環保新材料在給排水工程中的應用研究

楊建紅

百色市公共資源交易有限公司 廣西 百色 533000

給排水工程建設和使用關系到國民生活和生產運營質量，因此在給排水工程施工和運營過程中，我們需要提高環保新材料的應用范圍和效果。目前，隨著社會的發展進步，人們在追求更好生活質量的同時更加注重環保問題，這就需要相關工程技術人員積極研究給排水工程環保新材料。給排水工程環保新材料主要是指利用新型節能環保材料具有的獨特性能，滿足給排水工程建設和運營的節能降耗需求。在我國社會經濟發展過程中，給排水工程建設規模越來越大，給排水工程施工和運營費用也在逐漸加大，環保新材料的應用技術已成為當前我國給排水工程的一個重要問題，這就要求相關人員要不斷提高對給排水工程環保新材料的認識程度，在工程建設施工前和生產革新前做好相應的準備工作，明確環保新材料的功能、優勢及使用方法，加強對給排水工程環保新材料的應用，以提高給排水工程節能環保效果和經濟效益[1]。

1 給排水工程施工概況

給排水工程就是指用于水供給、廢水排放和水質改善的工程，分為給水工程和排水工程。現代的給排水工程已成為控制水媒傳染病流行和環境水污染的基本設施，是發展城市及工業的基礎設施之一 ，市政工程的主要組成部分。給水工程是為居民和廠、礦、運輸企業供應生活、生產用水的工程。由給水水源、取水構筑物、輸水道、給水處理廠和給水管網組成，具有取集和輸送原水、改善水質的作用。排水工程就是用完善的管渠系統及泵站、處理廠等各種設施，將城鎮各種污水和雨水，進行收集、輸送、處理和利用的工程，分為合流管系和分流管系。合流管系只有一個排水系統，雨水和污水用同一管道排輸。分流管系有兩個排水系統:雨水系統收集雨水和冷卻水等污染程度很低、不經過處理直接排入水體的工業廢水，其管道稱雨水管道;污水系統收集生活污水及需要處理后才能排入水體的工業廢水，其管道稱污水管道。給排水工程是一項復雜的系統工程，涉及到市政基礎設施建設、建筑工程施工、給水排水設備制造以及其他專業施工管理等方面的技術應用。給排水工程需要工程技術人員在給排水工程鋪設管道、管道安裝的過程中，要嚴格遵守設計要求；還必須視污水處理廠的地理位置而規劃，對污水處理設備進行合理的設計、水源地的選擇和給排水管網布置等[2]。

2 給排水工程中應用環保新材料的必要性

在給排水工程中，選擇具有更好的承載能力、耐腐蝕性、耐溫性等性能的新材料是非常關鍵的，這樣才能保證給排水系統的正常供應和排放。給水和排水管網是我國城鎮生活用水的主要設施，其高效的給排水管網對構建環境友好、能源節約的社會經濟發展具有重大意義。隨著新型綠色材料的不斷開發和革新，很多給排水問題都得以解決，從而推動了給排水管道的發展。在科技發展的大環境下，各種環境友好的新型綠色材料，如新復合材料，正被大量使用。這種新的復合材料是采用了幾種原料進行組合而成的，它具有價格便宜，并且可以成為以前的金屬產品的環境友好的替代品，在給水、排水處理中使用這種新復合材料，可以為給水、排水處理系統提供更多的選擇。

3 環保新材料在給排水工程中的應用

3.1 高分子材料

在給排水工程中， 應用一些新型高分子材料，能夠更好保證工程的質量和安全性。這些高分子材料是指以高分子化合物為基礎的、由相對分子質量較高的化合物構成的一種材料。在給排水工程施工過程中，對高分子材料的使用不僅可以保障工程的質量，還可以避免一些化學成分對環境造成的污染，如聚丙烯和聚氯乙烯是目前應用較為廣泛的兩種高分子材料。這兩種高分子材料具有很強的耐酸堿性和耐腐蝕性，可以應用在一些腐蝕性比較強的環境中，特別是近年來以聚丙烯和聚氯乙烯這兩種高分子材料為基體衍生出的各種新型高分子材料，增強了其對不同腐蝕性的環境的適應性，如可廣泛應用于各種不同類型化工生產的腐蝕性生產污水處理系統、各種不同商業店鋪污水處理系統中。除此之外，一些新型的高分子材料還可以更好的應用于給排水工程中，如聚酯和聚酰胺等，這些高分子材料對腐蝕性的環境的適應性更強，在施工和運營過程中基本不會產生污染環境的情況，可以有效保障工程的質量和安全性，但材料價格比聚丙烯和聚氯乙烯這兩種高分子材料貴。

