張瑞興1，張奕薇2
（1．中石化茂名石化設(shè)計(jì)院，廣東茂名 525000；2．廣東茂名學(xué)院，廣東茂名 525000）

　　摘　要：介紹了茂名乙烯污水采用陸上處理和海洋處置結(jié)合的方案，取得了很好的環(huán)境效益，并著重介紹了排海工程的設(shè)計(jì)、施工和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。
　　關(guān)鍵詞：污水處理；深海排放；排海工程
　　中圖分類號(hào)：X783
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
　　文章編號(hào)：1009－2455（2002）02－0052－03

　　茂名30萬噸乙烯工程是國(guó)家“八五”重點(diǎn)工程，于1996年9月投產(chǎn)，乙烯的污水采用陸上處理和海洋處置結(jié)合的方案。茂名乙烯排海工程，是我國(guó)廢水海洋處置大型工程，其成功實(shí)踐并取得良好的環(huán)境效益，對(duì)環(huán)境工程的建設(shè)，可作為一個(gè)典型的工程范例。

1 乙烯污水綜合治理方案

　　茂名乙烯的污水治理，包括陸上處理和海洋處置兩部分。乙烯廠排出多種廢水，按水質(zhì)歸類排放，對(duì)裝置內(nèi)有特殊污染或高濃度污水在裝置內(nèi)進(jìn)行預(yù)處理，如裂解的廢堿液進(jìn)行濕式氧化處理等，對(duì)各種廢水視其水質(zhì)進(jìn)行有效處理，達(dá)標(biāo)后匯流排海，其流程見圖1。

　　污水處理場(chǎng)設(shè)計(jì)能力1500m³/h采用三級(jí)處理，一級(jí)處理為隔油沉淀、溶氣浮選、中和、調(diào)節(jié)勻質(zhì)等工藝，二級(jí)處理為常規(guī)曝氣和延時(shí)曝氣兩級(jí)生化處理，三級(jí)處理為氣浮濾池和放流池監(jiān)護(hù)放流，若出水不合格送回調(diào)節(jié)池再處理。
　　為嚴(yán)格清污分流，將生產(chǎn)區(qū)劃分為污染區(qū)和非污染區(qū)，污染區(qū)為會(huì)產(chǎn)生跑冒滴漏的設(shè)備區(qū)，兩者用小圍堰分開，污染區(qū)初期雨水進(jìn)人污水處理廠處理，后期雨水和清凈下水污染小，可不經(jīng)處理排海。茂名地區(qū)暴雨表現(xiàn)為短期陣雨，一次暴雨量約0．8×10⁴－1×10⁴m³，為削洪峰修建10000m³暴雨調(diào)節(jié)池，將儲(chǔ)存雨水在10h內(nèi)排除，排水量為1000m³／h。
　　非污染區(qū)的雨水，計(jì)算水量為10m³/s，水量很大，就近排江，江水為二類水體，下游有三個(gè)自來水廠，水質(zhì)應(yīng)嚴(yán)格保護(hù)。非污染區(qū)雨水管線，理論上應(yīng)該是不下雨時(shí)無水，下雨時(shí)雨水無污染，實(shí)際上由于廠區(qū)面積大，地下管線復(fù)雜，管道泄漏互相滲透和亂排水的現(xiàn)象難于避免，加上污染區(qū)面積偏小，未把設(shè)備檢修區(qū)也歸人污染區(qū)內(nèi)，因而非污染區(qū)雨水管線長(zhǎng)年有水流，一般為200－500m³／h，水質(zhì)有污染，如設(shè)備檢修時(shí)，水量更大，水質(zhì)污染更嚴(yán)重。為消除對(duì)河流的污染，后來建設(shè)了檢測(cè)池，平時(shí)將水進(jìn)行清
除雜物和隔油后，尾水進(jìn)人暴雨調(diào)節(jié)池排海，如遇暴雨則排江，這樣使一年中約7500h排江管無水，有效地保護(hù)了江水。
　　廢水排海及海洋處置，是合理利用海洋本身具有巨大的擴(kuò)散稀釋能力和降解能力的環(huán)境容量，廢水排海前必須經(jīng)過處理，達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，使廢水排放對(duì)海域的影響范圍和影響程度控制在可以接受的限度。排海海域一般選在離海岸有一定距離和有一定深度的海域，其經(jīng)濟(jì)功能類別也應(yīng)該是較低的。排海工程包括陸上部分17.7km，Ф1200管線和海上部分2.054km管線，投資約0.8億元。乙烯廢水排海的環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)論為：影響范圍為排出口周圍直徑Ф300－400m的海域，水質(zhì)從二類水體降為三類水體，不影響附近漁港和海灘旅游區(qū)的水質(zhì)和海洋功能^[1-2]。

