某化工园区 “ 一企一管 ” 废水收集与监测系统设计

摘要：为了遏止园区化工企业将高浓度废水或未达标废水直接排入市政管道 ， 保证下游污水处理厂生化系统的良好运行 ， 对园区原有污水地下收集系统进行改造 。 改造工程采用了实用的 “ 一企一管 ” 设计方案 ， 各排污企业经各自单独的排水管道压力输送到园区工业污水处理厂 ， 并对各排污企业排污水质水量进行单独监测和控制 。     引言   目前国内大部分工业园区外排废水采取重力排水形式小幻 ， 该方式的投资和运行成本较低,但缺乏对各企业外排废水水质水量的实时监测和控制 ， 同时难以杜绝偷排漏排的现象 ， 为克服重力排水带来的弊端 ， 在设计某化工园区外排污水管路系统时采用压力排水的形式 ， 即每家企业设置一条专属的排污管道 ， 直接送至园区污水处理厂前端的进水监测站 ， 且在进水监测站内为每户排污管路设置独立的监测和控制系统 ， 各企业排污情况一目了然 ， 对排污企业的管控有理有据.将 “ 一企一管 ” 落到实处。   1 化工园区状况 、 排水现状及改造思路   1.1 园区状况   此化工园区是以高科技项目 、 精细化和煤化工为主导产业.兼顾其他相关行业的一个综合型工业园区 。 园区总规划范围约 5 km 2 ， 目前有 12 家企业排放废水 ， 主要来自有机化工和医药中间体生产企业 。   1.2 排水现状   目前 ， 此化工园区内无工业污水处理厂对废水进行集中处理 ， 各排污企业在环保部门要求下建设了企业污水处理站,实现了污染物点源减排控制 ， 工业废水经各企业污水处理站预处理后排入市政管网 ， 最终排入当地市政污水处理厂 。 由于未能有效对各企业排污进行有效监测和控制 . 废水水质水量波动较大且可生化性差 ， 导致下游市政污水处理厂不堪重负,甚至出水时常出现不达标的情况 。   1.3 改造思路   为避免园区工业废水直接排入下游市政污水处理厂严重冲击生化系统 ， 园区即将新建 1 座工业污水处理厂 ， 废水通过预处理降低其毒性和提高可生化性 , 经预处理后工业废水再汇入市政污水管网 ， 进入市政污水处理厂进行集中处理 。   各企业外排污水收集管网采用 “ 一企一管 ” 设计 , 即为每家排污企业单独设立一根废水排放管 , 管线上设置流量计 、 取样分析装置和控制阀等对各企业排污情况单独监测和自动管控 ， 监测后废水汇集流入工业废水处理厂集水池 ， 见图 1 。 2 “ 一企一管 ” 系统设计   2.1 布管方式选择   压力排水管路在布置上通常分为管沟敷设 、 埋管敷设和明管敷设 ， 各种敷设方式的优缺点总结如下 ：   管沟敷设是将管道并排敷设在管沟内 ， 上盖混凝土盖板或玻璃钢格板,整齐美观且检修方便 ； 但雨水或管道污水容易渗透引起管沟积水 ， 管道保温层的包覆和更换比较困难,而且管沟承载力有限 ， 有大型车辆通过的地区不便使用管沟敷设 。   埋管敷设是采用开槽 、 顶管或拉管方式将管道埋入地下.埋管敷设有利于保持工业园区的美观 ， 即使在寒冷冬季管道也不上冻;但埋管不便于管道检修 ， 且管道破损或地下水入渗均无法察觉 。   明管敷设是压力管道敷设通常采用的方式 ， 尤其适用于管径细 、 自重较小的情况 ， 可根据场地实际空地情况灵活布置.且可通过设置单层或双层桥架安放多条管路 。   综合考虑投资费用 、 维护便利性及园区整体规划要求 ， 本工程基本采用明管敷设 。 仅过道路或厂区门口且桁架铺设有难度时 ， 依据实际情况采用埋管敷设 。   2.2 污水管材选择   污水排水管常用材质为钢筋混凝土管道 、 金属管道 （ 碳钢管道 、 球墨铸铁 ） 、 玻璃钢夹砂管 、 PE 塑料管 、 PVC 塑料管 。 