利用地下管道綜合走廊推動城市沼氣工程建設

河南科技大學車輛與動力工程學院 李玉柱

中鋼集團耐火材料有限公司 栗荊江

利用地下管道綜合走廊推動城市沼氣工程建設

河南科技大學車輛與動力工程學院 李玉柱

中鋼集團耐火材料有限公司 栗荊江

農村沼氣工程在實際推廣過程中遇到的問題愈來愈多。隨著農村勞動力大量進城，農村人口也不斷減少，基于一家一戶的養殖業急劇減少。導致農村戶用型沼氣工程問題凸顯，發酵原料也不充足，甚至有的地區為了維持沼氣池的運行要購買人畜糞便。于是，在城市發展沼氣工程的構思應運而生。尤其是我國最近出臺的4萬億人民幣拉動內需的政策，更給城市市政建設提供了良好的改革契機。隨著我國經濟水平的不斷增長，我國城市建設的發展方向也漸漸向發達國家的模式轉變。地下管道綜合走廊又稱為“共同溝”，在城市綜合建設，提高土地利用效率，緩解城市矛盾，節約能源，保護環境等方面都有重大的作用。早在2002年上海市就在安亭新鎮率先在國內啟動共同溝試點建設，2005年全面竣工。共同溝的內部結構不盡相同，都是按需規劃。因此，本文提出了利用地下管道綜合走廊來推動城市沼氣工程建設的設想。

一、分質排水是前提

分質排水是相對于分質供水而提出來的，分質供水在我國有些地區已經推廣，即日常飲用水用自來水供水，衛生用水用中水供水。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，可作為沼氣發酵的原料，通過專用的管線輸送到沼氣發酵區發酵產生沼氣。產生的沼氣也可集中用來發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、地下走廊綜合結構

從便于維修的方面考慮，本文設計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，工業廢水管道，天然氣管道，電纜及各類通信光纜，照明與檢測設備。走廊頂部裝有維修用的吊裝設備，可全線運行。

從工程規劃角度考慮，以給排水管道線路布局為例，發酵原料從各家各戶出發，到沼氣集中處理場所，設計的線路布局方案如圖2所示。

三、實施與運行

改分質排放系統是采用全線密封，逐級加壓的輸送方式，它有管道利用效率高，通行能力大的特點。因此，管道直徑可以比現行管道直徑小，節約大量鋼材，減輕施工與維修的勞動強度。

圖1 地下管道綜合走廊布局截面

圖2 排水系統線路布置

為了方便排水系統的維護與檢修，在維護與檢修時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計。可以單獨運行，也可以同時運行。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，管道采用分段設計。設計2類管道：一類是普通管道，一類是帶有維修口的管道。管徑按當地排污負荷計算。分段管道間采用法蘭盤連接，可以便于更換和維修。

由于沼氣發酵對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，需要大量補充含碳原料。城市周邊農村的秸稈可以作為城市沼氣工程用的富碳原料，同時還避免了焚燒秸稈帶來的環境污染。