紅廟嶺園區(qū)復雜地形下滲濾液管道的設計和應用

宋春水

（福州城建設計研究院有限公司，福建 福州350000）

滲濾液產(chǎn)生的生產(chǎn)單位基本為填埋場、焚燒廠等企業(yè)，由于上述企業(yè)的廠區(qū)選址基本較為偏僻，廠區(qū)周邊地形復雜，現(xiàn)場實際工作面情況復雜，施工難度較大，同時滲濾液對管道本身存在結垢的特性，因此滲濾液管道的設計使用壽命對整個循環(huán)生態(tài)園區(qū)的運行影響極大。

工程案例：紅廟嶺園區(qū)部分項目配套污水管網(wǎng)建設工程，滲濾液管道總長度約3027m，管道建成后將服務于紅廟嶺循環(huán)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園中的廚余垃圾處理廠、危險廢物綜合處置廠、餐廚廢棄物處理及資源化利用廠、焚燒廠三期、生活垃圾焚燒協(xié)同處置廠。

1 概述

現(xiàn)代化城市需要建設一整套安全、運行穩(wěn)定的垃圾滲濾液處理設施來為城市的日常生活、生產(chǎn)運行服務。隨著近幾年我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城鎮(zhèn)化進程也在不斷深化，各種市政垃圾收集工程的建設也在不斷擴大。給排水工程中滲濾液輸送管道的修建作為上述工程中的一個重要組成部分，其工程質量的好壞直接關系到市政建設的水平高低。

在滲濾液輸送管道建設中設計是質量控制的一個重要方面，如果設計中選用的滲濾液運行方式不當、管道材料不適合、管道工況運行未進行綜合考慮，整體工程質量也會隨之降低。本文主要通過紅廟嶺園區(qū)部分項目配套污水管網(wǎng)建設工程針對復雜地形下的滲濾液管道設計提出若干建議。

2 復雜地形下滲濾液管道的設計和應用

2.1 滲濾液管道運行方式的選擇

目前，運行方式主要分為壓力流和重力流。

滲濾液排水管道運行方式的選擇，應根據(jù)區(qū)域的總體規(guī)劃，結合滲濾液產(chǎn)生單位廠區(qū)的地形特點、原有排水設施等綜合考慮后確定；因滲濾液產(chǎn)生單位廠區(qū)選址基本較為偏僻，整體電力供應受天氣（雷暴、臺風）影響較大，且滲濾液泄露對地下水影響較大，采用泵送壓力流應重點考慮電力缺失的情況下對環(huán)境的影響。因此主要的設計原則建議：結合地形地勢滲濾液排水管道盡量采用重力流方式進行滲濾液輸送，減少后期運行維護的成本；對個別廠區(qū)地勢較低的無法采用重力流的可考慮泵送壓力流輸送至重力流管道內，同時應盡量減少壓力流管道輸送距離，同時應將泵站供電與廠區(qū)供電并網(wǎng)，以獲得二回路供電的能力，盡量減少事故的發(fā)生（圖1，2）。

通過上述的兩次設計對比可知地形條件滿足重力流的情況下，管道敷設方式如何改變，但是在條件允許的情況下滲濾液排水管道運行方式采用重力流形式進行依舊不變。

圖1 原設計管道通過架橋墩重力流運行

圖2 變更設計管道沿新建擋墻邊重力流運行

2.2 滲濾液管道材料的選擇

滲濾液水質復雜，含有多種有毒有害的無機物和有機物，滲濾液中還含有難以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化物，磷酸醋，酚類化合物和苯胺類化合物等。在以往工程經(jīng)驗中滲濾液管道存在最大的問題主要體現(xiàn)在腐蝕和結垢兩個方面。因此滲濾液管道材料應重點針對上述兩個方面進行選擇。

圖3 滲濾液管道結垢

目前常用的排水管材主要有以下幾種：（鋼筋）混凝土管、金屬管、鋼管（SP）、無縫鋼管（SSP）、球墨鑄鐵管（DIP）、UPVC 雙壁波紋管、高密度聚乙烯塑料管（HDPE 管、PE 管）、高密度聚乙烯纏繞增強管、鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復合管、平壁襯塑復合管、玻璃纖維增強加熱固性樹脂夾砂管（玻璃鋼夾砂管、玻璃鋼管、RPM管）等。

從耐腐蝕、結垢方面考慮：滲濾液腐蝕性較強，因此要求管道材料耐腐蝕性較強；同時因為滲濾液管道存在結垢的問題，因此后期運行維護過程中存在對結垢沖擊的可能性，因此要求管道材料要有一定的強度承受沖擊力；根據(jù)工程經(jīng)驗建議采用鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復合管、高密度聚乙烯塑料管（PE 管）等塑料材質的管材；但是鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復合管相對較為笨重，設計選用時應結合現(xiàn)狀地形的交通條件，綜合考慮施工的可行性。

