环保新材料在给排水工程中的应用研究

杨建红

百色市公共资源交易有限公司 广西 百色 533000

给排水工程建设和使用关系到国民生活和生产运营质量，因此在给排水工程施工和运营过程中，我们需要提高环保新材料的应用范围和效果。目前，随着社会的发展进步，人们在追求更好生活质量的同时更加注重环保问题，这就需要相关工程技术人员积极研究给排水工程环保新材料。给排水工程环保新材料主要是指利用新型节能环保材料具有的独特性能，满足给排水工程建设和运营的节能降耗需求。在我国社会经济发展过程中，给排水工程建设规模越来越大，给排水工程施工和运营费用也在逐渐加大，环保新材料的应用技术已成为当前我国给排水工程的一个重要问题，这就要求相关人员要不断提高对给排水工程环保新材料的认识程度，在工程建设施工前和生产革新前做好相应的准备工作，明确环保新材料的功能、优势及使用方法，加强对给排水工程环保新材料的应用，以提高给排水工程节能环保效果和经济效益[1]。

1 给排水工程施工概况

给排水工程就是指用于水供给、废水排放和水质改善的工程，分为给水工程和排水工程。现代的给排水工程已成为控制水媒传染病流行和环境水污染的基本设施，是发展城市及工业的基础设施之一 ，市政工程的主要组成部分。给水工程是为居民和厂、矿、运输企业供应生活、生产用水的工程。由给水水源、取水构筑物、输水道、给水处理厂和给水管网组成，具有取集和输送原水、改善水质的作用。排水工程就是用完善的管渠系统及泵站、处理厂等各种设施，将城镇各种污水和雨水，进行收集、输送、处理和利用的工程，分为合流管系和分流管系。合流管系只有一个排水系统，雨水和污水用同一管道排输。分流管系有两个排水系统:雨水系统收集雨水和冷却水等污染程度很低、不经过处理直接排入水体的工业废水，其管道称雨水管道;污水系统收集生活污水及需要处理后才能排入水体的工业废水，其管道称污水管道。给排水工程是一项复杂的系统工程，涉及到市政基础设施建设、建筑工程施工、给水排水设备制造以及其他专业施工管理等方面的技术应用。给排水工程需要工程技术人员在给排水工程铺设管道、管道安装的过程中，要严格遵守设计要求；还必须视污水处理厂的地理位置而规划，对污水处理设备进行合理的设计、水源地的选择和给排水管网布置等[2]。

2 给排水工程中应用环保新材料的必要性

在给排水工程中，选择具有更好的承载能力、耐腐蚀性、耐温性等性能的新材料是非常关键的，这样才能保证给排水系统的正常供应和排放。给水和排水管网是我国城镇生活用水的主要设施，其高效的给排水管网对构建环境友好、能源节约的社会经济发展具有重大意义。随着新型绿色材料的不断开发和革新，很多给排水问题都得以解决，从而推动了给排水管道的发展。在科技发展的大环境下，各种环境友好的新型绿色材料，如新复合材料，正被大量使用。这种新的复合材料是采用了几种原料进行组合而成的，它具有价格便宜，并且可以成为以前的金属产品的环境友好的替代品，在给水、排水处理中使用这种新复合材料，可以为给水、排水处理系统提供更多的选择。

3 环保新材料在给排水工程中的应用

3.1 高分子材料

在给排水工程中， 应用一些新型高分子材料，能够更好保证工程的质量和安全性。这些高分子材料是指以高分子化合物为基础的、由相对分子质量较高的化合物构成的一种材料。在给排水工程施工过程中，对高分子材料的使用不仅可以保障工程的质量，还可以避免一些化学成分对环境造成的污染，如聚丙烯和聚氯乙烯是目前应用较为广泛的两种高分子材料。这两种高分子材料具有很强的耐酸碱性和耐腐蚀性，可以应用在一些腐蚀性比较强的环境中，特别是近年来以聚丙烯和聚氯乙烯这两种高分子材料为基体衍生出的各种新型高分子材料，增强了其对不同腐蚀性的环境的适应性，如可广泛应用于各种不同类型化工生产的腐蚀性生产污水处理系统、各种不同商业店铺污水处理系统中。除此之外，一些新型的高分子材料还可以更好的应用于给排水工程中，如聚酯和聚酰胺等，这些高分子材料对腐蚀性的环境的适应性更强，在施工和运营过程中基本不会产生污染环境的情况，可以有效保障工程的质量和安全性，但材料价格比聚丙烯和聚氯乙烯这两种高分子材料贵。

