一种新型浓海水排海扩散装置.pdf

本发明公开了一种新型浓海水排海扩散装置，包括放流直干管和连接在所述的放流直干管侧面的扩散支管，其中：靠近放流直干管基部的扩散支管上设有鸭嘴阀；靠近放流直干管末端的扩散支管开口，并且不具有鸭嘴阀；扩散支管的管径自放流直干管基部至放流直干管末端依次增大；放流直干管末端经封头封闭，并且封头连接有浮力配合延伸装置。依次增大的扩散支管管径和上鸭嘴阀下侧无鸭嘴阀的结构能使整列支管排放流量较为平衡。因而本发明有保证扩散要求满足不对附近海域环境质量产生影响、阻力损失低、设备损耗小具有较好的工程预留度的同时防止滑坡、快速的应急能力的优点。

1.  一种新型浓海水排海扩散装置，包括放流直干管（1）和连接在所述的放流直干管侧面的扩散支管（3），其特征是：所述的靠近放流直干管（1）基部的扩散支管（3）上设有鸭嘴阀（2）；所述的靠近放流直干管（1）末端的扩散支管（3）开口，并且不具有鸭嘴阀（2）；所述的扩散支管（3）的管径自所述的放流直干管（1）基部至放流直干管（1）末端依次增大；所述的放流直干管（1）末端经封头封闭，并且所述的封头连接有浮力配合延伸装置。

2.  根据权利要求1所述的一种新型浓海水排海扩散装置，其特征是：所述的浮力配合延伸装置为新砍松木块（6）；所述的新砍松木块（6）的直径大于所述的放流直干管（1）的直径。

3.  根据权利要求1所述的一种新型浓海水排海扩散装置，其特征是：所述的封头为法兰封头（5）；所述的法兰封头（5）具有防腐性和抗冲击性。

4.  根据权利要求1所述的一种新型浓海水排海扩散装置，其特征是：所述的放流直干管（1）需具备防腐性和承压性；所述的放流直干管（1）上间隙设有倒U型固定栓（4）。

5.  根据权利要求1所述的一种新型浓海水排海扩散装置，其特征是：所述的扩散支管（3）位于放流直干管（1）上方，并且扩散支管（3）呈间隙式直线排布。

6.  根据权利要求1所述的一种新型浓海水排海扩散装置，其特征是：所述鸭嘴阀（2）采用氯丁橡胶或海普隆或丁腈橡胶或乙丙橡胶。

7.  根据权利要求1所述的一种新型浓海水排海扩散装置，其特征是：所述的放流直干管（1）和浮力配合延伸装置外侧还设有固定附件；所述的固定附件包括包覆在所述的放流直干管（1）下方和两侧的细装填物（7）和覆盖在所述的放流直干管（1）上方的覆盖层（9）；所述的细装填物（7）下侧为抛石（8）层。

