/d);q3为制每吨冰需用水量(取1.1~1.5 t)。溶冰用水量为:
式中:Q4为溶冰用水量(t/d);I为制冰间制冰能力(t/d);q4为制每吨冰需溶冰用水量(t/d)(0.93 m3/t)。
渔船靠岸后的鲜销鱼、冷冻加工鱼和熏蒸及晾晒加工鱼等都需要冲洗处理,渔码头和交易市场地面需要冲洗处理,这些用水量在《渔港总体设计规范》和《渔港工程》中均没有写明,而这两组数据又是设计中不可缺少的。经过查询参考资料《制冰工艺设计》(普通高等教育国家“十一五”教材)“给排水设计要求”章节,《海港工程设计手册》(第二版)“给水、排水”章节,《建筑给水排水》手册“用水定额和水压”章节,经过综合分析和对比国内外工程(如加纳国家特马渔港,原詹姆斯渔港),总结加纳国家渔业协会及我国南方舟山地区渔港等调研数据,笔者认为这两个参数取以下数值比较合理:冲洗鱼类供水数值取为3~3.5 m3/t,冲洗地面供水数值取为0.005~0.006 m3/(m2·次)。
以上参考数值,可以为渔港设计项目的工作人员提供参考,对运用公式计算和查找数据提供技术支持,节省工程设计时间。
3 小型渔船含油污水取值
本工程污水按特性分类包括生活污水、含油污水、理鱼污水。近些年世界各国对环保越来越关注,为落实《环境保护法(修订)》(2015年1月1日实施)、《水污染防治行动计划》(国发[2015]17号),结合履行国际公约相关义务和我国水运发展实际,全面推进港口污染防治工作,优化污水处理厂也势在必行,既不能把污水处理厂做的过大,浪费投资和占地,也不能由于参数选择不准确而使污水处理厂设计处理能力不足。本项目生活污水和理鱼污水根据人员定额和上节给出的供水计算公式可以计算出污水量,维修间和船体车间含油污水量根据冲洗取值可以确定,小型渔船的含油污水量数值确定是本项目设计难点,而援建渔港码头多为船长15 m,宽2.6 m和船长23 m,宽4.4 m的小型渔船。项目设置20个60 HP渔船泊位,渔港目前的渔船总数为520艘,主要为手工捕捞渔船(60 HP),远期满负荷运转量为1 000艘,还会有半工业捕捞渔船(100 HP),这种小船型的含油污水量在《渔港总体设计规范》和《渔港工程》中均未提及,因为是自建含油污水处理厂,含油污水来源不能掌握,污水处理厂将无法设计。通过调研和查阅对比各国资料,笔者认为小型渔船含油污水量按100~200 kg/艘取值比较合理,设计项目渔船少时污水量取大值,渔船多时污水量取小值。
4 取值计算后的结论
冲洗鱼类供水数值和冲洗地面给水数值这两个参数取值结果和小型渔船含油污水量取值数据得到国内港口审查专家、加纳海港和渔业审查专家的确认,具体实施效果会在项目建成投产后运行中得道印证。从国内目前阶段来看,在没有渔港码头新规范出版实施之前,若设计人员遇到渔港码头设计项目,建议可以参考冲洗鱼类供水数值和冲洗地面给水数值这两个参数取值和小型渔船含油污水量取值。给水这两个数据参考了国内现有高等教育国家教材和各种设计手册综合分析和实地调研而得出数据。小型渔船含油污水量更是通过国内、外大量走访调研,资料查阅和对比取得,实属来之不易,且以上给水参数数据和小型渔船含油污水量数据获得了国内外港口渔业专家的审查认可,具有一定参考价值。也为以后国内编制渔港码头方面新规范提供参考数据。待项目正式建成投产运营后,笔者会继续跟踪运营实际情况,整理出更具说服力的参数取值。
5 结语
我国是世界公认的渔业大国,渔民数、渔船数均位居世界首位。渔港是渔民生产生活重要的后方基地和渔船避风减灾的避难场所。2003年以来,我国渔港建设经过十几年的快速发展,取得了非常大的成就。基础设施得到很大的改善,渔船货物装卸、渔船补给、交易中转、避险避风等基本功能都得到很好的保障。我国现阶段渔船的设计船型主要以大功率大排水量机械远洋渔船为主,十几米或几十米长的木质小渔船在国内已很少成批量建港,并不作为渔码头设计的主要考虑船型,由于小渔船逐渐被机械大船取代,而以往积累的小渔船设计资料较少,故小渔船能查寻到参考数据极少。通过非洲加纳詹姆斯敦渔港码头的设计,总结了重要设计参数,为以后小木船码头设计提供可参考数据。
本文汇总供水公式参数数据和设计中常用而规范中没有的冲洗鱼类供水数值和冲洗地面供水数值,总结出各种小型渔船含油污水处理参考数据,为以后设计国内外渔港项目提供技术支持和帮助。