各种管材的优缺点总结如下 ： 钢筋混凝土管道价格便宜 ， 但由于管节短 、 接头多 、 承压能力差等原因基本不用于压力排水管道 ， 多用于重力排水管道;金属管道能承受高内压 、 高外压且不易渗漏 ， 但价格昂贵 ， 且管道自重较大易造成支吊架费用上升;塑料管代表性材质是 PVC 塑料管和 PE 塑料管 ， 均在排水系统设计中有广泛应用 ， 塑料管自重轻 、 布管便捷 。 相比之下 PE 塑料管比 PVC 塑料管有更好的抗开裂性能和耐冲击性能 。   综合比较各类管材的使用性能和经济因素 ， 本工程污水管路材质选用 PE 塑料管 。   2.3 污水管径设计   依据 《 室外排水设计规范 》 （ GB 50014-2006,2016 年版 ） 的要求 ， 压力排水管道的设计流速宜采用 0.7-2 m/s, 流速过低容易引起淤积;流速过高则管路沿程损失太大 ， 造成泵的扬程太高 、 运行费用升高 ， 同时管道可能会被冲刷损坏 。 压力排水管道管径宜大于 50 mm, 太细容易被误折断或损坏 ， 且过细的管道安置于桥架上时容易自垂甚至断裂 。 根据各厂的排放水量 、 排放特点和调节池规模 , 各企业外排污水水管管径确定如表 1 所示 。 2.4 桥架设计   根据此化工园区统一规划要求 ， 园区内废水收集管网采用统一管廊 ， 既有利于美观 、 又节省工程造价 。 考虑到将来新建企业排污需求 ， 桥架设计时预留将来管路位置 。 为防止管道自垂,桥架层每隔适当距离敷设角钢 。 为方便管道检修.本管网工程在管路沿线低点安装排净阀 。 对长期不排水的管路,为防止冬天存水结冻 ， 也可通过排净阀将存水排净 。为减少管内空气在高点积存引起排水不畅 ， 在跨越道路和厂区门口的高位管道上安装排气阀 ， 见图 2 。 2.5 监测站设计   监测站设计为两层 ， 一层布置管路室 、 监测井阵列和汇水渠 ， 二层布置监测柜室和监控室 。 各室功能如下 ：   管路室布置在一层两侧.各企业污水管成排布置在管路室 ， 各管路均安装阀门和电磁流量计 ， 当流量或水质超出设定值时自动切断企业排水管;一层中间为监测井阵列 ， 监测井下方布置汇水渠 ， 各企业排水管泄水至各自监测井 ， 井内安装 pH/T. SS 探测器,并通过取样泵取水样送至二层监测柜室进行 COD/NH ： i -N/TN/TP 测试,监测井上方采用玻璃钢格板覆盖 ， 方便肉眼观察各企业排污情况 。   二层监测柜室放置监测柜 、 二次仪表 、 配电柜和控制柜 、 位于两侧一字排开 ， 中间为参观通道;为保证电气设备的有效散热 ， 监测柜室加装轴流风扇 ； 同时为保证监测数据有效性防止人为篡改数据.监测柜室带锁并交于政府授信的第三方管理和设备维护 。监测柜室一侧设置监控室;监测柜室内安放数采仪 ， 将实测数据远传至当地环保局。   2.6 工程投资 （ 表 2 ）   表 2 工程费用内容及费用估算 3 结语   实时监控企业排污情况:在水厂端监测井安装排污总量自动控制系统 ， 对各企业外排水质进行实时监测 。 监测结果通过传输系统传送到总量控制平台 , 实时监控企业排污情况 。   全天候 、 科学化智能控制及管理,有效避免超标外排 ， 当系统监测到企业外排水超标时 ， 控制阀门自动关闭 。 污水处理费实现以量计征 ， 应收尽收 ， 更加公平 、 合理 。 排污企业控制系统通过排污口计量装置核算污水排放量.当污水排放超过企业购买的污水排放量时 ， 控制阀门自动关闭,污水无法外排。   参考文献 【1】陆国锋、顾洁、王树东等.工业园区压力式污水收集系统设计[J]. 防洪排水 ,2012, （ 12 ） :100-103. 【2】李都望、王礼敬 、李靖 等.某工业园区 “ 一企一管 ” 压力污水收集系统设计 [J]. 中国给水排水 ,2013,29 （ 20 ） ： 85-87.
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