8.  根据权利要求7所述的一种新型浓海水排海扩散装置，其特征是：所述的覆盖层（9）含有混凝土；所述的覆盖层（9）上方顶部附近设有抛石或重块。

9.  根据权利要求7所述的一种新型浓海水排海扩散装置，其特征是：所述的覆盖层（9）为淤泥；所述的覆盖层（9）上方顶部附近设有抛石。

一种新型浓海水排海扩散装置
技术领域
本发明涉及一种排海扩散装置，尤其涉及一种新型浓海水排海扩散装置。
背景技术
目前，我国已建成具有自主知识产权的千吨级和万吨级示范工程。天津、浙江、河北、青岛、大连等多个万吨级和10万吨级海水利用工程相继投产运营。而我国的海水淡化事业目前正处在蓬勃发展的初级阶段，占我国淡水使用量的比例很小，但发展的力度大、前景好。预计到2015年，我国海水淡化能力总体上将达到220万至260万立方米/日，对沿海缺水地区新增淡水供水量的贡献率达到15%以上。
随着大规模海水淡化工程的实施，其副产的大量高盐度浓海水的排放问题引起了人们的关注。现行海水淡化方法水回收率较低，热法海水淡化装置的水回收率为15%-50%，膜法海水淡化装置的水回收率仅为30%-40%，其余大部分海水经淡化后浓盐水被直接排回大海。虽未见中小规模海水淡化工程对环境有明显影响的报导，但在大型工程中，特别在封闭海域，高盐度浓海水对生态环境的影响是显而易见的。排放浓盐水的组成、浓度、热量、腐蚀产物与清洗排放水等严重影响了海洋环境，对海洋水质、生态环境和海洋生物产生不利影响。
为解决上述问题，中国实用新型专利《一种海滩排水口结构》，公告号202380564U，公开海滩排海口装置及其结构。虽然所属装置结构简单、安装方便，但其对于卵石粒密度的控制及排海能耗仍有待提高。同时，公知技术对于工程预留度的考虑不足，难以满足后期工程发展的排海要求。通常采用新设备更换旧设备的方法来弥补，如此显著增加了装置的运行成本及设备更新费用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术提供一种保证扩散要求满足不对附近海域环境质量产生影响、阻力损失低、设备损耗小、具有较好的工程预留度的同时防止滑坡、快速的应急能力的一种新型浓海水排海扩散装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种新型浓海水排海扩散装置，包括放流直干管和连接在所述的放流直干管侧面的扩散支管，其中：靠近放流直干管基部的扩散支管上设有鸭嘴阀；靠近放流直干管末端的扩散支管开口，并且不具有鸭嘴阀；扩散支管的管径自放流直干管基部至放流直干管末端依次增大；放流直干管末端经封头封闭，并且封头连接有浮力配合延伸装置。依次增大的扩散支管管径和上鸭嘴阀下侧无鸭嘴阀的结构能使整列支管排放流量较为平衡，通过防止个别支管排出流量过大而造成局部浓度过大而影响环境。浮力配合延伸装置能按需的进行替换为新的延长放流直干管段，从而达到增加设计排放量、降低增产成本，从而具有应急功能。
为优化上述技术方案，采取的措施还包括：浮力配合延伸装置为新砍松木块；新砍松木块的直径大于放流直干管的直径。为了便于放流直干管的延伸，在放流直干管末端加装一节直径稍大于放流直干管直径的柱状物，此柱状物需拥有耐腐蚀，且密度不能过大的特性，可选择新砍松木、镂空铅柱、HDPE复合管等，其中优选HDPE复合管、新砍松木。若后期工程要求进一步扩大浓海水的排放量，可将放流直干管末端的法兰封头打开，预留略大管径的施工空间十分便于实施相应的延伸，具备浮力也便于将原浮力配合延伸装置移开。在便于延伸的同时，具有一定的浮力，可以对整个装置提供相应的适配浮力。具有很好的预留度和快速施工的优势，能满足应急处理的需求。封头为法兰封头；法兰封头具有防腐性和抗冲击性。可采用工程塑料法兰，衬氟法兰，镀锌法兰等，其中考虑成本优选镀锌法兰。