青島城陽(yáng)白沙灣污水泵站設(shè)計(jì)介紹

姚智文　劉　燕

(1．青島市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，山東青島　266101;　2．青島致遠(yuǎn)環(huán)境工程有限公司，山東青島　266071)

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青島城陽(yáng)白沙灣污水泵站設(shè)計(jì)介紹

姚智文1劉燕2

(1．青島市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，山東青島266101;2．青島致遠(yuǎn)環(huán)境工程有限公司，山東青島266071)

摘要:簡(jiǎn)述了青島城陽(yáng)白沙灣污水泵站的選址原則，從泵站平面設(shè)計(jì)、工藝流程、規(guī)模、格柵間等方面，探討了該污水泵站的設(shè)計(jì)方法，并介紹了污水泵站的附屬設(shè)施，指出該泵站采用近遠(yuǎn)期結(jié)合的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，達(dá)到了良好的節(jié)能效果。

關(guān)鍵詞:污水泵站，污水處理，附屬設(shè)施，基坑工程

白沙灣片區(qū)位于城陽(yáng)污水處理廠南側(cè)，用地性質(zhì)以工業(yè)用地為主，白沙灣片區(qū)污水規(guī)模為2．13萬(wàn)t/d。目前，該片區(qū)內(nèi)污水干管正在施工。由于污水干管埋深9 m，低于污水處理廠截污主干管標(biāo)高，無(wú)法自流進(jìn)入污水處理廠進(jìn)行處理，在污水管道末端需設(shè)置污水泵站［1］對(duì)污水進(jìn)行提升。

1　泵站選址

長(zhǎng)江路污水主干管末端距離現(xiàn)狀城陽(yáng)污水處理廠約100 m，隨著污水集中收集率不斷提高，城陽(yáng)污水處理廠污水處理能力已趕不上城市發(fā)展需求。亟需進(jìn)行三期建設(shè)，三期處理規(guī)模為5萬(wàn)t/d，由于污水處理廠三期建成時(shí)間較晚(2015年)，而白沙灣片區(qū)已面臨污水排放問(wèn)題，因此污水泵站需先于污水處理廠三期建設(shè)。經(jīng)與建設(shè)單位、運(yùn)營(yíng)部門溝通后，確定將污水泵站選址于污水處理廠三期用地范圍內(nèi)，近期泵站內(nèi)污水經(jīng)消能后進(jìn)入城陽(yáng)污水處理廠截污主干管，流入城陽(yáng)污水處理廠進(jìn)行處理。遠(yuǎn)期結(jié)合整個(gè)城陽(yáng)區(qū)污水規(guī)劃，白沙灣污水泵站將作為污水處理廠三期內(nèi)的提升泵站對(duì)污水加以提升。該方案節(jié)約了土地資源，在滿足使用功能的前提下，有效的結(jié)合近遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)，獲得規(guī)劃部門的批準(zhǔn)和好評(píng)［2］。

2　工藝設(shè)計(jì)

2．1總平面設(shè)計(jì)

污水處理廠三期用地呈南北走向，白沙灣污水泵站充分考慮近遠(yuǎn)期結(jié)合，選址于污水處理廠三期建設(shè)用地內(nèi)東南角。泵站走向與污水處理廠三期一致，南側(cè)為進(jìn)水井，北側(cè)為泵站主體及出水管道。泵站采用組合式矩形地下形式，材質(zhì)運(yùn)用考慮與周邊污水處理廠風(fēng)格一致。

2．2泵站工藝流程

泵站服務(wù)區(qū)域地勢(shì)平坦，片區(qū)內(nèi)雨污水已分流，從污水處理廠一期、二期運(yùn)行情況看，污水中含砂量為0．015 L/m3，低于《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》［3］污水含砂量標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)污水處理廠內(nèi)設(shè)置有曝氣沉砂池，同樣可起到除砂的效果，為減少泵站投資及日常外運(yùn)沉砂投入，于泵站進(jìn)水井內(nèi)根據(jù)工程需要設(shè)置抓砂斗。

泵站工藝流程確定為:進(jìn)水管→進(jìn)水井→格柵→集水池→出水管。

2．3泵站規(guī)模

污水泵站按照5萬(wàn)t/d的規(guī)模進(jìn)行進(jìn)水井、格柵、出水壓力管等土建建設(shè)，按照2．13萬(wàn)t/d的規(guī)模進(jìn)行設(shè)備選型，污水泵采用同一型號(hào)無(wú)堵塞潛水排污泵，每臺(tái)水泵的流量為1 100 m3/h，揚(yáng)程18 m，功率90 kW(近期一用一備，遠(yuǎn)期四用一備)，水泵采用自動(dòng)耦合安裝，采用液位控制啟動(dòng)。排空泵用于檢修使用，每臺(tái)水泵的流量為470 m3/h，揚(yáng)程16 m，功率18 kW(近期一臺(tái)，遠(yuǎn)期四臺(tái))。

