海域水下排污柔性管道系统

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1、海域水下排污柔性管道系统滕健TENGJian（大连市环境科学设计研究院，大连116023）（DalianMunicipalDesignandResearchInstituteofEnvironmentalScience，Dalian116023，China）摘要：海底排污管道的选择与使用受许多因素的影响，本文从使用柔性管道这一论点出发，论述该方法的可行性，提出海洋排污系统使用柔性管道的诸多好处。Abstract：Theselectionanduseofsubmarineoutfallareinfluencedb

2、ymanyfactors.Thispaperstartsfromtheflexibleducttodiscussthefeasibilityofthismethodandputforarinese..jyqkarinese或更长的排污管道系统与机械—化学处理法的污水处理厂相比，在经济上有很大的竞争力，前者在运转费用和能耗的节省上是很客观的，而且可靠性也高。1海域水下排污与污水处理厂的比较近十年来，由于水环境保护的日益重视，已研究出各种技术，能大规模的高效可靠的将城市或工业废水中的污染物或其他营养物质清除掉。这些

3、技术在世界各地已广泛应用。但在另一方面却忽视了一个重要事实，即海洋或大型水体，对处理有机污染物的负荷，有巨大的自然净化这一能力没有得到充分利用。实际上水污染问题多在局部地区是严重的，对游泳、景观有影响，而且危害人体健康。海洋水体的循环运动能力很强，可以把废物扩散到无害的程度，而且某些营养物质的输入还可以增加水中生物的质量[1-5]。有些国家主张处理废水要使用最高的技术，而不管排入外界的受纳水体是什么类型的。各地在处理废水排送到外界的受纳水体不可能是相同的，如果按上述统一原则办事，势必造成某些地区的自然资源未得到

4、很好的利用和保护，造成不必要的浪费，而在另一些地方，废水处理得又不够妥当。在废水处理方案的选择上有两个方面需要考虑：一是废水经过先进技术处理后，排至不开阔的或封闭的海域或湖泊水体中；另一个是经过基本的机械方法处理后通过排污管道排送到海域水下扩散。选择的原则有一下几点：①系统的可靠性和安全性；②经济上的评价，建议投资费用、运转费用和经济效果；③能源消耗。例如，一座平日处理量1m3/s，峰值处理量2m3/s的污水处理厂，其建设费用不会少于：①低档处理后海域排放，最低费用500万美元；②机械处理排放，1000万美元；

5、③机械—化学方法处理排放，1500万美元；④先进技术处理，包括机械、生物、脱氮、脱磷、过滤、氯化，4000万美元。2柔性管道系统一个5km长的柔性管道海域水下排放系统，其费用低于机械—化学处理措施的污水处理厂。而且这个系统的运行可靠性比污水处理厂高，其操作误差带来的危害性也小。先进处理技术的能源消耗费是多方面的，主要是各种化学剂生产的能耗，估计为0.6k3；一个与低档处理技术相结合的海域水下排放系统，其能耗估计为0.15k3，主要用在输送泵和管道制作上。海洋排污系统，从各方面来看是最优秀选择方案[3]。3柔性排

6、污管道系统的概念柔性排污管道是由粘弹性物质的聚乙烯（HDPE）或聚丙烯（PP）材料制成的管道。有以下三个基本特点：①沉放到海底后，可以与海浪、海流以及海底保持协调，不会出毛病；②充气后，已配上节头压重的管道能浮起来，可以拖送到沉放地点，使用排气法将管道沉放到海底；③可以在工厂挤压成长5km的管段。将两个基本特点分析如下：①对外界作用力的抵御能力：任何一种设计，都必须使其功能不受外界作用力的干扰。如果管道是采用钢性物质，如铸铁、钢、水泥或木材制作的，欲使管道密封不漏水，则必须能抵抗其上所加的全部负荷，不能有任何变

7、形或错动。而海底管道由HDPE这种粘弹性物质制成时，在恶劣的海洋环境里，使管道保持其初始位置的条件则不是绝对的了。这种移动，在管道材质中形成的应力不是太大的。对这种管道不必设计成在其实用中可能出现的最大的力，只要这种力持续的时间足够短，如波浪的力；这种管道只要设计成能够抵抗已知频率出现的力就可以了。这说明不必进行大范围的波浪观测，这笔费用可以省下来，并且大范围的腐蚀防护和钢性支撑也是不必要的了。直接沉放在海底的管道，可以适应海底的起伏状况，在沙质的海底，管道可能暂时或永久的被沉埋在沟槽里，这样要求水下的工作量可

8、以大为减少。这种情况下，管道可能在海沟槽内引起局部腐蚀。理论证明，直接沉放在海底的管道所受到的升力要比离海底有一定距离的管道受到的升力要大的多。如果固定在管道节头压重的设计使管道沉放在海底以上的某个距离上，由于腐蚀或沉降的结果，管道会逐渐沉下去，躺在海底上。此时，海浪和海流的作用还能使管道连同其节头压重浮升到某个高度，逐渐使节头压重与海流的升力达到平衡[6]。由海浪和海流的作用不会同时