從敷設的位置考慮：因塑料管材整體抗紫外線能力較差，建議管道處于明露的位置采用球墨鑄鐵管以防止塑料管材受陽光暴曬快速老化。

2.3 雙管組合切換運行的工藝的設計

滲濾液成份較為復雜，滲濾液在管道內長期流動隨時間的推移極容易在管道內形成結垢，因此滲濾液管道的設計應對后期運行管理維護進行充分考慮。早期滲濾液管道設計僅將其作為普通污水管道的形式進行設計，未考慮滲濾液對管道存在結垢的特性，導致管道因結垢使排水能力降低而報廢；同時單根管道要時刻保證滲濾液的輸送，因此日常維護無法對管道進行有效清洗，滲濾液管道僅能一直使用直至報廢重建。上述做法在復雜地形下重新修建滲濾液管道導致造價增加、施工難度加大（因現(xiàn)有管線導致施工工作面減少）。吸取以往工程的經(jīng)驗教訓，針對早期滲濾液管道存在的問題，結合工程實際案例建議可利用雙管組合切換運行的工藝延長滲濾液管道的整體使用壽命。雙管組合切換運行的工藝兼顧運行與維護，同時對管道的整體使用壽命可起到延長的作用。平時管道運行時采用伸縮節(jié)+三通清掃口+法蘭短管做法將管道進行密封減少泡沫的產(chǎn)生；如果需要對管道進行維護清洗則兩段管道可進行隨意切換，增大了管道運行維護的可行性，減少了管道結垢的風險；如果因為管道破損或維護不善導致的個別管段淤堵，可直接進行切換，為管道穩(wěn)定運行提供保障，為管段修復提供時間。雙管組合切換運行的工藝可使管道的利用率成幾何倍數(shù)增大，管道使用壽命盡可能的得到延長，對節(jié)省投資、降低頻繁施工有顯著的效果。

圖4 雙管組合切換運行的工藝

2.4 滲濾液泡沫的抑制

滲濾液在重力流運行過程中與空氣接觸會產(chǎn)生大量泡沫，而且泡沫氣泡小、不易破裂、粘附力強，管道整體運行工況主要呈現(xiàn)氣液狀態(tài)，泡沫對管道實際運行能力造成極大的影響。因此如何減少泡沫是滲濾液排水管道設計中應重點考慮的問題。

圖5 滲濾液產(chǎn)生的泡沫

針對滲濾液運行中產(chǎn)生的大量泡沫的情況，根據(jù)工程實際情況結合以往工程經(jīng)驗提出以下幾種做法對泡沫量進行抑制。

a.滲濾液重力流管道在檢查井處盡量采用封閉做法，減少與空氣接觸，從源頭上減少泡沫的來源。

圖6 檢查井內部管道采用伸縮節(jié)+三通清掃口+法蘭短管做法

b.檢查井內部投加消泡劑，根據(jù)以往實例整體消解效果較好，但是消泡劑投加量較大，成本較高，同時需進行連續(xù)性投加，管理運行較為困難。

c.復雜地形下的滲濾液輸送不可避免的需對高差較大的管段進消能處理，消能井內部往往是泡沫問題爆發(fā)的關鍵點。通過工程經(jīng)驗建議消能井不能采用傳統(tǒng)的做法，應盡量考慮延長滲濾液在井內的緩沖時間（緩沖時間不足泡沫將直接溢出井外），同時在井內利用上游來水的沖涮進行局部氣泡消解。

d.檢查井內部空間不足，導致滲濾液在井內的緩沖時間不足時，泡沫將直接溢出的情況，可以通過井上部通氣管改造為導流管與上游管道連接，泡沫直接通過導流管進行消解，該做法應結合泡沫量對導流管長度進行核實。

3 結論

圖7

3.1 復雜地形下的滲濾液輸送應盡量采用重力流方式進行，減少后期運行維護的成本；若需壓力輸送應考慮電力供應的問題。

3.2 滲濾液輸送管道的材料選擇應考慮耐腐蝕、易結垢的情況，同時結合施工現(xiàn)場的交通條件及管道的敷設方式進行選擇。

3.3 復雜地形下的管道修建應綜合考慮運行維護管理、工程造價、管道整體使用壽命。

3.4 滲濾液管道輸送過程中的泡沫問題應結合現(xiàn)場情況、現(xiàn)狀構筑物狀況進行綜合考慮，盡量減少泡沫的產(chǎn)生量，提高管道的過水能力。