污水处理厂尾水长距离排放关键技术论证

高钦

（广东省冶金建筑设计研究院　广东省　广州市　510080）

污水处理厂尾水长距离排放关键技术论证

高钦

（广东省冶金建筑设计研究院广东省广州市510080）

结合揭东开发区污水处理厂尾水排放工程的实例，论证了尾水长距离排放方案中的几项关键技术：尾水管道走向线位、管道设置数量、采用重力流还是压力流，得出了适用可行的尾水管道排放方案。

尾水排放；长距离；线位；重力流；压力流

1　项目概况

揭东开发区位于揭东中心城区西北部，开发区污水处理厂规划选址位置为其中南偏西部，车田河东岸，总设计规模为6万t/d，首期规模为3万t/d。

受近年揭东水体污染加剧的影响，污水处理厂附近的车田河水质评价标准执行Ⅲ类标准，稍远的枫江水质评价标准执行Ⅳ类标准，且均无环境容量，不允许新增排污口，而揭东区市政污水管网作为揭东中心城区的污水收集系统，规模有限，不宜接纳开发区污水厂的处理尾水，开发区污水处理厂尾水需排入更远的榕江北河下游，直线距离超过7km。

2　尾水长距离排放关键技术论证

合理可行的设置尾水管道是关系到工程投资，污水处理厂运行稳定性的重要因素，本文对尾水管道走向线位、管道设置数量、采用重力流还是压力流等关键技术进行了详细论证。

2.1尾水管道走线方案论证

揭东开发区污水厂位于揭东中心城区西北部，距离榕江北河较远，拟定两个尾水管走线方案：

方案一：开发区污水厂尾水出厂后沿车田河东岸由北向南布置，后横穿车田河，经车田大道及横山路排入榕江北河。方案一管道全长约10km。

方案二：开发区污水厂尾水出厂后沿车田河东岸由北向南布置，后横穿车田河，经车田大道及龙港路排入榕江北河。方案二管道全长约8.5km（如图1、如表1）。

方案二虽然较方案一投资少，但是排污口位于揭东中心城区，对城市环境造成一定污染；且经过交通繁忙的龙港路，施工时对周边交通影响较大，不推荐采用。

方案一对市民生活和道路交通影响较小，污水出口位于中心城区下游，有利于环境保护，推荐采用方案一。

2.2尾水管道设置数量论证

开发区污水厂规划总处理能力为6万t/d，分2期实施，首期和二期规模同为3万t/d。

污水厂尾水管道可采用1根管道或者2根管道并行两种方式[1]，如采用1根管道，根据总规模6万t/d，需选用DN1000管径的管道；如采用2根管道，需选用2根DN700管径的管道，两种方式的比较如表2。

图1　尾水管道走线方案图

表1　方案一与方案二优缺点比较

表2　1根管与2根管优缺点比较

采用2根并行的尾水管道可保证输水的安全性，运行管理简单，使水厂近远期建设有效结合，建议采用2根DN700的尾水管道并行的方式。首期先使用1根管道，污水厂全部建成后再2根管道同时使用。

2.3尾水管道压力流与重力流可行性论证

开发区污水厂规划地面标高约为14m，榕江北河枫口码头附近地面标高约为3m，榕江北河枫口段河床底标高为-4.76m，50年一遇洪水位为2.82m。开发区污水厂尾水排放口压力应高于榕江北河该段50年一遇洪水位，即应高于2.82m。

开发区污水厂尾水管道可以采用重力流和压力流两种形式：

压力流：污水厂内增设尾水泵房，与消毒池合建，尾水经水泵加压最终打到榕江北河[2]。

重力流：不设泵站，完全靠尾水管道起、终点标高差产生的压力差提供水流动力[3]。要求管道全程水头损失不得超过起终点的高差（约11m）。

（1）重力流可行性论证

重力流管道的水头损失计算如下：

沿程水头损失H1：按照推荐方案管道全长约10km，管道坡度取i=0.00145，则：

局部水头损失H2：管道沿线穿越河道1次，横穿省道S335和国道G206各一次，横穿排水箱涵、给水管道、煤气管道、电力电信管沟、有线电视管沟等管线若干次，均采用倒虹管的方式；且污水厂至广梅汕铁路段路面坡降较大，约为i0.003，需逐段跌水。考虑其他不确定性因素造成的水头损失，因此局部水头损失H2取沿程水头损失的30%，为4.4m。

总水头损失：H=H1+H2=18.9m

管道埋设时仍有一些不确定因素会导致水头损失增加，且管道运行时存在淤积的情况，同样会导致水头损失增加，如采用重力流管道，尾水不能保证正常排放，不可行。建议采用压力流管道。

（2）压力流可实施性

由于污水厂和排出口的高差不足以抵消水头损失，需要设置尾水泵房，增加水泵提升。

尾水泵房与消毒出水池合建，泵房设置3台水泵，2用1备，首期水泵选用250QW700-11-37型潜污泵，其规格参数为Q= 700m3/h，H=11m，N=37kW。远期需更换水泵。

压力流管道及尾水泵站运行费用：

增加尾水泵房，需考虑其用电、维修、维护及相关人工的费用，经核算，尾水泵房近期每吨水运行费用约为0.12元/t，成本增加相对较少，可实施性较强。

2.4尾水长距离排放关键技术论证小结

（1）尾水管道走向推荐采用方案一，即管道出厂后沿车田河东岸由北向南布置，后横穿车田河，经车田大道及横山路排入榕江北河，道全长约10km。方案一对市民生活和道路交通影响较小，污水出口位于城区下游，有利于环境保护。

（2）建议采用2根并行的DN700尾水管道，可保证输水的安全性，运行管理简单，使水厂近远期建设有效结合。首期使用1根管道，污水厂全部建成后2根管道同时使用。

（3）尾水管道采用压力流形式，污水厂内增设尾水泵房，与消毒池合建，泵房设置3台水泵，2用1备，首期水泵选用250QW700-11-37型潜污泵，其规格参数为Q=700m3/h，H=11m，N=37kW。远期需更换水泵。

3　结语

目前国内部分污水处理厂由于规划相对滞后，水厂选址后周边水体污染加重无法排放等因素，面临着尾水长距离排放的问题[4]，尾水管道的合理设置是水厂能正常运行的重要环节。

本文结合揭东开发区污水处理厂尾水排放工程，详细论证了污水处理厂长距离尾水排放的关键性技术问题：管道的走向线位、管道设置数量、采用重力流或者压力流。根据论证的结论，提出经济合理，可行性较好的长距离尾水排放方案。

[1]张志峰，蔡芝斌.绍兴污水处理厂尾水排放系统设计.中国给水排水，2006（4）：37～40.

[2]朱满林，沈冰，张言禾，王涛.长距离压力输水工程水锤防护研究.西安建筑科技大学学报（自然科学版），2007（2）：40～43.

[3]张生财.长距离有压重力流输水在供水工程中的设计及应用.水利规划与设计，2014（10）：74～76.

[4]戴罗平，居凯燕，夏文伟.污水处理厂长距离大口径尾水外排管设计.中国市政工程，2012（10）：46～48.

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1673-0038（2015）08-0173-02

2015-2-6

高钦（1982-），男，工程师，硕士，主要从事给排水设计工作。