2 排海工程的設(shè)計(jì)

2．1 排海污水量和水質(zhì)
　　排海管線的設(shè)計(jì)流量為4700m³/h，實(shí)際排水量為3000－4000格外。排海廢水的水質(zhì)水量見表1。

表1 排海廢水的水質(zhì)水量 序號(hào) 廢水類別 水量/(m³·h-1) 水量/(m³·h-1) 無暴雨時(shí) 有暴雨時(shí) CODcr CODMn 石油類 酚 1 污水場(chǎng)出水 1200 1500 130 52 7 0.5 2 清凈下水 1600 1600 50 20 0 0 3 后期雨水 0 1000 50 20 0 0 4 檢測(cè)池水 300～800 0 50 20 1 0 5 混合廢水 3100～3600 4100 30～33 2.23～3.14 0.16～0.20

2．2 排海工程設(shè)計(jì)
　　排海管線離海岸（黃海標(biāo)高0m高程）2051m，其中放流管Ф1120×12鋼管1847m，海底擴(kuò)散管段204m，管徑Ф1120×12的102m，Ф720×10的68m，Ф478×10的34m，共有Ф300擴(kuò)散管13根，共有Ф150擴(kuò)散孔35個(gè)。擴(kuò)散管段水深約9m。排海管線設(shè)計(jì)見圖2。
　　由于管線總長(zhǎng)不大，適于采用底拖法一次性安裝。為使管線在空管條件下沉入水中，要在鋼管外加鋼筋混凝土鎮(zhèn)重層，控制管線負(fù)浮力50－100kg／m，若負(fù)浮力過大將使拖力增大，過小則在拖管時(shí)出現(xiàn)管線漂浮和移位。
　　管線敷設(shè)在海底管槽中，其中約800m為基巖帶，要用海底爆破和抓斗開挖成槽，其余為粉砂帶，可直接開挖。管線就位后在管周圍拋大塊石保護(hù)層，以防止管線移位和防止管線受外力作用損傷。
　　排海管線是難于維修的工程，要求整個(gè)使用年限都能正常運(yùn)行，加上海水對(duì)碳鋼腐蝕嚴(yán)重，因此做好防腐極為重要，保護(hù)期定為50a。鋼管外壁采用環(huán)氧煤瀝青加強(qiáng)防腐，外包鋼筋混凝土鎮(zhèn)重層，內(nèi)壁為環(huán)氧煤焦油砂漿3+0.5mm，還加設(shè)犧牲陽(yáng)極電化學(xué)保護(hù)。

3 排海管線的施工

　　排海工程施工歷時(shí)21個(gè)月，主要有如下內(nèi)容：

3.1 施工場(chǎng)地及管線預(yù)制

　　底拖法施工需將管線在岸邊預(yù)制并連接，隨拖放而逐段連接直到設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，為此要在拖放鋪管位置設(shè)置窄長(zhǎng)施工場(chǎng)地，本工程場(chǎng)地約500m×50m，先將每條8m的管作內(nèi)外防腐和包鋼筋砼鎮(zhèn)重層，再將多條管連接成150m長(zhǎng)管段。用鋼軌建造160m長(zhǎng)下管滑道，坡度與岸邊排海管線坡度大致相同。

3.2 海底管線溝槽開挖

　　在巖基帶采用爆破松動(dòng)抓斗開挖外運(yùn)，粉砂帶為抓斗開挖外運(yùn)。這是工程量最大歷時(shí)最長(zhǎng)的工程，期間還受到多次強(qiáng)風(fēng)襲擊，使開挖基槽回淤。完工后進(jìn)行測(cè)量，合格才能下管。

