工业园污水处理厂尾水深海排放工程设计要点探讨

工业园污水处理厂尾水深海排放工程设计要点探讨

吴端炜

（中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430000）

摘 要：文章分析了漳浦县赤湖工业园污水处理厂尾水深海排放工程的现状及设计思路，针对污水处理厂尾水深海排放工程设计要点进行了详细地分析，分别从排海管道路由选择、排海管线走向、尾水加压泵站设计、排海管道设计等方面进行充分阐述，旨在为同类项目的设计和建设提供借鉴。

关键词：深海排放工程；排海管道；路由选择；加压泵站

1项目概况

本工程为漳浦县赤湖工业园污水处理厂尾水深海排放工程，工程将园区三座污水处理厂处理后的达标污水集中输送至海上排污口排放。工程总排污规模为18万m3/d。工程主要建设内容包括众城污水处理厂尾水加压泵站及DN400排放管道5460m，绿江污水处理厂尾水加压泵站及DN600排放管道1210m，高 位井一座，铺设2根并行的DN1300钢管，单根管道长度为4690m，包括陆域段 990m，海域段3550m，扩散器段150m。

2排水工程现状

现状五金园内有污水处理厂(众城污水厂)一座，该污水处理厂于2007年12月8日取得漳浦县环境保护局批复，批复建设规模5000t/d，由于园区在产企业较少，污水厂实际处理规模约600t/d，污水处理厂的设计处理能力1500t/d，采用“气浮+A/O”处理工艺。污水处理厂配套管网收集系统的管网已建设12.93km，现有五金园区企业已经全部纳入污水厂管网收集系统服务范围，园区污水处理厂近一年多进水量基本在400-600t/d之间，平均进水量为480t/d，小于污水处理厂的设计处理能力1500t/d。污水来源主要有：电镀污水、三类工业污水和生活污水。通过不同的污水管道系统分流收集后，于污水厂内独立分开处理。

3排水工程规划思路

3.1 雨水工程

（1）根据赤湖镇总体规划(2018-2030)，现状工业园区内已采用分流制排水，本规划区主要为新建城区，采用雨污分流排水体制。

（2）规划充分利用地形，合理进行排水分区。北部五金园区东高西低、南高北低，园区内雨水根据地势自东向西、自南向北排至北侧赤湖溪或西侧将军澳；南侧皮革园中间高，东西两边低，雨水根据地势分别排至规划区东测前湖湾或西侧将军澳。

3.2 污水工程

（1）污水量预测。赤湖工业园污水量按扣除绿化及道路用水，生活污水量按给水量的80%计，工业污水量按给水量的90%计。生活污水日变化系数取1.5，工业污水日变化系数取1.2。污水汇水划分为4个区域，A区域污水最终排至众城污水厂；B区域污水最终排至镇区污水处理厂；C区域污水汇流至腾飞路与沿海大通道交叉口处后，经污水提升泵站加压后排至泰庆路下污水干管，最终排至绿江污水处理厂；D区域污水最终排至绿江污水处理厂。

（2）污水厂建设。A区：污水来源主要有包括电镀污水、三类工业污水和生活污水。本区生活污水也分开收集，单独输送到城市污水处理厂处理。B区：污水来源主要有包括生活用水和二类及以上的远期工业备用地，要求各工厂企业应先自行预处理，达到排放标准后，再送入镇区污水处理厂处理。C区、D区：南部工业园区的污水来源为工业污水、生活污水、公共设施污水。

（3）污水厂尾水排放。各区污水厂污水处理达标后，尾水需输送至绿江污水厂汇集后统一进行排放。北部五金园众城污水厂尾水经直一路自北向南经提升泵站加压后，经疏港路排至绿江路尾水排放干管；绿江路尾水排放干管沿途接收联盛纸业污水处理站的达标尾水，自北向南排放，与绿江污水厂处与绿江污水厂尾水一并排入深海。

4排水工程规划设计

4.1 排海管道路由选择

海底管道路由选择应综合分析工程可行性、投资合理性和使用海域科学性，并应达到易于操作、安全可靠、节约经费的要求。路由选择时应遵循以下原则：

（1）海底管道的位置，必须满足总体规划及使用要求。

（2）为便于铺管、开沟或管道锚碇作业，海底管道与海底障碍物、危险物的水平距离一般不应小于500米，距已有海底管道或海底电缆的水平距离一般不小于30米。

（3）定线时必须考虑到施工难易程度，以及辅助工程量的大小。

（4）新铺设的管道原则上不应与已建海底管道或电缆交叉，但是在不可避免的情况下，可按下述要求考虑：1)新建海底管道与已建海底管道交叉时，管道交叉部位的间距 至少应保持30cm以上的净距。2)新建海底管道与已建管道或电缆交叉时，管道如需埋设，埋设深度应满足设计要求。

