園區工業污水處理廠壓力管道（外網）工程設計簡介

張衛萍

（蘇州市市政工程設計院有限責任公司，江蘇蘇州 215028）

0 前言

某外資企業在園區新投資了一家液晶面板廠，為解決該企業的生產廢水排放，園區為其配套建了一座工業污水處理廠，生產廢水經預處理達到《污水排入城鎮下水道水質標準》(CJ343-2010)后再排入市政污水管網，因面板廠距工業污水處理廠1.4 km，故需鋪設專用的管道將生產廢水輸送至工業污水處理廠，本文對該專用管道的設計作一簡介。

1 項目概況

該外資企業的液晶面板廠區位于星華街西側，工業污水處理廠一期用地位于鳳里街東側（聯華氣體南側），專用污水管道鋪設在夏莊路上，需穿越星華街、鳳里街市政主干道及鳳里街西側河道，見圖1。

圖1 項目位置示意圖

為減少施工困難并結合工業污水處理廠的工藝設計，液晶面板廠在其廠區內部設置了廢水泵房，故本段輸送管道采用壓力管形式。根據該企業提供的資料，酸堿廢水（AWW）6 800 m3/d，含氟廢水(FWW)6 000 m3/d,有機廢水(OWW)11 200 m3/d，另需設置應急廢水管道、備用預留管道及中水管道，故共有6根壓力管道需從上述圖示路徑通過。

2 管材選用

（1）廢水原水污染物及水質分析

a.酸堿廢水,主要接納RO濃縮廢水、酸堿再生廢水和循環冷卻系統排水，主要污染物為酸堿、鹽類、阻垢劑等。pH值在1.9～12.6之間。b.含氟廢水，主要接納彩膜顯影工序、彩膜清洗工序、廢氣洗滌塔等排放的廢水，主要污染物為染料、磷酸鹽、硝酸鹽、氟化物等。pH值在1.4～2.7，F含量70 mg/L左右，氨氮最大可達208.7 mg/L。c.有機廢水，主要接納陣列清洗工序、陣列剝離工序等排放的廢水。主要污染物為乙醇、丙酮、甲酰胺、丙二醇甲醚醋酸酯等。pH值在1.4～10.5，CODCr為2 000 mg/L,BOD5為 977 mg/L。

（2）管材選用

鑒于接納廢水成分復雜，腐蝕性強，且采用埋地敷設，為減少管道運行風險，為防止泄漏，保護環境，中水管道采用PE（聚乙烯）直壁單管，其余5根管道采用雙管，內管選用PPH（聚丙烯）材質管道，外管選用PE直壁管道，見表1。分析兩種材質，大部分性能參數PPH材質優于PE材質，故設計內管選用了物化性能和耐化性能較高的PPH材質管道。

β-PPH管為均聚聚丙烯管，其原材料經過β改性，具有均勻細膩的Beta晶型結構，具有極高的化學穩定性和耐腐蝕性，見圖2。

3 監測井

為監測管道泄漏，沿線約150 m左右設置一座監測井（內徑8 m×8 m），全長共1.4 km，共設置了10座監測井，監測井內外管斷開。監測井內廢水管道上均安裝手動渦輪法蘭式蝶閥和內管膨脹節。在管道最高處安裝污水用復合式排氣閥。中水管道分別在星華街、鳳里街和污水廠區內預留閥門接口，見圖3。

表1 管道材料表

圖2 壓力管道C30混凝土基座圖

在每個監測井邊上設置小閥門井一座，當發生廢水泄漏時，可用臨時排水泵從集水坑抽吸再打入應急管道。

監測井防腐：以酸堿廢水、含氟廢水、有機廢水中最不利廢水組分設計，含氟廢水為最不利，具體防腐措施為：基層噴砂處理后，乙烯基封閉底漆兩道，厚度不小于60μm，再乙烯基修補，膠泥層采用乙烯基膠泥2 mm，隔離層采用兩層玻纖布加兩層無紡滌綸氈，厚度不小于1mm，面層采用乙烯基酯樹脂封面涂料3道，厚度不小于100μm。