3.2 金屬材料

在給排水工程中，最傳統的鍍鋅、鑄鐵等金屬材料雖然在不斷革新改進中，近年來品種和性能都有了很大提高，但仍然存在較多的限制和不足。而近年來市場推出的新型合金金屬材料種類較多，適應范圍廣，普遍剛性相對塑料和高分子材料要高，且價格一般相對一些特殊塑料和高分子材料便宜，可以有效提高使用質量，并降低給排水工程造價。但是給排水工程合金金屬材料在使用過程中仍會不同程度地產生一些污染，不利于環保。因此，要加強對金屬材料在給排水工程使用情況的有效控制，比如在不同腐蝕性的給排水工程中采用相對應的耐腐蝕金屬管材可以降低水環境污染，進而起到保護環境的作用外，金屬管材的使用還可以提高管道的剛性性能，使其使用壽命變長，并且在一定程度上降低了施工成本。 需要注意的是，金屬管材雖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，安裝費用偏高，也會造成給排水工程造價上升，因此要加強對金屬管材在給排水工程造價的控制，促進其應用價值的提升[3]。

3.3 塑料

塑料應用在給排水工程中，因其管道內壁光滑，水流損失小，可以減少管道堵塞和提高節能效果，再加上其耐腐蝕性強，可以有效減少對土壤侵蝕防止環境污染。在實際應用中，塑料可以將其加工成管材，但因其脆性大，強度低，早期開發的供、排PVC管材、化工管材、農田排灌管材、燃氣用聚乙烯管材在使用中受到較大限制，近年來市場上也出現了PVC芯層發泡管材、PVC、PE、雙壁波紋管材、鋁塑復合管材、交聯PE管材、塑格凳旬鋼復合管材、聚乙烯硅心管等多種新型不同規格強度的塑料管材，根據不同強度要求，將相應管材連接到管網上，在減少管道堵塞，并保持管道內壁的清潔同時，提高管道的強度性能，使其使用壽命變長，減少運營成本。在給排水工程中，多種新型不同規格強度的塑料以其優越的耐腐蝕和高強度性能，以及節能節材、環保、輕質、內壁光滑不結垢、施工和維修簡便、使用壽命長等優點為用戶所廣泛接受，且一般塑料重量輕，價格便宜，能進一步降低其成本，從而可以拓寬在給排水工程更廣泛領域內應用。

3.4 高密度聚乙烯（HDPE）管道

在給排水工程中，高密度聚乙烯（HDPE）管道是一種由乙烯共聚生成的熱塑性聚烯烴，也是一種結晶度高、非極性的熱塑性樹脂，具有良好的耐熱性和耐寒性，化學穩定性好，還具有較高的剛性和韌性，機械強度好，介電性能，耐環境應力開裂性亦較好，硬度、拉伸強度和蠕變性優于低密度聚乙烯;耐磨性、電絕緣性、韌性及耐寒性均較好，但與低密度絕緣性比較略差些；化學穩定性好，在室溫條件下，不溶于任何有機溶劑，耐酸、堿和各種鹽類的腐蝕;薄膜對水蒸氣和空氣的滲透性小、吸水性低；耐老化性能差，耐環境開裂性不如低密度聚乙烯，特別是熱氧化作用會使其性能下降，高密度聚乙烯薄膜在受力情況下的熱變形溫度較低。雖然HDPE在我國給排水工程中已有應用，但這種塑料還沒達到成熟水平，這種通用材料還在不斷開發其新的用途和市場。在過去的幾年中，由于我國科技的發展和進步，HDPE管道制造技術也取得了很大的進步，新型的中到高分子量等級的高密度聚乙烯（HDPE）管道具有極好的抗沖擊性，在常溫甚至在-40F低溫度下性能穩定的優異性能，以及無毒、環保性能，在給排水工程中得到了廣泛的關注和應用。

由于 HDPE管道具有非常好的耐磨性和耐腐蝕性等特點，同時也具有很好的穩定性和衛生性等優點，在給排水工程中應用 HDPE管道具有很好的優勢。隨著給排水工程規模的擴大， HDPE管道在應用時需要考慮到很多不足方面的問題。首先就是要保證 HDPE管道施工質量，雖然HDPE 管道具有很強的抗沖擊能力和耐腐蝕性等特點，但是HDPE 管道價格偏高，因此在給排水工程中應用 HDPE管道也需要結合實際考慮到成本問題其次就是要保證施工效率和施工質量。HDPE 管道韌性較差，安裝水平要求較高，必須嚴格按照圖紙要求建造，才能建造出功能完善的給排水系統[4]。

3.5 聚氨酯硬質泡沫（PUR）管

在給排水工程中，聚氨酯硬質泡沫（PUR）管是一種新型的環保管道，PUR管具有非常高的強度和韌性，而且它的重量非常輕，其密度為1.2-1.5kg/m3,與鋼管相比， PUR管不會產生較大的重量差異，可以減輕管道在安裝過程中的壓力。其次是它具有非常高的隔熱性，因此可以有效地提高管道的保溫性能。但是PUR管也存在一些缺點，例如它的密度比較大、密度比較高等。所以在實際應用中需要將這些缺點進行合理地規避，從而提高PUR管的應用效果。PUR管可以應用在給水管道中，而且它可以作為給水管、排水管以及熱力管道等各種管道的隔熱層。PUR管除了可以起到保溫作用之外，還可以有效地防止管道被腐蝕，延長管道使用年限。此外，PUR管還具有非常強的防火性能和防水性能等，在給排水工程中，屬于環保新材料。由于它具有很多優點，其在給排水工程中應用范圍也是越來越廣泛，更由于其施工簡便，節能防腐效果顯著而被大量地用于各種供熱，制冷、輸油、輸氣等各種管道。