放流直干管需具备防腐性和承压性；放流直干管上间隙设有倒U型固定栓。可选择使用HDPE复合管、三层结构PE管、内外衬塑不锈管钢、单层熔结环氧粉末涂层管等，优选HDPE复合管以及PE管。倒U型固定栓的两个端部固定在海滩底部。扩散支管位于放流直干管上方，并且扩散支管呈间隙式直线排布。所述扩散支管的间距相等，但扩散支管的直径向着放流直干管末端方向扩大。所述扩散支管与放流干管直之间以及扩散支管与鸭嘴阀之间均使用法兰连接。所述鸭嘴阀采用氯丁橡胶或海普隆或丁腈橡胶或乙丙橡胶。选材要具有耐腐蚀性能，优选氯丁橡胶鸭嘴阀。放流直干管和浮力配合延伸装置外侧还设有固定附件；固定附件包括包覆在放流直干管下方和两侧的细装填物和覆盖在放流直干管上方的覆盖层；细装填物下侧为抛石层。由于放流直干管需埋入细装填物层中，且抛石层抵住末端防止放流直干管下滑。若将来有需要对放流直干管延伸，需对细装填物层以及抛石层重新开挖，因此会增加此操作的成本。覆盖层含有混凝土；覆盖层上方顶部附近设有抛石或重块。放流直干管顶部用混凝土处理后一次成型，较为牢固，结合底部的浮力配合延伸装置可有效防止现有技术中管道下滑的问题。覆盖层为淤泥；覆盖层上方顶部附近设有抛石。采用淤泥可以降低成本，并且施工方便，实际使用效果也可以达到工程要求，可作为优选折中方案。
由于本发明采用了靠近放流直干管基部的扩散支管上设有鸭嘴阀；靠近放流直干管末端的扩散支管开口，并且不具有鸭嘴阀；扩散支管的管径自放流直干管基部至放流直干管末端依次增大；放流直干管末端经封头封闭，并且封头连接有浮力配合延伸装置。依次增大的扩散支管管径和上鸭嘴阀下侧无鸭嘴阀的结构能使整列支管排放流量较为平衡，通过防止个别支管排出流量过大而造成局部浓度过大而影响环境。浮力配合延伸装置能按需的进行替换为新的延长放流直干管段，从而达到增加设计排放量、降低增产成本，从而具有应急功能。因而本发明具有保证扩散要求满足不对附近海域环境质量产生影响、阻力损失低、设备损耗小具有较好的工程预留度的同时防止滑坡、快速的应急能力的优点。
附图说明
图1为本发明实施例结构示意图。
具体实施方式
以下结合附实施例对本发明作进一步详细描述。
附图标号说明：放流直干管1、鸭嘴阀2、扩散支管3、倒U型固定栓4、法兰封头5、新砍松木块6、细装填物7、抛石8、覆盖层9。
实施例：参照图1，一种新型浓海水排海扩散装置，包括放流直干管1和连接在所述的放流直干管侧面的扩散支管3，其中：靠近放流直干管1基部的扩散支管3上设有鸭嘴阀2；靠近放流直干管1末端的扩散支管3开口，并且不具有鸭嘴阀2；扩散支管3的管径自放流直干管1基部至放流直干管1末端依次增大；放流直干管1末端经封头封闭，并且封头连接有浮力配合延伸装置。依次增大的扩散支管3管径和上鸭嘴阀2下侧无鸭嘴阀2的结构能使整列支管排放流量较为平衡，通过防止个别支管排出流量过大而造成局部浓度过大而影响环境。浮力配合延伸装置能按需的进行替换为新的延长放流直干管1段，从而达到增加设计排放量、降低增产成本，从而具有应急功能。浮力配合延伸装置为新砍松木块6；新砍松木块6的直径大于放流直干管1的直径。为了便于放流直干管的延伸，在放流直干管末端加装一节直径稍大于放流直干管直径的柱状物，此柱状物需拥有耐腐蚀，且密度不能过大的特性，可选择新砍松木、镂空铅柱、HDPE复合管等，其中优选HDPE复合管、新砍松木。若后期工程要求进一步扩大浓海水的排放量，可将放流直干管1末端的法兰封头5打开，预留略大管径的施工空间十分便于实施相应的延伸，具备浮力也便于将原浮力配合延伸装置移开。在便于延伸的同时，具有一定的浮力，可以对整个装置提供相应的适配浮力。具有很好的预留度和快速施工的优势，能满足应急处理的需求。封头为法兰封头5；法兰封头5具有防腐性和抗冲击性。可采用工程塑料法兰，衬氟法兰，镀锌法兰等，其中考虑成本优选镀锌法兰。