一體化預(yù)制泵站在城市污水設(shè)計中的應(yīng)用

吳健

（中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司安徽分院，安徽安慶 246000）

眾所周知，水是人類賴以生存的根本，沒有水就沒有生命。但是，在當前社會快速發(fā)展的背景下，日常污水的排放量不斷增加，水污染逐漸成為人們生活中的難題。對于這種情況，一體化預(yù)制泵逐漸應(yīng)用到城市污水治理工作中，由于泵站具有高度集成化、泵體土建工程建設(shè)簡單、總成本低等優(yōu)勢，所以，在城市污水處理中得到較為廣泛的應(yīng)用；而且，一體化預(yù)制泵以智能型全自動控制為主，排放水體時可以根據(jù)儲水量進行自動調(diào)節(jié)，在地下密封麥子和的預(yù)制筒體也不會出現(xiàn)明顯的異味情況。一體化預(yù)制泵站對于城市污水處理有著重要意義，有必要將其重視起來，深入炭窯一體化預(yù)制泵站在城市污水設(shè)計中的應(yīng)用。

1 一體化預(yù)制泵站的結(jié)構(gòu)與原理

一體化預(yù)制泵站的主體主要是由耐腐蝕的高強度玻璃鋼筒體、專用的水泵、截污設(shè)備、檢測平臺、管道、閥門、液位傳感器、智能遠程控制系統(tǒng)、通風系統(tǒng)等構(gòu)件組成，泵站筒體底部通過CFD進行分析，形成一種設(shè)計較為特殊智能化底部，具有防沉積的功能，只能允許少量污水停留在泵坑中，當泵進行再次啟動時，泵坑附近的流速就會變大，從而實現(xiàn)自清潔的效果，有效減少人工清淤的成本和周期。

通常情況下，一體化預(yù)制泵站主要設(shè)置在排水管網(wǎng)途埋較深需要對水體進行提升操作或者排水管網(wǎng)的末端，當排水管網(wǎng)進入一體化泵站時，需要通過粉碎性格柵切割水中的大顆粒物體，只有確保物體粒徑在合理范圍內(nèi)，才能將其輸送到泵站的集水池中，其中，集水池中還安裝水泵、不同類型的探測傳感器和管道[1]。當集水池中的水位發(fā)生變化時，壓力傳感器中的相關(guān)裝置就會將泵站液位信息反饋到控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)就會結(jié)合之前設(shè)定的運行參數(shù)標準，對水泵進行調(diào)節(jié)。在實際工作中，一旦水泵液位達到控制系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的標準，其就可以對水泵的啟動情況進行控制，在這種情況下，污水也就可以從泵站抽到市政污水的排水出口；但是，如果泵站水位未達到控制系統(tǒng)設(shè)定的標準，那么，系統(tǒng)還會對水泵的停運進行控制。這樣，就可以保證一體化預(yù)制泵站一直處于相對穩(wěn)定的運行狀態(tài)。

2 一體化預(yù)制泵的優(yōu)點

深入分析一體化預(yù)制泵站在具體應(yīng)用過程中具有的顯著優(yōu)勢：

（1）一體化預(yù)制泵站采用一體式、空間最優(yōu)化設(shè)計，所以設(shè)備布置上相對來說更加緊湊，占地面和占用的空間都非常小。

（2）預(yù)先按照要求進行基坑開挖，并進行澆筑保養(yǎng)底基后，待井筒入場后2—3d即可進行試運營，施工周期相對較短。

（3）一體化預(yù)制泵站的集成度比較高，現(xiàn)場開挖和混凝土澆筑的范圍小，所以，一體化泵站的總成本至少要比傳統(tǒng)泵站的成本少20%[2]。

（4）一體化泵站建設(shè)中所需的常規(guī)設(shè)備都是由同一個廠商進行整體供貨的，這樣就可以最大限度保證各設(shè)備、設(shè)備與筒體以及筒體和基礎(chǔ)之間的匹配性，為后續(xù)施工提供便利。

（5）一體化預(yù)制泵站將所有運行的設(shè)備都集中安裝在一個筒體內(nèi)，可進行整體搬運，當需要更換地點或臨時收集和輸送污水時，可實現(xiàn)泵站的重復(fù)利用。

（6）所有設(shè)備由同一廠商進行供貨，這就為全自動化控制的實現(xiàn)提供便利。

總而言之，一體化預(yù)制泵站具有建設(shè)量小、工期短、占地少、自動化高等優(yōu)點，相較于傳統(tǒng)泵站來說有著無可比擬的優(yōu)勢，非常適合城市污水處理廠中途提升泵站[3]。

3 一體化預(yù)制泵站的應(yīng)用實例

一體化預(yù)制泵站在城市污水設(shè)計中的應(yīng)用其實就是對于污水管網(wǎng)長距離輸送的二次提升、低洼地帶橋涵積水段污水排放

的提升、居民小區(qū)低洼污水排放、河道治理的截污污水等方面分散型污水收集系統(tǒng)[4]，其在安慶市菱湖南路末端污水處理工程中得到廣泛應(yīng)用。由于當前安慶市老城區(qū)污水收集排放的安全性得不到保證，加之華中路泵站新建道路污水進水高程低于當前泵站進水管高程，導致污水收集不暢，因此，開展為菱湖南路末端污水提升泵站及配套管道建設(shè)工程。