2．4泵站內(nèi)平面布置

地上1層平面主要為變配電室、發(fā)電機(jī)室、值班室及主要設(shè)備層上方廊道。地上2層平面主要為休息室和更衣室，作為泵站管理人員的生活區(qū)。地下1層平面主要為設(shè)備間、除臭設(shè)備間、倉(cāng)庫(kù)。管理人員利用鋼制樓梯從地面1層廊道下至地下1層。地下2層為泵坑層。泵站平面及剖面圖見(jiàn)圖1，圖2。

圖1　泵站平面圖

2．5泵站進(jìn)水井、進(jìn)水管

通過(guò)進(jìn)水井可以改變不利的進(jìn)水方向，應(yīng)保證進(jìn)水平穩(wěn)，避免滯流渦流。同時(shí)，進(jìn)水井設(shè)置手電兩用進(jìn)水閥門(速閉閘)，用以截?cái)噙M(jìn)水，為機(jī)組的安裝檢修、集水池的清池挖泥提供方便。根據(jù)工程需要，為方便后期抓砂斗的安裝，確定進(jìn)水井為矩形，凈尺寸為4 m×4 m。污水處理廠三期使用前，該泵站主要服務(wù)白沙灣片區(qū)，因此進(jìn)水管為白沙灣片區(qū)截污主干管;污水處理廠三期

圖2　泵站剖面圖

2．6泵站格柵間

設(shè)兩個(gè)格柵，一用一備交替使用，過(guò)柵流速取v=0．9 m/s，柵條間隙b=20 mm，安裝傾角α=75°。采用機(jī)械格柵除污機(jī)(高鏈?zhǔn)郊?xì)格柵除污機(jī)，安裝角度75°，功率1．1 kW)，無(wú)軸螺旋輸送機(jī)(=300 mm輸送能力2 m3/h，N=1．5 kW)。柵渣由機(jī)械格柵除污機(jī)清理至無(wú)軸螺旋輸送機(jī)壓實(shí)脫水后，柵渣外運(yùn)［4］。

2．7泵站集水井、出水管

集水池容積要滿足水工布置、安裝水泵的要求，而且在及時(shí)將來(lái)水抽走的基礎(chǔ)上，既要避免水泵啟閉過(guò)于頻繁，又要減小池容，以降低運(yùn)行和施工費(fèi)用，減輕雜物的沉積和腐化。本次泵站設(shè)計(jì)集水井平面尺寸為10．1 m×13．7 m，結(jié)構(gòu)形式采用鋼筋混凝土。污水處理廠三期使用前，污水提升進(jìn)入消能井后接入污水處理廠現(xiàn)狀截污主干管，將污水輸送至處理單元，集中排往污水處理廠二期進(jìn)行處理;污水處理廠三期使用后，將近期出水壓力管及消能井廢除，根據(jù)污水處理廠三期位置重新敷設(shè)出水壓力管。

3　附屬設(shè)施

1)通風(fēng)除臭。在污染空間內(nèi)安裝風(fēng)管，通過(guò)風(fēng)機(jī)的正壓和負(fù)壓將污染氣體排出，導(dǎo)入新鮮的空氣，以達(dá)到通風(fēng)換氣的作用。泵站設(shè)一套機(jī)械送、排風(fēng)系統(tǒng)，其中機(jī)械送風(fēng)風(fēng)量為8 000 m3/h，機(jī)械排風(fēng)風(fēng)量為6 000 m3/h。在污染空間內(nèi)安裝風(fēng)管，將污染氣體通過(guò)風(fēng)管收集到離子外排處理箱內(nèi)，分解反應(yīng)后的氣體通過(guò)煙囪排出室外，泵站設(shè)一套排風(fēng)系統(tǒng)，針對(duì)泵站－2層工藝處理部分產(chǎn)生的臭氣進(jìn)行處理，按換氣次數(shù)10次/h計(jì)算，除臭量8 000 m3/h。

2)自動(dòng)控制。泵房集水池內(nèi)超聲波液位計(jì)，增加浮球開關(guān)組合使用，增加靜壓式液位計(jì)控制停泵水位和報(bào)警水位;格柵前后超聲波液位差計(jì)在PLC中設(shè)置時(shí)鐘，添加適時(shí)啟動(dòng)功能，作為補(bǔ)充。按工藝設(shè)計(jì)要求對(duì)水泵實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。泵站設(shè)備各項(xiàng)運(yùn)行狀態(tài)經(jīng)PLC通過(guò)光纜送至污水處理廠控制中心，進(jìn)行集中監(jiān)控，控制中心可遠(yuǎn)程控制泵站各設(shè)備運(yùn)行。

3)反沖洗設(shè)備。污水中含有雜質(zhì)，往往會(huì)沉積在集水坑內(nèi)，時(shí)間長(zhǎng)了，腐化發(fā)臭，甚至填堵水坑，影響泵的正常吸水。為了松動(dòng)集水坑內(nèi)的沉渣，于坑內(nèi)設(shè)置壓力沖洗管。在壓力管道上接出一根直徑為200 mm的支管伸入坑內(nèi)，定期將沉渣沖起，由水泵抽走。

