河南科技大學(xué)車輛與動(dòng)力工程學(xué)院 李玉柱

中鋼集團(tuán)耐火材料有限公司 栗荊江

利用地下管道綜合走廊推動(dòng)城市沼氣工程建設(shè)

河南科技大學(xué)車輛與動(dòng)力工程學(xué)院 李玉柱

中鋼集團(tuán)耐火材料有限公司 栗荊江

農(nóng)村沼氣工程在實(shí)際推廣過程中遇到的問題愈來愈多。隨著農(nóng)村勞動(dòng)力大量進(jìn)城，農(nóng)村人口也不斷減少，基于一家一戶的養(yǎng)殖業(yè)急劇減少。導(dǎo)致農(nóng)村戶用型沼氣工程問題凸顯，發(fā)酵原料也不充足，甚至有的地區(qū)為了維持沼氣池的運(yùn)行要購買人畜糞便。于是，在城市發(fā)展沼氣工程的構(gòu)思應(yīng)運(yùn)而生。尤其是我國最近出臺(tái)的4萬億人民幣拉動(dòng)內(nèi)需的政策，更給城市市政建設(shè)提供了良好的改革契機(jī)。隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷增長，我國城市建設(shè)的發(fā)展方向也漸漸向發(fā)達(dá)國家的模式轉(zhuǎn)變。地下管道綜合走廊又稱為“共同溝”，在城市綜合建設(shè)，提高土地利用效率，緩解城市矛盾，節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境等方面都有重大的作用。早在2002年上海市就在安亭新鎮(zhèn)率先在國內(nèi)啟動(dòng)共同溝試點(diǎn)建設(shè)，2005年全面竣工。共同溝的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不盡相同，都是按需規(guī)劃。因此，本文提出了利用地下管道綜合走廊來推動(dòng)城市沼氣工程建設(shè)的設(shè)想。

一、分質(zhì)排水是前提

分質(zhì)排水是相對(duì)于分質(zhì)供水而提出來的，分質(zhì)供水在我國有些地區(qū)已經(jīng)推廣，即日常飲用水用自來水供水，衛(wèi)生用水用中水供水。從排水的角度看，沖廁水和洗衣、洗浴用水來比所占比重并不大，但確是城市污水的重大污染源。沖廁水和大量洗浴，洗衣用水混合排放給污水處理提高了難度。如果采用沖廁水和其他生活污水分開排放可使污水處理的難度大大降低。純沖廁水洗滌劑含量少，可作為沼氣發(fā)酵的原料，通過專用的管線輸送到沼氣發(fā)酵區(qū)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣。產(chǎn)生的沼氣也可集中用來發(fā)電或者再通過地下綜合走廊輸送到各家各戶。其他大量的生活污水能更容易處理成中水并回收利用。

二、地下走廊綜合結(jié)構(gòu)

從便于維修的方面考慮，本文設(shè)計(jì)的地下綜合走廊布局截面示意圖如圖1所示。其中包括自來水管道，中水管道，雨水管道，生活污水管道，沖廁廢水管道，工業(yè)廢水管道，天然氣管道，電纜及各類通信光纜，照明與檢測設(shè)備。走廊頂部裝有維修用的吊裝設(shè)備，可全線運(yùn)行。

從工程規(guī)劃角度考慮，以給排水管道線路布局為例，發(fā)酵原料從各家各戶出發(fā)，到沼氣集中處理場所，設(shè)計(jì)的線路布局方案如圖2所示。

三、實(shí)施與運(yùn)行

改分質(zhì)排放系統(tǒng)是采用全線密封，逐級(jí)加壓的輸送方式，它有管道利用效率高，通行能力大的特點(diǎn)。因此，管道直徑可以比現(xiàn)行管道直徑小，節(jié)約大量鋼材，減輕施工與維修的勞動(dòng)強(qiáng)度。

圖1 地下管道綜合走廊布局截面

圖2 排水系統(tǒng)線路布置

為了方便排水系統(tǒng)的維護(hù)與檢修，在維護(hù)與檢修時(shí)不影響居民日常生活，從住戶單元接出的管道都采用雙管路設(shè)計(jì)。可以單獨(dú)運(yùn)行，也可以同時(shí)運(yùn)行。沖廁廢水管路可以選用排污泵，中水處理管路可采用管道離心泵。為了便于維修，管道采用分段設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)2類管道：一類是普通管道，一類是帶有維修口的管道。管徑按當(dāng)?shù)嘏盼圬?fù)荷計(jì)算。分段管道間采用法蘭盤連接，可以便于更換和維修。

由于沼氣發(fā)酵對(duì)原料的組成有一定的要求，需要滿足一定的碳氮比，并且沖廁廢水含氮量較高，需要大量補(bǔ)充含碳原料。城市周邊農(nóng)村的秸稈可以作為城市沼氣工程用的富碳原料，同時(shí)還避免了焚燒秸稈帶來的環(huán)境污染。