工业园区“一企一管”系统模式关键节点概述

巨拓 何一帆

（中国市政工程华北设计研究总院有限公司 西安分公司，陕西西安 710000）

0.引言

国内的工业园区绝大部分企业产生的废水依然沿用现有的重力流管道输送至污水处理厂，园区污水管道渗漏、淤积十分严重[1]。针对传统重力流污水收集系统的弊端，美国、欧洲、日本等发达国家已经采用了真空式和压力式排水系统，取得了较好的经济与环境效益，考虑到真空式排水系统服务范围受限、综合造价较高、技术和设备不够成熟等因素，使其不适合在规模较大的工业园区得以应用[2]。

目前“一企一管”系统模式形式多样，有的是多家企业共用一趟废水管道，有的是企业独立拥有自己的废水管道[3]，这主要取决于各企业废水排放特点及废水量大小。无论采取哪种形式，都是通过专用管道进入污水处理厂，污水处理厂根据各企业废水的成分不同，采取针对性的污水处理工艺，确保出水水质达到相关标准。

1.工业园区存在问题及解决思路分析

目前国内大多数工业园区治污方面存在的普遍问题如下：（1）企业环境保护意识不强。工业园区内企业废水超标排放现象十分普遍，一部分企业将高浓度或超标废水排入污水管道，另一部分企业将废水直接排入雨水管道或河道；（2）企业废水成分复杂，难以处理。由于各企业生产产品种类繁多，过程中产生的废水成分复杂且含有较多难降解物质，可生化性较差，若不经过企业内部特殊的深度处理而直接进入污水处理厂势必造成尾水排放不达标；（3）企业废水来水水量不稳定、水质波动较大。水量不稳定、水质波动较大，往往造成污水处理厂生化处理系统不能有效运行，污水处理厂各项运行参数难以把控，最终影响污水处理效果；（4）园区环境监管流于表面。部分企业有废水处理设施和废水监测设备，但基本上由各企业自行设置安装，有的处于瘫痪状态，有的运行和监测不完善，还有部分企业既没有处理设施也没有废水监测设备，加上环境监管部门监管不力，往往让企业有漏洞可钻，偷排、漏排、超标排放现象普遍发生。

针对工业园区普遍存在的治污难问题，目前江苏地区已有很多工业园区实施了适合自身的治理模式，比较典型的是新沂经济开发区污水治理项目，已经凭借先进的污水处理工艺和“一企一管”系统新模式，取得非常好的废水治理效果，成为生态环境部工业园区环境污染第三方治理典型案例。江苏省人民政府办公厅发布的《关于印发全省沿海化工园区（集中区）整治工作方案的通知》明确提出：“要求企业生产废水必须经专管输送至集中的污水处理厂，并设置在线监控装置、视频监控系统和自动阀门，接管率要求100%。”该文件的出台，充分说明江苏地区已下定决心去解决这一环保难题。同时，国内部分比较发达的工业园区也已经陆续采用该模式对园区废水进行统一管理和治理，均取得比较理想的成效。这些都将对其他类似的工业园区在废水治理模式上的选择具有很好的借鉴价值。

虽然国内部分较发达地区已有比较典型的“一企一管”示范项目作为借鉴，但其工程建设和运营管理方面经验还有所欠缺，现阶段对工业园区“一企一管”系统模式的探究仍在路上。不同工业园区由于企业性质不同，产生废水的成分、浓度也各有差别。由于不同地域观念、习惯的不同，使企业对经济利益的追求也有所差别，目前已建成的“一企一管”系统模式在形式上大同小异，但在不同的关键节点选择和应用上却各有特色。要因地制宜的摸索出适合每个工业园区自己的一套“一企一管”系统治理模式，切记不要一味地照搬照抄，应依据专家技术论证和经济分析比选确定，避免造成资源浪费，这才是最佳选择。

2.压力流废水管道敷设方式介绍

目前压力流废水管道主要敷设方式有地上桥架敷设、地下管沟敷设、地下管涵敷设、直埋敷设4种形式。各类敷设方式的优缺点及适用范围，如表1所示。

表1 管道敷设方式优缺点及适用范围

3.压力流废水管道敷设方式选择

3.1 对于沿道路方向敷设管道

园区内工业、企业比较比较集中的区域，管道方便统一维护管理，首选地上桥架敷设方式。根据管道数量、管径及压力，可采取单支墩单层固定方式、双支墩双层固定方式、双支墩三层固定方式、双支墩四层固定方式等形式，将压力流污水管道固定于水平支架之上，支墩设置视具体情况每隔3m～5m距离一组，如图1所示。随着后期入驻企业不断增多，可逐渐增加支架层数。

图1 桥架方式敷设管道

距工业、企业集中区较远的区域，平时巡检不方便，且难于管理，首选地下管沟敷设方式，管沟布置在人行道下或道路外侧绿化带下，沟顶覆土一般为50cm，如图2所示。随着后期入驻企业不断增多，需新建管沟。