放流直干管1需具备防腐性和承压性；放流直干管1上间隙设有倒U型固定栓4。可选择使用HDPE复合管、三层结构PE管、内外衬塑不锈管钢、单层熔结环氧粉末涂层管等，优选HDPE复合管以及PE管。倒U型固定栓4的两个端部固定在海滩底部。扩散支管3位于放流直干管1上方，并且扩散支管3呈间隙式直线排布。所述扩散支管的间距相等，但扩散支管的直径向着放流直干管末端方向扩大。所述扩散支管与放流干管直之间以及扩散支管与鸭嘴阀之间均使用法兰连接。所述鸭嘴阀2采用氯丁橡胶或海普隆或丁腈橡胶或乙丙橡胶。选材要具有耐腐蚀性能，优选氯丁橡胶鸭嘴阀。放流直干管1和浮力配合延伸装置外侧还设有固定附件；固定附件包括包覆在放流直干管1下方和两侧的细装填物7和覆盖在放流直干管1上方的覆盖层9；细装填物7下侧为抛石8层。由于放流直干管1需埋入细装填物7层中，且抛石层8抵住末端防止放流直干管1下滑。若将来有需要对放流直干管1延伸，需对细装填物7层以及抛石8层重新开挖，因此会增加此操作的成本。覆盖层9含有混凝土；覆盖层9上方顶部附近设有抛石或重块。放流直干管1顶部用混凝土处理后一次成型，较为牢固，结合底部的浮力配合延伸装置可有效防止现有技术中管道下滑的问题。覆盖层9为淤泥；覆盖层9上方顶部附近设有抛石。采用淤泥可以降低成本，并且施工方便，实际使用效果也可以达到工程要求，可作为优选折中方案。
本实施例设计将应用于东南沿海某海岛海水淡化厂的浓海水排海，该海水淡化厂的三期最终规模将达到日产10万吨淡化水。第一期规模预期为日2万吨淡化水，第二期规模预期为日产6万吨淡化水。其中，三期工程的建设依照当地需求与企业发展要求。故设计浓海水排放管装置时，流量上限按照日排放6万吨浓海水计，并按照日排放10万吨浓海水进行预留。
1.   装置尺寸设计
浓海水排海扩散的主要考察参数为设计初始稀释度Sc，该参数与所在海域的水流、潮汐等因素相关。根据当地水文条件、《污水排海管道工程技术规范》（GB 19570-2000）以及工业污水排放相关标准，设计初始释度Sc大于70即可。在设计初始释度为75-80的情况下，根据流体动力学以及厂区浓海水排放最大流量要求，确定放流直干管的直径范围可为DN500-DN900，本实施例选用DN600的HDPE复合管作为放流直干管。
本实施例的设计流量虽按照二期工程的日产6万吨淡水计，但考虑到工期较长，在一期工程投产之后，先开设五个扩散器中前三个，并将末端的两个扩散器用法兰封死。扩散支管的直径范围在DN250-DN450，本实施例前三个扩散支管直径选用DN300，末端两个扩散支管选用DN400，同时选择使用氯丁橡胶鸭嘴阀。
2.   装置施工
1)   预开沟施工
本实施例采用普通浅水驳船改装成的浅水挖泥船，即在平底驳船的两侧假装定位桩系统，由文缆牵引前进，在甲板上固定普通路用液压反向铲车，用来挖沟。开沟完成后立即在潜水员的配合下，在沟底铺上400-600 mm厚的抛石，并在其上铺设150-250 mm厚的细装填物层。
2)   铺管施工
在细装填物层上铺设放流直干管，在放流直干管的末端铺设长10-20米DN600-DN700的HDPE复合管。最后用长10-15米的门字型40#槽钢做固定桩对放流直干管及HDPE复合管进行固定，两固定桩之间的间距为4-8米。
3)   回填施工
回填方式包括自然回填和人工回填两种方式。自然回填指管道铺设后由自然淤泥回填，人工回填指管道铺设完毕后由人工与机械结合的方式回填。本例采用自然回填和人工回填的方式，既满足了工程的需要，同时又降低了成本。
尽管已结合优选的实施例描述了本发明，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，能够对在这里列出的主题实施各种改变、同等物的置换和修改，因此本发明的保护范围当视所提出的权利要求限定的范围为准。