3.6 陶瓷復合管

在給排水工程中，陶瓷復合管是金屬內襯陶瓷管，該材料是一種新型的管道，是在鋼管和陶瓷之間形成一種復合材料。陶瓷復合管因充分發揮了鋼管強度高、韌性好、耐沖擊、焊接性能好以及剛玉瓷高硬度、高耐磨、耐蝕、耐熱性好，克服了鋼管硬度低、耐磨性差以及陶瓷韌性差的特點。因此，復合管具有良好的耐磨、耐熱、耐蝕及抗機械沖擊與熱沖擊、可焊性好等綜合性能。是輸送顆粒物料、磨削、腐蝕性介質等理想的耐磨、耐蝕管道。廣泛用于電力、礦山、鋼鐵、水泥、化工等行業給排水工程，具有可代替合金管,鑄鐵等趨勢。雖然它與傳統管道相比，具有很多優勢，例如其耐熱性非常高，可以有效地解決高溫熱水輸送時出現的一些問題；其抗腐蝕性好，可以有效地避免金屬管道由于腐蝕而導致的破裂和損壞現象。但是由于陶瓷復合管屬于一種新型材料，在其應用過程中還存在一些不足問題。例如因為陶瓷復合管需要在一定條件下才能使用，所以在施工和運營過程中要求溫度控制較高。同時陶瓷復合管本身就具有一定的重量，因此在使用過程中需要安裝相應的支架或者支撐物來進行固定，這樣一來就增加了施工和運營人員的工作量和建設維護成本。同時，由于陶瓷復合管自身強度比較低，所以如果需要進行一些特殊操作時就需要對其進行一定的加固，同樣也增加了施工人員的工作量和建設維護成本。因此，要特別注意結合工程項目要求和運營實際情況進行陶瓷復合管的選用和維護。

3.7 鋁塑管

在給排水工程中，鋁塑管是一種新型的給水材料，也是一種復合材料，是一種由中間縱焊鋁管，內外層聚乙烯塑料以及層與層之間熱熔膠共擠復合而成的新型管道。其主要包括鋁、聚乙烯和聚丙烯等材料，聚乙烯是一種無毒，無異味的塑料，具有良好的耐撞擊、耐腐蝕、抗天候性能。中間層縱焊鋁合金使管子具有金屬的耐壓強度，耐沖擊能力使管子易彎曲不反彈，鋁塑復合管擁有金屬管堅固耐壓和塑料管抗酸堿耐腐蝕的兩大特點，是新一代管材的典范。在我國，由于鋁塑管質輕、耐用而且施工方便，以及鋁塑管可彎曲性、具有很高的強度、具有較長的使用壽命性能，鋁塑管正逐步廣泛應用到給排水工程中。隨著社會經濟的發展，人們對給排水工程建設的要求越來越高。在給排水工程中應用環保新材料具有非常重要的意義，不僅可以有效地減少水污染和空氣污染問題，同時也能夠提高水資源利用效率和經濟效益。因此相關工程技術工作人員應該積極地應用鋁塑管等環保新材料，從而有效地提高給排水工程節能環保效能[5]。

3.8 潔具衛浴材料

在給排水工程中，選用潔具衛浴材料也是一個不容忽視的問題，如果選用材料不當，容易引起漏水現象、密封性不好，而且耗水量非常多。所以，如果能夠對這些衛生器具材料進行改進或正確選用，那么就可以達到節約用水和減少水資源浪費的目的。如選用陶瓷芯水龍頭開關，因陶瓷具有高熔點、高硬度、高耐磨性、耐氧化等優點，用于水龍頭開關可多次重復利用，滴漏很小，并且它密封性能很好，可以節省40%以上水量。另外如學校、泳池、健身場館等地方的公共浴室沐浴器，使用帶有自動化開閉電氣材料的新型自閉淋浴器、帶有數顯費用屏幕弱電材料的淋浴器、帶有光電控制材料的淋浴器，帶有機械自動化的腳踏閥淋浴器等新型淋浴器，通常能比普通淋浴器節省大約50%左右的水，環保節能效果好。

4 結語

綜上所述，環保新材料在給排水工程中具有重要的作用，采用環保新材料可以有效地提高水資源利用效率、降低工程目建設和生產運營成本。但是現階段的環保新材料推廣使用也存在一些不足問題，例如有的施工比較困難、需要一定的技術水平等等。因此相關給排水工程技術人員應該深入研究，積極地大力推廣和合理使用環保新材料同時，對在推廣使用中發現的問題，深入研究相應對策來解決，讓這些環保新材料的更加快速得到廣泛應用，不斷提升給排水工程質量和效率，更好地節約能源，減少污染，凈化環境，促進城市建設和企業生產高質量發展。