图2 管沟方式敷设管道

3.2 对于穿（跨）越较高等级道路敷设管道

由于道路等级较高，车流量较大，难于明挖敷设管道，一般采取桥架跨越、地下管涵（顶管）或直埋（拉管）穿越3种方式，但从管道巡检、维护管理及工程造价等方面综合考虑，首选桥架跨越；而对于因外界因素无法桥架跨越的，采取地下管涵（顶管）穿越。

桥架跨越道路应控制桥架底部与路面之间的垂直距离，一般不应小于5m，保障大型车辆顺利通行，具体高度还应根据当地有关部门规定设置，如图3所示。

图3 桥架跨越较高等级道路方式敷设管道

地下管涵（顶管）穿越道路应控制好管涵的标高（一般管顶覆土≥2.5倍管径），确保路面不隆起，不塌陷，而采用双或多管涵穿越道路时，应保持两管涵之间净距不小于2m，如图4所示。随着后期入驻企业不断增多，需新建地下管涵。

图4 管涵穿越较高等级道路方式敷设管道

3.3 对于跨越河（渠）敷设管道

压力流废水管道跨越河（渠）时，常常采取桥架跨越，应控制桥架底部与河（渠）之间的垂直距离，一般不低于河堤，对于有洪水位资料的河道，设置高度应在洪水位以上，如图5所示。

图5 桥架跨越河（渠）方式敷设管道

3.4 对于穿越较低等级道路敷设管道

村道、乡道、厂区出入口等低等级道路车流量较少，同时具备开挖的条件，管道埋设受限条件较少，可采取4种方式中任何一种穿（跨）越方式敷设管道，在实际工程中可根据实际情况综合考虑选取。从综合造价方面考虑，采取直埋敷设方式或桥架跨越方式。

4.管径确定和管材选择

压力流污水管道的设计流速宜采用0.7m/s～2m/s，流速过大则管道水头损失较大、不经济，且管道会被冲刷损坏，流速过低容易引起管道淤积[4]。根据各企业的排放特点确定哪些企业适合专管专排，哪些企业适合共用一趟管道。其中，专管专排一般适用于废水量较大，且连续稳定排水的企业；共用一趟排水管道适用于废水量不大，排放时间比较灵活的间歇性排水企业，采取共用排水管的企业一般不超过10家；对于专管专排管道的管径确定，应根据企业近远期排水量，结合管道流速及扬程综合确定专用管的管径。对于共用一趟管道的管径确定可按照最大排水量的一家企业来确定，同时在对企业废水排放管理上要求其严格按照相对应的时间段进行废水排放，在实际运行中，可通过调节企业排放支管上阀门的开启度进行流量的调整，并通过优化企业的废水集水池有效容积及企业废水泵的运行方式来调整企业废水的排放时间，以平衡控制企业的废水排放，使其互相不受干扰，保障废水压力主管道正常有效运行[2]。由于大部分企业废水量相对较少，压力流废水主管流速过缓，管径较小，容易造成管道堵塞，这就要求企业合理选择水泵参数，以满足水泵短时大流量集中排水的要求，企业在废水泵选择时，应保证流量Q≥19.8m3/h，扬程H≤60m，管径DN≥100mm。对于地形高差较大或距离较远的企业，中途水压不足时，设置中途提升泵站，并在泵站前端设置水质自动监测中心，对于达标的废水通过泵站提升至污水处理厂处理，反之，电动阀门关闭，企业废水无法排出。特别注意：各企业集水池容积确定还应考虑一定时间的事故检修废水量存储[5]。

压力流废水管道常用管材为球墨铸铁管、PE100聚乙烯管、衬塑钢管。各种管材的性能比选，如表2所示。

表2 各种管材性能比选

通过各种管材性能综合比选，对于废水管道敷设在桥架上，选用球墨铸铁管或衬塑钢管，对于废水管道敷设在管沟、管涵内或直埋，管径DN≤300的管道选用PE100聚乙烯，管径DN＞300的管道采用球墨铸铁管或衬塑钢管。

5.附属设施设置

压力流废水管道上每隔200m左右设置一个压力检查井，压力检查井及井盖应能够承受足够水压，以保障其使用的安全可靠。其采用三通管，利用三通进行承压，三通管2个水平口与排水管道连通，另一个口采用法兰盲板密封，以方便检修人员打开密封盲板对管道进行检修或清洗[6]。

由于管内气体在高点积聚会引起排水不畅。一般管段，在压力流废水管道起伏的高点设置排气阀；特殊管段，在跨越道路和河（渠）的废水管道高位处设置排气阀。

考虑到管道冲洗和管道检修排水需设置排泥阀，一般设置在管道低洼处及两个阀门之间管段的低处；对长期不排水的管道，为防止冬天存水结冻，也可通过排泥阀将存水排干净。排泥水可通过专用罐车拉回至企业重新处理。

