茂名乙烯污水深海排放
張瑞興1，張奕薇2
（1．中石化茂名石化設計院，廣東茂名 525000；2．廣東茂名學院，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合的方案，取得了很好的環境效益，并著重介紹了排海工程的設計、施工和經驗教訓。
關鍵詞：污水處理；深海排放；排海工程
中圖分類號：X783
文獻標識碼：B
文章編號：1009－2455（2002）02－0052－03
茂名30萬噸乙烯工程是國家“八五”重點工程，于1996年9月投產，乙烯的污水采用陸上處理和海洋處置結合的方案。茂名乙烯排海工程，是我國廢水海洋處置大型工程，其成功實踐并取得良好的環境效益，對環境工程的建設，可作為一個典型的工程范例。
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，按水質歸類排放，對裝置內有特殊污染或高濃度污水在裝置內進行預處理，如裂解的廢堿液進行濕式氧化處理等，對各種廢水視其水質進行有效處理，達標后匯流排海，其流程見圖1。
污水處理場設計能力1500m3/h采用三級處理，一級處理為隔油沉淀、溶氣浮選、中和、調節勻質等工藝，二級處理為常規曝氣和延時曝氣兩級生化處理，三級處理為氣浮濾池和放流池監護放流，若出水不合格送回調節池再處理。
為嚴格清污分流，將生產區劃分為污染區和非污染區，污染區為會產生跑冒滴漏的設備區，兩者用小圍堰分開，污染區初期雨水進人污水處理廠處理，后期雨水和清凈下水污染小，可不經處理排海。茂名地區暴雨表現為短期陣雨，一次暴雨量約0．8×104－1×104m3，為削洪峰修建10000m3暴雨調節池，將儲存雨水在10h內排除，排水量為1000m3／h。
非污染區的雨水，計算水量為10m3/s，水量很大，就近排江，江水為二類水體，下游有三個自來水廠，水質應嚴格保護。非污染區雨水管線，理論上應該是不下雨時無水，下雨時雨水無污染，實際上由于廠區面積大，地下管線復雜，管道泄漏互相滲透和亂排水的現象難于避免，加上污染區面積偏小，未把設備檢修區也歸人污染區內，因而非污染區雨水管線長年有水流，一般為200－500m3／h，水質有污染，如設備檢修時，水量更大，水質污染更嚴重。為消除對河流的污染，后來建設了檢測池，平時將水進行清
除雜物和隔油后，尾水進人暴雨調節池排海，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散稀釋能力和降解能力的環境容量，廢水排海前必須經過處理，達到規定的標準，使廢水排放對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，其經濟功能類別也應該是較低的。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。乙烯廢水排海的環境影響評價結論為：影響范圍為排出口周圍直徑Ф300－400m的海域，水質從二類水體降為三類水體，不影響附近漁港和海灘旅游區的水質和海洋功能[1-2]。
2 排海工程的設計
2．1 排海污水量和水質
排海管線的設計流量為4700m3/h，實際排水量為3000－4000格外。排海廢水的水質水量見表1。
表1 排海廢水的水質水量
2．2 排海工程設計
排海管線離海岸（黃海標高0m高程）2051m，其中放流管Ф1120×12鋼管1847m，海底擴散管段204m，管徑Ф1120×12的102m，Ф720×10的68m，Ф478×10的34m，共有Ф300擴散管13根，共有Ф150擴散孔35個。擴散管段水深約9m。排海管線設計見圖2。
由于管線總長不大，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重層，控制管線負浮力50－100kg／m，若負浮力過大將使拖力增大，過小則在拖管時出現管線漂浮和移位。
管線敷設在海底管槽中，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，要求整個使用年限都能正常運行，加上海水對碳鋼腐蝕嚴重，因此做好防腐極為重要，保護期定為50a。鋼管外壁采用環氧煤瀝青加強防腐，外包鋼筋混凝土鎮重層，內壁為環氧煤焦油砂漿3+0.5mm，還加設犧牲陽極電化學保護。
3 排海管線的施工
排海工程施工歷時21個月，主要有如下內容：
3.1 施工場地及管線預制
底拖法施工需將管線在岸邊預制并連接，隨拖放而逐段連接直到設計長度，為此要在拖放鋪管位置設置窄長施工場地，本工程場地約500m×50m，先將每條8m的管作內外防腐和包鋼筋砼鎮重層，再將多條管連接成150m長管段。用鋼軌建造160m長下管滑道，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抓斗開挖外運，粉砂帶為抓斗開挖外運。這是工程量最大歷時最長的工程，期間還受到多次強風襲擊，使開挖基槽回淤。完工后進行測量，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，海上岸上均用卷揚機操作，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；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設一個具導管作用的管托；采用防止管道扭轉的措施，是末端擴散豎管垂直向上；采取拖管期間出現臺風的措施等。
3.4 拋石護管
管線拋石從內到外，先小塊石后大塊石，全部采用導板下溜，以防砸壞管道。
4 設計和施工中出現的問題及處理
在海底鋪設管線，國內外的實踐大多數是用敷管船下管逐段敷設，采用底拖法施工，國外實例只有少數幾個工程，國內尚無規模相似的實踐經驗可循，因而在工程實施中出現諸多問題是必然的，這些問題的解決，付出了較大的代價，也積累了可貴的經驗。主要問題有：
4.1 鎮重層的調整
原設計10cm鋼筋砼鎮重層偏小，管線沉不下去，由于及早發現，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整
原設計基巖帶底寬B＝2.0－2.5m，爆破后用3m3抓斗開挖，船較小受風浪影響大，施工進度緩慢，而且由于巖基帶較長，在水深5～7m條件下施工，基槽過窄難于保證基槽質量，若出現局部彎曲突出，就會使拖管卡住，為此將基槽底寬改為4～4.5m，改用大抓斗開挖，加快了施工進度，為順利下管創造了條件，但工程量卻增大許多。
4.3 管線就位后出現漂浮移位問題
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浪，發現約長500m管線浮起和移位60m，這樣大的偏離采取了分段復位的措施，將管線逐段吊起和橫拖使之復位。若管線就位后管內灌水，這個事故是可以避免的。
4.4 靠海岸拋石護管損壞問題
每遇大風護管拋石即被沖散，使管面露出，后來改為用每個成噸重的叉型海岸防浪改塊護管，有效的解決了海浪沖刷的問題。
5 廢水海洋處置的環境影響
國家海洋局南海海洋環境檢測中心對茂名乙烯廢水排放海域的三次監測資料包括：1989年茂名乙烯工程環境調查，1996年投產前檢測，1998年9月投產兩年后的檢測，對主要污染物質按GB3097-1997三類海水水質的污染評價指數為下表2。
6 結語
乙烯投產2a后在規定的污水排放海域污染物含量均沒有出現超三類海水水質標準的現象。對排放影響區以外更大海域的監測結果，仍保持二類海水水質標準。進一步檢測表明，乙烯廢水排海海域環境影響基本已穩定下來。
參考文獻：
[1]清華大學環境工程系．廢水排海工程規劃與設計[M].北京：清華大學出版社，1987．
[2]GB 3097－1997，海水水質標準[S]．
作者簡介：張瑞興（1937－），男，廣東梅州人，給排水高級工程師，電話（0668）2239239。
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