3.3 管線拖放

　　采用海上拖拉和岸上放送方法下管，海上岸上均用卷?yè)P(yáng)機(jī)操作，受力要同步。管線拖放采取了一系列措施：在軌道上抹黃油降低摩擦系數(shù)；為防止管線被溝底凸出的巖石卡住，在巖基底墊0.2～0.3m砂層，并每50m設(shè)一個(gè)具導(dǎo)管作用的管托；采用防止管道扭轉(zhuǎn)的措施，是末端擴(kuò)散豎管垂直向上；采取拖管期間出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)的措施等。

3.4 拋石護(hù)管

　　管線拋石從內(nèi)到外，先小塊石后大塊石，全部采用導(dǎo)板下溜，以防砸壞管道。

4 設(shè)計(jì)和施工中出現(xiàn)的問題及處理

　　在海底鋪設(shè)管線，國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐大多數(shù)是用敷管船下管逐段敷設(shè)，采用底拖法施工，國(guó)外實(shí)例只有少數(shù)幾個(gè)工程，國(guó)內(nèi)尚無規(guī)模相似的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可循，因而在工程實(shí)施中出現(xiàn)諸多問題是必然的，這些問題的解決，付出了較大的代價(jià)，也積累了可貴的經(jīng)驗(yàn)。主要問題有：

4.1 鎮(zhèn)重層的調(diào)整

　　原設(shè)計(jì)10cm鋼筋砼鎮(zhèn)重層偏小，管線沉不下去，由于及早發(fā)現(xiàn)，將其厚度改為12cm，避免了大的返工損失。

4.2 巖基帶溝槽底寬的調(diào)整

　　原設(shè)計(jì)基巖帶底寬B＝2.0－2.5m，爆破后用3m³抓斗開挖，船較小受風(fēng)浪影響大，施工進(jìn)度緩慢，而且由于巖基帶較長(zhǎng)，在水深5～7m條件下施工，基槽過窄難于保證基槽質(zhì)量，若出現(xiàn)局部彎曲突出，就會(huì)使拖管卡住，為此將基槽底寬改為4～4.5m，改用大抓斗開挖，加快了施工進(jìn)度，為順利下管創(chuàng)造了條件，但工程量卻增大許多。

4.3 管線就位后出現(xiàn)漂浮移位問題

　　管線于1996年1月就位，由于未采取措施，于2月份的一次較大的風(fēng)浪，發(fā)現(xiàn)約長(zhǎng)500m管線浮起和移位60m，這樣大的偏離采取了分段復(fù)位的措施，將管線逐段吊起和橫拖使之復(fù)位。若管線就位后管內(nèi)灌水，這個(gè)事故是可以避免的。

4.4 靠海岸拋石護(hù)管損壞問題

　　每遇大風(fēng)護(hù)管拋石即被沖散，使管面露出，后來改為用每個(gè)成噸重的叉型海岸防浪改塊護(hù)管，有效的解決了海浪沖刷的問題。

5 廢水海洋處置的環(huán)境影響

　　國(guó)家海洋局南海海洋環(huán)境檢測(cè)中心對(duì)茂名乙烯廢水排放海域的三次監(jiān)測(cè)資料包括：1989年茂名乙烯工程環(huán)境調(diào)查，1996年投產(chǎn)前檢測(cè)，1998年9月投產(chǎn)兩年后的檢測(cè)，對(duì)主要污染物質(zhì)按GB3097-1997三類海水水質(zhì)的污染評(píng)價(jià)指數(shù)為下表2。

表2 排放海域污染物評(píng)價(jià)指數(shù) 項(xiàng)目 1989年7月 1996年7月 1998年9月 COD 0.44 0.39 0.53 無機(jī)氮 0.90 0.47 0.67 石油類 0.53 0.34 0.71 揮發(fā)酚 0.10 0.60 0.40 硫化物 0.15 0.60 0.90

6 結(jié)語

　　乙烯投產(chǎn)2a后在規(guī)定的污水排放海域污染物含量均沒有出現(xiàn)超三類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象。對(duì)排放影響區(qū)以外更大海域的監(jiān)測(cè)結(jié)果，仍保持二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)一步檢測(cè)表明，乙烯廢水排海海域環(huán)境影響基本已穩(wěn)定下來。

參考文獻(xiàn)：
　　[1]清華大學(xué)環(huán)境工程系．廢水排海工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1987．
　　[2]GB 3097－1997，海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[S]．

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作者簡(jiǎn)介：張瑞興（1937－），男，廣東梅州人，給排水高級(jí)工程師，電話（0668）2239239。