压力流废水管道上每隔50m～100m设置一个伸缩节，伸缩节与管道采用法兰连接。伸缩节最好安装在2个支架之间中间位置。

每个路段的管道上设置一组压力表及流量计，管理人员应定期查看，根据读取的数据分析管道的淤堵程度及部位，必要时采用高压水枪进行冲洗、疏通[5]。

冬季温度较低，大部分企业废水量不大，不能满足企业废水连续排放，故应采取保温措施，据工程经验，单纯只靠玻璃棉或聚氨酯等保温材料进行保温还不能完全满足管道的防冻要求，本文建议采用保温材料+电伴热相结合的保温方式进行保温，保证废水管道在寒冷天气下能正常运行[7]。

为使管道更好地运行，在较长距离的废水管道设计中，对管道可能产生的水锤的计算及防护是非常有必要的，对于压力流废水管道应考虑水锤对管道及水泵的危害。通过Hammer软件对各种情况下水锤进行模拟，模拟出一系列完整的水击瞬时现象，并做出计算分析[8]，根据模拟分析结果合理采取防护水锤的措施。其措施有：降低管道内水流速度、管道尽量避免出现驼峰或坡度聚变、选用转动惯量较大的水泵、设置水锤消除装置等，常用的水锤消除装置有水锤消除器、箱式双向调压塔、超压泄压阀、水泵出口缓闭止回阀等[9-10]。通过Hammer软件计算分析合理选取和设置水锤消除装置，以达到减少或消除水锤的目的。

6.水质自动监测中心

水质自动监测中心主要包含管路间、汇水渠、集水井、在线监测设备室、中心控室及配套设备室。废水水质在线监测系统包括水质自动分析仪、采样系统、辅助参数监测系统等，它是利用现代信息技术进行数据采集并将水质数据传送至中心控制室和环境监督部门并实现远程监控[11]。各企业废水也应在出厂前进行自行监测其特殊污染物数据，并及时上传至中心控制室，便于水质自动监测中心实时掌握其水质数据，做出及时处理。水质自动监测中心设置在中途提升泵站和污水处理厂进水井前端，以便水量、水质均达标的企业废水进入污水处理厂处理。

各企业压力流废水管道有序排列进入管路间后，每根进入管路间的企业废水管道上分别设置一个取样管，并在每根废水管道上设置手动、电动阀门及电磁流量计，取样管取水通过汇水渠至相对应的集水井中，再通过集水井中的取样泵将水样提升进入水质在线监测设备。水质在线监测设备对水质PH值、温度、SS、COD、BOD、氨氮、总氮、总磷等参数的数据进行采集并分析处理，将处理结果反馈给进水管道上设置的电动阀门，对于水量和水质均达标的企业废水管道，电动阀门自动开启，废水进入污水处理厂处理。反之，对于水量水质不达标的企业废水管道，电动阀门一直处于关闭状态，强制企业废水达标排放[12-13]。

7.结论与思考

（1）“一企一管”系统模式的实施，首先，应做好企业调研工作，包括收集园区内各企业详细的水量、水质、排放特点、集水池规模、处理设施运行情况等相关资料与数据，并确保其完整性与准确性，以此数据为基础，通过计算与分析合理确定系统设施的各项参数与计算结果；其次，充分结合不同工业园区的实际情况，选择合理的管网敷设方式，根据管网敷设方式的不同，选取适合的管材类型；最后，在管网附属设施设置安装上保障其合理性与可靠性，使管网系统更加安全稳定的运行。

（2）工业园区“一企一管”模式的实施，应明确管网系统首端、中端、尾端的责任划分。首端即企业，通过改变企业思维方式使其积极主动去解决废水超标排放问题，应明确其为源头治污主体责任，目前国内有部分实施“一企一管”系统模式的工业园区，其企业已积极将资金投入到采购并完善废水处理设施和监测设备上。中端即环境监管部门，其通过废水水质在线监测系统，实现水质实时监测，根据监测数据的反馈及时发现问题，并提出有效的整改措施，同时还应对排污企业进行不定期检查和监督，使企业无漏洞可钻，应明确其为全过程监管主体责任。尾端即污水运营部门，其应解决企业废水来水水量不稳定和水质波动对污水处理厂的影响，同时还得做好污水处理厂及管网系统的日常维护和运营管理工作，确保尾水稳定达标排放，应明确其为尾端治污主体责任。只有将三方有机结合起来，形成长效机制，把治污效能发挥到最大，才能从根本上解决工业园区的水污染问题。与此同时，政府部门应加大环保宣传力度，使企业愈发意识到环境保护的重要性，愿意积极主动为园区环境保护出资出力。园区良性的生态环境发展，必将吸引更多的企业入驻，实现园区环境效益与经济效益的双赢。