3.2 金属材料

在给排水工程中，最传统的镀锌、铸铁等金属材料虽然在不断革新改进中，近年来品种和性能都有了很大提高，但仍然存在较多的限制和不足。而近年来市场推出的新型合金金属材料种类较多，适应范围广，普遍刚性相对塑料和高分子材料要高，且价格一般相对一些特殊塑料和高分子材料便宜，可以有效提高使用质量，并降低给排水工程造价。但是给排水工程合金金属材料在使用过程中仍会不同程度地产生一些污染，不利于环保。因此，要加强对金属材料在给排水工程使用情况的有效控制，比如在不同腐蚀性的给排水工程中采用相对应的耐腐蚀金属管材可以降低水环境污染，进而起到保护环境的作用外，金属管材的使用还可以提高管道的刚性性能，使其使用寿命变长，并且在一定程度上降低了施工成本。 需要注意的是，金属管材虽然可以在一定程度上降低施工成本，但因其材料比塑料、高分子材料重，安装费用偏高，也会造成给排水工程造价上升，因此要加强对金属管材在给排水工程造价的控制，促进其应用价值的提升[3]。

3.3 塑料

塑料应用在给排水工程中，因其管道内壁光滑，水流损失小，可以减少管道堵塞和提高节能效果，再加上其耐腐蚀性强，可以有效减少对土壤侵蚀防止环境污染。在实际应用中，塑料可以将其加工成管材，但因其脆性大，强度低，早期开发的供、排PVC管材、化工管材、农田排灌管材、燃气用聚乙烯管材在使用中受到较大限制，近年来市场上也出现了PVC芯层发泡管材、PVC、PE、双壁波纹管材、铝塑复合管材、交联PE管材、塑格凳旬钢复合管材、聚乙烯硅心管等多种新型不同规格强度的塑料管材，根据不同强度要求，将相应管材连接到管网上，在减少管道堵塞，并保持管道内壁的清洁同时，提高管道的强度性能，使其使用寿命变长，减少运营成本。在给排水工程中，多种新型不同规格强度的塑料以其优越的耐腐蚀和高强度性能，以及节能节材、环保、轻质、内壁光滑不结垢、施工和维修简便、使用寿命长等优点为用户所广泛接受，且一般塑料重量轻，价格便宜，能进一步降低其成本，从而可以拓宽在给排水工程更广泛领域内应用。

3.4 高密度聚乙烯（HDPE）管道

在给排水工程中，高密度聚乙烯（HDPE）管道是一种由乙烯共聚生成的热塑性聚烯烃，也是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂，具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好，介电性能，耐环境应力开裂性亦较好，硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯;耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性均较好，但与低密度绝缘性比较略差些；化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀;薄膜对水蒸气和空气的渗透性小、吸水性低；耐老化性能差，耐环境开裂性不如低密度聚乙烯，特别是热氧化作用会使其性能下降，高密度聚乙烯薄膜在受力情况下的热变形温度较低。虽然HDPE在我国给排水工程中已有应用，但这种塑料还没达到成熟水平，这种通用材料还在不断开发其新的用途和市场。在过去的几年中，由于我国科技的发展和进步，HDPE管道制造技术也取得了很大的进步，新型的中到高分子量等级的高密度聚乙烯（HDPE）管道具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40F低温度下性能稳定的优异性能，以及无毒、环保性能，在给排水工程中得到了广泛的关注和应用。

由于 HDPE管道具有非常好的耐磨性和耐腐蚀性等特点，同时也具有很好的稳定性和卫生性等优点，在给排水工程中应用 HDPE管道具有很好的优势。随着给排水工程规模的扩大， HDPE管道在应用时需要考虑到很多不足方面的问题。首先就是要保证 HDPE管道施工质量，虽然HDPE 管道具有很强的抗冲击能力和耐腐蚀性等特点，但是HDPE 管道价格偏高，因此在给排水工程中应用 HDPE管道也需要结合实际考虑到成本问题其次就是要保证施工效率和施工质量。HDPE 管道韧性较差，安装水平要求较高，必须严格按照图纸要求建造，才能建造出功能完善的给排水系统[4]。

3.5 聚氨酯硬质泡沫（PUR）管

在给排水工程中，聚氨酯硬质泡沫（PUR）管是一种新型的环保管道，PUR管具有非常高的强度和韧性，而且它的重量非常轻，其密度为1.2-1.5kg/m3,与钢管相比， PUR管不会产生较大的重量差异，可以减轻管道在安装过程中的压力。其次是它具有非常高的隔热性，因此可以有效地提高管道的保温性能。但是PUR管也存在一些缺点，例如它的密度比较大、密度比较高等。所以在实际应用中需要将这些缺点进行合理地规避，从而提高PUR管的应用效果。PUR管可以应用在给水管道中，而且它可以作为给水管、排水管以及热力管道等各种管道的隔热层。PUR管除了可以起到保温作用之外，还可以有效地防止管道被腐蚀，延长管道使用年限。此外，PUR管还具有非常强的防火性能和防水性能等，在给排水工程中，属于环保新材料。由于它具有很多优点，其在给排水工程中应用范围也是越来越广泛，更由于其施工简便，节能防腐效果显著而被大量地用于各种供热，制冷、输油、输气等各种管道。