3.1 設(shè)計方案的確定

3.1.1 管道

泵站進水管道由菱湖南路方向接入，排入新建的污水提升泵站，采用頂管施工，頂管施工的污水管道采用“F”型鋼承口式鋼筋混凝土管（Ⅲ級）及鋼管，“F”型鋼承口式鋼筋混凝土管（Ⅲ級）采用橡膠圈接口。

3.1.2 泵站

泵站設(shè)置在安慶市菱湖南路末端污水排放的總排水管處，地面標高為552m，進水管管底的標高為13.2m（黃海高程），出水管底的標高為12.0m。作為最佳施工方案，擬選用新型的預(yù)制泵站，泵房采用地下室，不銹鋼筒體，每套泵內(nèi)設(shè)置四臺潛污泵，單泵流量為1524m3/h，其中一臺為備用泵。泵站進水水位及水泵啟動設(shè)計水位均已4.21m。

3.1.3 水泵揚程

H=14.5m，功率：N=110kW。

3.1.4 泵站筒體計算

計算有效容積的公式為Vmin=Q/4×Zmax，其中，依照每小時啟泵低于6次計算，有效容積則為V=1524/4×6=63.5m3，將泵站設(shè)計直徑4.5m進行計算，則有效水深H=1.57m，然后筒骨弓對進水管底以上到地面空置高度、水泥填充高度、水泵電機保護高度以及地面保護高度的計算，最終就能得出筒體的高度，應(yīng)取14.5m。

此外，由于來水大部分為雨污水，生活雜物較多，此時，要想確保水泵的安全運行，則需在泵站技術(shù)進水口設(shè)置粉碎性格柵以為維護人員后續(xù)的定期除渣工作提供便利；同時，泵站內(nèi)設(shè)置水位控制系統(tǒng)，可根據(jù)服務(wù)區(qū)的來水量對水泵運行進行有效控制，真正實現(xiàn)無人值守的全自動化運行[5]。

3.2 泵站的運行

雨污水要想經(jīng)過進水管，首先就需要通過粉碎性格柵進行粉碎處理，進入泵筒，當水位達到一泵的啟動標準時，一臺水泵啟動，隨著水位的上升，各水泵陸續(xù)運行，當水位達到報警水位時，所有泵都開始啟動，并達到設(shè)計流量值。

3.3 設(shè)計方案歸納

在該地區(qū)的污水泵站設(shè)計中，選用1座一體化泵站。根據(jù)上述介紹，最終確定預(yù)制泵站的規(guī)格，即泵站的直徑為4.5m，高度為14.5m，4臺污水泵，單泵流量為Q=1524m3/h，揚程14.5m，功率110kW。其他相關(guān)設(shè)備均由一體化預(yù)制泵廠家進行統(tǒng)一提供。

4 一體化預(yù)制泵站在在設(shè)計中的注意點

一體化預(yù)制泵站井筒最大不宜超過3.8m，《室外排水設(shè)計規(guī)范》中就明確規(guī)定，污水泵站集水池的容積必須大于泵站最大水泵5min的出水量，如果滿足該要求，擬定泵站的有效水深為1.57m，井筒內(nèi)設(shè)置四臺泵，其中一臺為備用泵，實施單井筒方案，那么，污水泵站的最大效率為0.42m2/s；雖然也會出現(xiàn)流量較大的情況，但隨著水泵工藝和自動控制系統(tǒng)的不斷更新，很多情況下，流量大小都不會限制單井筒的使用，在這一背景下，單井筒的使用規(guī)?？梢源蟠筇嵘?，在一體化預(yù)制泵的推廣和發(fā)展中起著促進作用。本次設(shè)計泵站尚未對筒徑和流量的大小多加考慮，僅按照日常標準設(shè)計。

就近幾年而言，一體化預(yù)制泵站在我國實現(xiàn)大范圍的推廣，并且也出現(xiàn)諸多成功案例，但是，當前有關(guān)一體化預(yù)制泵站的相關(guān)工作中還缺乏專門的規(guī)范和規(guī)程指導，產(chǎn)品的選擇和定型仍舊是通過設(shè)計方和廠家進行協(xié)調(diào)確定，協(xié)調(diào)過程非常復(fù)雜，反復(fù)性也非常強，產(chǎn)品生產(chǎn)過程中缺乏規(guī)范和要求，從而導致產(chǎn)品質(zhì)量無法檢測，后期安裝和調(diào)試更是受到很大的阻礙[7]?；谶@些情況，必須將相關(guān)規(guī)范和規(guī)程的建立和完善重視起來，做好一體化預(yù)制泵站從設(shè)計到運行的各項協(xié)調(diào)工作。

5 結(jié)束語

總而言之，城市化進程的不斷加快，使得生活污水的排放量呈現(xiàn)逐年提高的態(tài)勢，再加上當前城市化建設(shè)中應(yīng)用過多的建筑材料，雨污水的滲漏能力大大降低，污水排放量逐年增多，正是因為上述這些原因，污水泵站面臨著更高的要求。但是，深入分析發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)泵站已經(jīng)無法滿足當前的污水處理需求，相關(guān)單位和工作人員需要對一體化預(yù)制泵站的建設(shè)充分考慮進來，合理設(shè)計，將其成本低、面積小以及安裝簡便等優(yōu)勢充分利用起來，實現(xiàn)城市污水的有效處理，為城市化發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。