4)毒氣檢測(cè)。依據(jù)CJJ 68—2007城鎮(zhèn)排水管渠與泵站維護(hù)技術(shù)規(guī)范、CJJ 60—2011城鎮(zhèn)排水管道安全技術(shù)規(guī)程中的要求，“對(duì)可能含有有毒氣體或可燃?xì)怏w的深井、管道、構(gòu)筑物等設(shè)施、設(shè)備進(jìn)行維護(hù)、維修操作前，必須在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)有毒氣體進(jìn)行檢測(cè)，不得在超標(biāo)環(huán)境下操作。所有參與操作的人員必須佩帶防護(hù)裝置，直接操作者必須在可靠的監(jiān)護(hù)下進(jìn)行”。因此，在日常維護(hù)管理中，需要配備氣體檢測(cè)儀1臺(tái)和背負(fù)式空氣呼吸機(jī)1臺(tái)，以保證泵站值班人員進(jìn)入作業(yè)場(chǎng)所的安全。

4　基坑工程

泵站主體結(jié)構(gòu)為地下工程，總平面尺寸約27．8 m×14．5 m，深約13．5 m，由此帶來(lái)了深基坑的設(shè)計(jì)施工問(wèn)題。基坑工程直接關(guān)系到建構(gòu)筑物的施工安全，涉及巖土工程、結(jié)構(gòu)工程、施工技術(shù)、環(huán)境工程等諸多因素，因此必須考慮結(jié)構(gòu)形式、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、降排水條件、周邊環(huán)境、施工季節(jié)、施工技術(shù)等因素，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后得到合理的開挖支護(hù)方案。

采用胸徑1 m的旋噴樁止水，間距70 cm。邊坡按1∶1．2放坡，采用復(fù)合土釘墻加固。土釘采用Φ16鋼筋(Ⅲ級(jí))，混凝土半徑15 cm，布置間距2 m。土釘外掛12鋼筋網(wǎng)，間距20 cm，混凝土厚度10 cm。

5　本工程特點(diǎn)

1)泵站建設(shè)采用近遠(yuǎn)期結(jié)合的形式，滿足污水排放要求，節(jié)省工程投資。2)泵站風(fēng)格與污水處理廠一致，與周邊建筑融為一體，節(jié)約用地。3)泵站工藝簡(jiǎn)潔，與污水處理廠工藝有序結(jié)合，降低運(yùn)營(yíng)管理成本。4)采用超聲波液位差計(jì)及浮球開關(guān)聯(lián)合對(duì)水位進(jìn)行控制，可切實(shí)提高水泵的自控準(zhǔn)確度。

6　結(jié)語(yǔ)

泵站工程概算為1 480萬(wàn)元，目前泵站主體已基本施工完畢，正處于設(shè)備調(diào)試階段。泵站設(shè)計(jì)是綜合性工程設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)、多方協(xié)調(diào)，在滿足使用功能的前提下，充分考慮土地、投資成本，將泵站與后續(xù)工藝有機(jī)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)城市建設(shè)綜合效益最大化。該工程的建設(shè)對(duì)同類污水處理廠擴(kuò)建設(shè)計(jì)和建設(shè)有一定的借鑒。

參考文獻(xiàn):

［1］ 劉竹溪．水泵及水泵站［M］．北京:中國(guó)水利水電出版社，2006．

［2］吳雪軍，劉莊泉，楊就意．南昌市艾溪湖地下式污水泵站設(shè)計(jì)［J］．中國(guó)給水排水，2010，26(8):59-61．

［3］GB 50014—2006，室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(2009年版)［S］．

［4］北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院．給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)(第5 冊(cè):城鎮(zhèn)排水)［M］．第2版．北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004．

·道路·鐵路·

中圖分類號(hào)X703．1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1009-6825(2016)17-0128-02

收稿日期:2016-04-07

作者簡(jiǎn)介:姚智文(1982-)，男，工程師;劉燕(1983-)，女，工程師使用后，白沙灣污水泵站作為污水處理廠三期提升泵站使用。污水進(jìn)水統(tǒng)一考慮。

Sewage pumping station design Qingdao Chengyang Baishawan

Yao Zhiwen1Liu Yan2
(1．Qingdao Municipal Engineering Design＆Research Institute Co．，Ltd，Qingdao 266101，China; 2．Qingdao Zhiyuan Environmental Engineering Co．，Ltd，Qingdao 266071，China)

Abstract:This paper simply discussed the location selection principle of Qingdao Chengyang Baishawan pumping station，from the pumping station graphic design，process，scale，grid and other aspects，discussed the design method of the sewage pumping station，and introduced the ancillary facilities of sewage pumping station，pointed out that the pumping station with short and long term combining way to design，achieved good energy saving effect．

Key words:sewage pumping station，sewage treatment，ancillary facility，foundation pit engineering