3.6 陶瓷复合管

在给排水工程中，陶瓷复合管是金属内衬陶瓷管，该材料是一种新型的管道，是在钢管和陶瓷之间形成一种复合材料。陶瓷复合管因充分发挥了钢管强度高、韧性好、耐冲击、焊接性能好以及刚玉瓷高硬度、高耐磨、耐蚀、耐热性好，克服了钢管硬度低、耐磨性差以及陶瓷韧性差的特点。因此，复合管具有良好的耐磨、耐热、耐蚀及抗机械冲击与热冲击、可焊性好等综合性能。是输送颗粒物料、磨削、腐蚀性介质等理想的耐磨、耐蚀管道。广泛用于电力、矿山、钢铁、水泥、化工等行业给排水工程，具有可代替合金管,铸铁等趋势。虽然它与传统管道相比，具有很多优势，例如其耐热性非常高，可以有效地解决高温热水输送时出现的一些问题；其抗腐蚀性好，可以有效地避免金属管道由于腐蚀而导致的破裂和损坏现象。但是由于陶瓷复合管属于一种新型材料，在其应用过程中还存在一些不足问题。例如因为陶瓷复合管需要在一定条件下才能使用，所以在施工和运营过程中要求温度控制较高。同时陶瓷复合管本身就具有一定的重量，因此在使用过程中需要安装相应的支架或者支撑物来进行固定，这样一来就增加了施工和运营人员的工作量和建设维护成本。同时，由于陶瓷复合管自身强度比较低，所以如果需要进行一些特殊操作时就需要对其进行一定的加固，同样也增加了施工人员的工作量和建设维护成本。因此，要特别注意结合工程项目要求和运营实际情况进行陶瓷复合管的选用和维护。

3.7 铝塑管

在给排水工程中，铝塑管是一种新型的给水材料，也是一种复合材料，是一种由中间纵焊铝管，内外层聚乙烯塑料以及层与层之间热熔胶共挤复合而成的新型管道。其主要包括铝、聚乙烯和聚丙烯等材料，聚乙烯是一种无毒，无异味的塑料，具有良好的耐撞击、耐腐蚀、抗天候性能。中间层纵焊铝合金使管子具有金属的耐压强度，耐冲击能力使管子易弯曲不反弹，铝塑复合管拥有金属管坚固耐压和塑料管抗酸碱耐腐蚀的两大特点，是新一代管材的典范。在我国，由于铝塑管质轻、耐用而且施工方便，以及铝塑管可弯曲性、具有很高的强度、具有较长的使用寿命性能，铝塑管正逐步广泛应用到给排水工程中。随着社会经济的发展，人们对给排水工程建设的要求越来越高。在给排水工程中应用环保新材料具有非常重要的意义，不仅可以有效地减少水污染和空气污染问题，同时也能够提高水资源利用效率和经济效益。因此相关工程技术工作人员应该积极地应用铝塑管等环保新材料，从而有效地提高给排水工程节能环保效能[5]。

3.8 洁具卫浴材料

在给排水工程中，选用洁具卫浴材料也是一个不容忽视的问题，如果选用材料不当，容易引起漏水现象、密封性不好，而且耗水量非常多。所以，如果能够对这些卫生器具材料进行改进或正确选用，那么就可以达到节约用水和减少水资源浪费的目的。如选用陶瓷芯水龙头开关，因陶瓷具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点，用于水龙头开关可多次重复利用，滴漏很小，并且它密封性能很好，可以节省40%以上水量。另外如学校、泳池、健身场馆等地方的公共浴室沐浴器，使用带有自动化开闭电气材料的新型自闭淋浴器、带有数显费用屏幕弱电材料的淋浴器、带有光电控制材料的淋浴器，带有机械自动化的脚踏阀淋浴器等新型淋浴器，通常能比普通淋浴器节省大约50%左右的水，环保节能效果好。

4 结语

综上所述，环保新材料在给排水工程中具有重要的作用，采用环保新材料可以有效地提高水资源利用效率、降低工程目建设和生产运营成本。但是现阶段的环保新材料推广使用也存在一些不足问题，例如有的施工比较困难、需要一定的技术水平等等。因此相关给排水工程技术人员应该深入研究，积极地大力推广和合理使用环保新材料同时，对在推广使用中发现的问题，深入研究相应对策来解决，让这些环保新材料的更加快速得到广泛应用，不断提升给排水工程质量和效率，更好地节约能源，减少污染，净化环境，促进城市建设和企业生产高质量发展。