复杂环境下超长大直径污水排海钢管施工关键技术

第1章污水深海排放工程概述

1.1污水深海排放工程原理

污水处置是所有现代城市所面临的重大环境工程问题。对于内陆城市，为了避免环境污染或者为了将这种污染降至最低程度，污水一般要经过二级甚至二级以上处理后才能排放。根据处理工艺以及处理后的标准，污水处理可分为以下三级：

（1)污水一级处理(又称污水物理处理)：通过简单的沉淀、过滤或适当的曝气，以去除污水中的悬浮物，调整氢离子浓度指数（p阳值）及减轻污水的腐化程度的工艺过程。处理可由筛选、重力沉淀和浮选等方法串联组成，除去污水中大部分粒径在100um以上的颗粒物质。筛滤可除去较大物质；重力沉淀可除去无机颗粒和相对密度大于1的有凝聚性的有机颗粒；浮选可除去相对密度小于1的颗粒物（油类等）。废水经过一级处理后一般仍达不到排放标准。

（2）污水二级处理：污水经一级处理后，再经过具有活性污泥的曝气池及沉淀池的处理，使污水进一步净化的工艺过程，常用生物法和絮凝法。生物法是利用微生物处理污水，主要除去一级处理后污水中的有机物；絮凝法是通过加絮凝剂破坏胶体的稳定性，使胶体粒子发生凝絮，产生絮凝物而发生吸附作用，主要是去除一级处理后污水中无机的悬浮物和胶体颗粒物或低浓度的有机物。经过二级处理后的污水一般可以达到农灌水的要求和废水排放标准，但在一定条件下仍可能造成天然水体的污染。

(3）污水三级处理(又称深度处理)：污水经二级处理后，进一步去除污水中的其他污染成分(如氮、磷、微细悬浮物、微量有机物和无机盐等)的工艺处理过程，主要方法有生物脱氮法、凝集沉淀法、砂滤法、硅藻土过滤法、活性炭过滤法、蒸发法、冷冻法、反渗透法、离子交换法和电渗析法等。

然而，对于沿海城市，由于其有利的地理位置，在选择污水处置途径上比内陆城市具有更大的灵活性。为了满足近岸水域水质目标，沿海城市既可以选择污水二级（或二级以上)处理并岸边排放的方式，也可以选择污水一级处理并深海排放的方式。这种选择的本质是确定污水处理的适当程度与处理后污水的排放点。

污水深海排放所依据的基本原理是利用海洋的自净能力。进入海域的污染物质通常经历三种净化过程，即物理过程、化学过程和生物过程。在这三种过程中，物理过程是最基本和最重要的，它主要是指污染物在海洋中的混合与输送过程，包括颗粒物质的沉降、沉积和再悬浮过程。而其他两种过程对于确定污染物的归宿和危害是重要的。

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本书以为厦门市前埔污水处理厂污水排海工程为背景，介绍复杂环境下超长大直径污水排海钢管敷埋施工综合技术研究与应用。全书包括四篇：(1)绪论篇主要介绍污水深海排放工程概况、污水深海排放工程的主要施工方法、厦门市前埔污水处理厂污水排海工程概况；(2)陆域顶管施工篇主要介绍临海区域顶管工作井基坑支护与防水技术、顶管掘进装备优化配置及施工控制技术、复杂地质条件下顶管施工力学分析、复合地层顶管施工对邻近管线影响研究；(3)海域沉管施工篇主要介绍大直径长距离污水排海钢管的拼接与防腐关键技术、污水排海管浮拖过程时域模拟受力分析、起重船吊装下放过程污水排海管受力分析、大直径污水排海钢管海域段敷设施工技术；(4)海洋环境保护篇主要介绍污水排海工程的环境影响评价、污水排海工程海洋生态环境保护措施。