旧码头煤污水收集系统的设计

旧码头煤污水收集系统的设计

宋光敏，皮洪章

（1广东省航运规划设计院，广东 广州 510050；2广州华跃电力工程设计有限公司，广东 广州 510660）

摘 要：本设计针对某电厂煤码头现状，增设码头煤污水收集系统，收集并输送受污染初期雨水及码头面冲洗污水，减少对码头周边海域的环境污染。 关键词：煤污水；煤码头；初期雨水

中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2010）04-0138-02

1

2

一、项目的由来

随着水环境保护形势的严峻，如何最大限度地减少码头对环境的影响，是每个码头设计施工及运营中首要考虑的问题。煤码头在作业过程中容易产生煤粉扬尘飘洒在码头面上，码头冲洗或降雨过程中形成煤污水，污染环境。东莞某电厂煤码头是电厂专用煤炭运输码头，由于建设年代早使用时间长，码头需要进行升级加固改造。同时为降低码头作业产生的煤粉尘对周边海域的污染，按照“以新带老”原则增加码头煤污水收集系统，将码头和码头输煤廊道的煤污水一并收集输送至码头后方的污水处理站进行处理回用，实现码头污水“零排放”。

二、现状介绍

该煤码头共有2个泊位，分两期建设，均于80年代末90年代初建成投产。码头呈“T”型离岸式布置，码头总长度499.0m，其中一号泊位长237.5m，二号泊位长261.5m；栈桥1座，长约260m；码头上部及栈桥设有输煤皮带廊道，码头上部输煤皮带廊道为敞开式，栈桥部分为封闭式。码头现在并无专门的污水收集系统，煤污水直接外排入海。

码头后方污水处理站于2000年年底投入运行，设计处理能力为400t/h，目前实际处理废水量为200t/h，采用絮凝沉降分离法处理技术，工艺流程为：原水→初沉池→污水泵→（加混凝剂）→反应池→分离池→出水。最终的出水送入输煤冲洗水系统作为输煤冲洗补充水、厂区绿化或其他用途。在分离池出水管装设有PH在线监测仪、浊度仪和流量计，自动监测、记录污水厂出水水质、处理流量和累计处理水量。污水站建成后运行状况良好，处理出水均能达标排放，自动化水平较高，基本上实现无人值班。

三、系统设计及布置 1．系统煤污水量的确定

该码头的煤污水主要是码头面和输煤皮带廊道的地面冲洗污水和受污染初期雨水，主要成分是煤渣和煤粉，其SS含量一般为1,000~3,000mg/l。

[1]

由于场地用途、堆放货物和地面形式的不同，对于初期雨水量的计算也有所不同。目前有按暴雨强度取前5min、10min、20min降雨视为初期雨水，有按照项目所在地平均降雨量或日最大降雨量的10%来估算，也有按照地面降水深度3~30mm计算。

本设计按照暴雨强度取前5min降雨计算，采用深圳市暴雨强度公式[2]及雨水流量计算公式为：

q=

975(1+0.745lgP)

t0.422

Q=ΨqF

式中：q―暴雨强度（L/s·ha）； P―设计重现期（a），采用2a； t―降雨历时（min），取5min； Ψ―综合径流系数，码头面按0.9考虑； F―汇水面积（ha），取1.4ha； Q―雨水设计流量（L/s）。

则初期雨水产生量约为230m3/次。

从以上计算可得出，该项目污水收集系统的排水量为230m3。后方污水处理厂设计处理能力为400t/h，现在实际处理废水量为200t/h，能够容纳该码头新增加的煤污水量。

2．项目难点及方案比选

该码头污水收集系统按照“清污分流、雨污分流、循环用水”及“尽量不动码头结构”的原则进行优化设计。

① 方案一

在码头面开凿排水槽，引桥靠近陆域的根部设置大集水池。由于该码头已使用将近30年，若码头面开凿排水槽，会破坏码头结构梁体。现有的结构桩、梁一旦被凿穿，即使加固新的结构和旧结构伸缩变形不同，很难形成稳固的一体，存在安全隐患。同时在伸缩缝处排水槽较难处理。

② 方案二：

沿码头陆侧设置排水沟，引桥靠近陆域的根部设置大集水池。排水沟若设置在现有码头结构桩上，排水沟的混凝土加沟内集水重量，会对码头横向结构形成不对称应力，构成威胁；若在排水沟沟底设管桩支撑，将近700多米的排水沟需设置的管桩数量较多造价高，且水下施工要避开现有码头桩的难度大。

① 冲洗污水量：码头面面积约为13,676m（扣除配电

2

房、设备间），码头输煤廊道面积为3,450m，冲洗强度为

2

5l/m·次，每日冲洗2次，排水系数以0.85计算，每次

2

[1]

地面冲洗废水发生量约为146m/d。

3

② 初期雨水量：

收稿日期：2010-03-16

作者简介：宋光敏（1980-），女，广东省航运规划设计院，从事港口给排水工程设计。

第4期 宋光敏等：旧码头煤污水收集系统的设计 139

③ 方案三

沿码头陆侧设置多个小集水池，收集调蓄初期雨水及冲洗污水，待冲洗污水或大雨过后静沉去除大颗粒煤渣煤粉等污染物后，由污水泵泵入污水管线、输送至后方污水处理站。集水池内沉积煤渣煤粉定期由人工清理或污泥泵抽吸至清运车，送至后方污水处理站处理。该方案仅需在集水池处设置管桩，管桩设置较少，水下施工时可尽量避开现有水下构筑物，相对方案二较易实现。污水管线由管托架支撑沿码头边线敷设。