4 節點設計

4.1 星華街節點

星華街為園區中環位置，可以結合中環的開工全封閉施工，壓力管道施工交通上不存在問題，不過星華街現狀地下管線極多，根據中環管線綜合規劃設計，除埋設深的現狀污水管及DN1400現狀給水管維持現狀外，其它的管道均需遷改至中環快速路的非機動車道及人行道下。考慮到所有管線均在運行，本工程6根壓力管道只能結合中環遷改的管道分段進行施工，見圖4。

4.2 鳳里街節點

鳳里街位于星華街東側，也為市政主干道，因星華街全封閉施工，故鳳里街不可中斷交通，鳳里街西側為一條20 m寬的河道，河道兩側及鳳里街下均埋設有重要的地下管線。經多次的方案討論，6根廢水壓力管道過河采用管橋方式，為美觀及安全起見，過河固定采用了鋼結構桁架支撐，管橋設在桁架里面，管道過河后下翻入地，過鳳里街采用開挖施工，從埋深較深的兩根工業氮氣管上面、其余現狀管線的下面穿過，經與其它管線單位溝通，施工時現狀的地下管線可臨時斷開，施工完畢后再按原狀恢復。在實際施工時，采用了6根管道一根根從現狀管線下局部鉆洞通過，順利完成了此節點的施工，見圖5。

因管橋暴露在外面，夏天高溫會引起PE管的變形，因此相應做了保溫、防腐、防紫外線措施，采用離心玻璃棉（密度48 kg/m3）保溫，保溫厚度為40 mm，并外包0.5 mm厚鋁皮，并采用涂刷環氧煤瀝青漆進行防腐。

5 廢水壓力管道（外網）的監測應急措施

（1）本工程采用內管+外管雙層管路系統，如廢水壓力管道發生泄漏，廢水將沿外管流入相鄰監測井。施工時須保證廢水管道坡向監測井，以滿足泄漏時外管盡量不積水。

圖3 監測井管道布置平面圖

圖4 星華街節點管線示意圖

圖5 鳳里街節點管線示意圖

（2）每個監測井內設置超聲波液位儀、管道沿線安裝視頻監控設備并接入污水處理廠監控平臺，全天候監視，避免外力破壞現象發生。

（3）安排人員每天定期巡檢廢水管線，如發現監測井內有積水，及時檢驗是否為泄漏的工業廢水。若為工業廢水應立即核查該廢水所屬種類，從而判別出相應泄漏管道。

（4）在液晶面板廠的廠內管道、廠區管道與外管交接處以及工業污水廠的管道進口處分別安裝流量計、壓力表，監測每根廢水管道起末端流量、壓力信號。當流量或壓力相差一定數值后，通過監測系統自動報警反饋至雙方監控平臺（具體差值需待運行后根據實際試驗設定），液晶面板廠內需設置相應水泵自動啟閉控制系統，接到報警信號后，在15 s內自動停泵，同步切換至備用管道或應急管道，與此同時，根據流量或壓力變化情況判定壞損管道范圍，及時進行針對性排查和修復。

（5）對于泄漏到監測井的廢水，采用小型外帶排水泵從集水坑抽吸再打入應急管道的方式予以清空。

（6）定期對流量計及壓力表進行檢查、校準。

（7）備用管道和應急管道應定期切換使用，以免管路出現問題未被發現，影響管路切換時備用管道和應急管道的正常使用。

（8）定期巡檢除查看監測井內積水外，還需核查監測井內膨脹節等配件老化情況以及監測井內壁防腐層質量狀況，發現問題應盡快更換和修護。建議外線膨脹節及閥門等須存備件。

6 結語

本工程在業主、設計、施工等多方的配合下已在2013年8月份順利完工，在施工過程中遇到了很多疑難節點，項目組齊心協力克服了種種困難圓滿完成任務獲得上級主管部門及該外資企業的高度好評。