4.2 排海管道路由方案

污水排放口位置根据《漳浦县赤湖工业园区污水处理厂尾水深海排放工程入海排污口设置论证报告》，设置在P2处，经度117°55′55.2′′E，维度24°2′58.56′′N。排污口位置在联盛纸业东侧海域，距离岸边约3550m，众城污水处理厂尾水、联盛污水处理厂尾水及绿江污水处理厂尾水汇总至高位井后，沿海滩水下地形向规划污水排放口P2，采用扩散器排放。

（1）路由方案一。预选路由管道自福建省漳州市漳浦县赤湖镇东部岸线上的下海点B(117°53′47.47′′E，24°3′10.3′′N)出发，直线3.63km后到达排放口 P2(117°55′55.2′′E，24°2′58.56′′N)，全长约3.63km。

（2）路由方案二。预选路由管道自福建省漳州市漳浦县赤湖镇东部岸线上的下海点A(117°53′47.39′′E，24°3′47.35′′N)出发，直线3.91km后到达排放口P2(117°55′55.2′′E，24°2′58.56′′N)，全长约3.91km。路由走向见图1。

图1 路由走向方案平面图

根据路由比选原则，结合本项目预选路由方案一和方案二的从对比结果可以看出，两种预选方案的路由基础条件基本相当，均与所穿越的海洋功能区划兼容。但是，方案一路由距离相对较短，且下海点不占用生态红线自然岸线，与前湖湾重要自然岸线及沙源保护海域生态保护红线区距离更远。

综上所述，方案一作为本项目的推荐路由方案，即管道路由自漳浦县赤湖镇东部岸线上的下海点B(24°3′10.3′′N，117°53′47.47′′E)，直线到达最终选划的排放口P2(24°2′58.56′′N，117°55′55.2′′E)，全长约3.63km。

4.3 排海管线走向

污水排放口位置设置在P2处，经度117°55′55.2′′，维度24°2′58.56′′。经海上路由方案比选后，确定排海管道陆域段由高位井 至入海点 B(24°3′10.3′′N，117°53′47.47′′E)，然后沿海滩水 下地形至规划排污口P2处，采用扩散器排放。

4.4 尾水加压泵站设计

尾水加压泵站建设规模按污水处理厂远期规模5500m3/d设计，总变化系数Kz=1.72，建设地点位于众城污水处理厂标准排放口后面。由于近期规模只有800m3/d，近远期规模相差较大，泵站后的管道宜一次性按远期规模建设，所以泵站采用间歇运行，建设30m3的集水池，平面尺寸为5.0×3.0m，高度3.8m，近期配备3台潜污泵，性能参数为Q=150m3/h，H=15m,功率P=15Kw(近期两用一备)，日运行时间为3小时;远期增加1台潜污泵，性能参数为Q=100m3/h，H=15m,功率P=11Kw。

4.5 排海管道设计

排海管的功能是将污水输送到漳浦东部海域深水区，经由上升管顶端的喷口高速喷出，使污水迅速在深海水体中混合、稀释、扩散。排海管由排放段、扩散段、上升管及喷口四个部分组成。

（1）排放段。根据排海工程总规模18万m3/d，采用2根DN1300的排海管。为保证良好的水力条件，控制合理的水头损失，达到远期规模时排放管内流速为1.02m/s，满足最小冲淤流速。

（2）扩散段。扩散段越长，排放口近场稀释效果越好。但扩散段越长，工程造 价也越高，但扩散管过长，其基建投资和工程运行费用也越高，影响扩散管长度的主要因素包括污水排放初始稀释倍数的要求、水深、密度及水动力条件等 。

（3）上升管。在排放管扩散段上设置15个上升管，为使污水从排海管到上升流速呈逐渐增大趋势，以利于沉积物的排出。上升管与排放管的面积比接近于 0.6~0.7。上升管管径为DN250，上升管最大流速为1.84m/s。

（4）喷口。本工程在每根上升管端部设置2个喷口，在既定设计流量下，喷口总面积决定了喷口流速的大小。而喷口射流速度直接影响到污水从喷口射流后的一段距离的近场稀释、防止漂浮物靠近喷口及阻止水生物的生长。喷口总面积控制在不超过排放管截面积的70%，以便在流量较小时，喷口出流能达到一定的流速，喷口管径为DN150，喷口最大流速为2.56m/s。

5结论

通过以上科学、合理的管道路由选择、尾水加压泵站设计、排海管道设计，使该工程具备了成熟的工程实施方案，为今后工程建设和运行管理提供了有力的技术保障。同时也改善区域水环境状况，落实我国海洋环境保护要求，满足工业园项目对市政环保配套迫切需要。

参考文献

[1]王松，王拓等.准Ⅳ类水排放标准——东营五六干合排污水处理厂工程设计[J].天津建设科技.2019,29(S1).

[2]李毅.烟台开发区大季家污水处理厂深海排放工程设计[J].全国给水排水技术信息网42届技术交流会论文集,2014.