综合考虑码头现状、施工难度和施工进度，选用方案三。 3．系统布置

综合考虑码头现有布置形式及均匀汇水原则，共在一号、二号泊位端部及陆侧边线外设置8个集水池；利用码头廊道地面现有的向陆侧倾斜的坡度和散水功能，在码头廊道陆侧梁底敷设PVC排水横管，并在距离集水池最近的廊道支柱处设置排水立管，廊道冲洗污水及初期雨水经廊道地漏汇流入排水管，并最终排至集水池内；码头面利用原有的护轮坎及新设置的10cm高挡水坎，将整个码头面四周围起来，仅在集水池所在位置处留有排水口，这样一来码头面冲洗污水及初期雨水经地面径流汇入集水池内，不会直接排入水体。集水池内积满初期雨水后，后期清净雨水溢流进入水体。

集水池大小为6m×5m×1.6m，有效容积为32m3，总集水容积约为250m3，可以满足码头煤污水排水收集量需求。集

水池采用人工启泵、浮球阀自动停泵的方式，在每个集水池附近廊道支柱设置水泵控制箱，采用就地单一控制。污水泵参数为Q=58m3/h，H=30m，N=18.5kw。本设计选用立式单级单吸液下矿浆泵，该泵输送液体最大浓度按重量计为50%~70%，允许通过少量大固体颗粒，具有寿命长、维修方便、效率高且运行安全可靠的特点。每个集水池由4根预应力钢筋混凝土管桩支撑，管桩桩径为600mm。污水支管由特制钢结构管托架沿码头陆侧边线敷设，污水干管铺设在栈桥平台外侧。

四、运行效果及设计总结

该套煤污水收集系统在2009年上半年施工完成，系统收集的冲洗污水及初期雨水经后方污水处理站处理后满足《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二时段一级标准要求，出水基本回用于煤堆场喷洒和厂区绿化。

目前关于初期雨水量的确定并无统一规定，需要由设计人员根据项目特点确定。今后还需加强此方面的研究。新建煤码头在结构设计中优化设置煤污水收集构筑物，将会降低收集难度，更利于码头污水“零排放”目标的实现。

参考文献

[1] 港口工程环保设计规范（JTS149-1-2007）[M].北京：人

民交通出版社，2008.

[2] 给水排水设计手册-城镇排水[M].北京：中国建筑工业出

版社，2004，62.

内，甚至有的会超出目前城市总体规划区域，雨水干管排水分区边界的确定需要依据地理要素、结合相关规划，因地制宜地划分，有时要考虑到转输区域外部雨水流量，否则当远期新区向外围发展的时候外部雨水找不到理想的出口。

（2）规划重现期：雨水干管的规划重现期宜根据地块的重要性质确定不同的重现期，特别是对于重要干道（如立交桥）、重要地区（政府部门、城市中心广场等）和特别地区（机场、军事用地等）应该采用较高的重现期，如5年~10年或更高；而对于次要地区或本身地势较高排水条件较好的地区可酌情降低重现期，如采用1年。

（3）径流系数：新区建设过程中土地的大量开发利用，使地表渗流和调蓄能力下降，地表径流量大为增加，再加上天然河湖水系的自然淤积或冲刷，使其水流条件遭到严重破坏。新区雨水干管规划中径流系数的选择宜根据新区建成后的区域特点和密集程度适当选择较高的径流系数，同时引入管理机制，把径流系数这一指标在各规划设计环节和新区的开发过程中始终严格控制，避免今后出现广州市目前由于地面径流条件的改变导致排水能力不足的情况。

参考文献

[1] 关玲娟.浅谈城市雨水综合利用[J].山西建筑，2007，33

（20）.

[2] 宋序彤.关于我国城市给排水科技优先发展领域的探讨[J].

中国给水排水，1995，（02）.

[3] 周鑫根.城市给排水现代化指标体系探索[J].给水排水，

2004，（10）.

[4] 关鸿滨等.城市给排水专项规划的编制要点[J].科技情报

开发与经济，2001，（05）.

（上接第137页） 施可能会影响到新区建设，诸多实际问题在新区的雨水工程规划中均要纳入要考虑和解决的范畴。新区雨水干管的规划需要注意与竖向高程的协调和雨水干管出水口的选择问题。

此外，新区的雨水管道建设往往会遇到与郊区农田水利工程矛盾的情况，如征地不能一次性完成或新区外的农田尚有用水要求，此时还要考虑到雨水管道与灌溉系统之间的关系。

（3）具有超前意识，按高标准规划建设

在市政排水管网建设中，雨水干管由于埋深相对较大、基建费用高、系统具有不可逆性等特点，彼此间难以互为调节，一旦形成以后更新改造难度很大。因此对雨水干管的规划建设应该具有超前意识，全面结合远景规划目标、广州市地区降雨和地质条件特点适当地提高规划设计标准，同时尽可能多的考虑到新区城市发展建设过程中如产汇流条件改变等多种不确定因素对管道设计标准的影响。

2．新区排水体制的选择

总体上来说，目前广州市老城区现状多为合流制排水体制，规划对新建城区实行严格的雨污分流。《城市排水工程规划规范》（GB50318-2000）中也明确规定：新建城区、扩建新区、新开发区或旧城改造地区的排水体制应采用分流制，而且在广州市有条件的地区可采用截流初期雨水的分流制排水系统。因此在新区对于排水体制的选择原则性上不存在争议，至于是否考虑采用截流初期雨水的分流制排水系统，需要视新区建设的具体要求因地制宜进行取舍。

3．雨水干管规划需要注意的问题

（1）排水分区边界：新区的用地范围是受行政区划限定的，但是排水规划所考虑的汇水区域未必圈定于该行政区划