一體化預制泵站在城市污水設計中的應用

吳健

（中國市政工程中南設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，一體化預制泵逐漸應用到城市污水治理工作中，由于泵站具有高度集成化、泵體土建工程建設簡單、總成本低等優勢，所以，在城市污水處理中得到較為廣泛的應用；而且，一體化預制泵以智能型全自動控制為主，排放水體時可以根據儲水量進行自動調節，在地下密封麥子和的預制筒體也不會出現明顯的異味情況。一體化預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，深入炭窯一體化預制泵站在城市污水設計中的應用。

1 一體化預制泵站的結構與原理

一體化預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、截污設備、檢測平臺、管道、閥門、液位傳感器、智能遠程控制系統、通風系統等構件組成，泵站筒體底部通過CFD進行分析，形成一種設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，一體化預制泵站主要設置在排水管網途埋較深需要對水體進行提升操作或者排水管網的末端，當排水管網進入一體化泵站時，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，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生變化時，壓力傳感器中的相關裝置就會將泵站液位信息反饋到控制系統中，控制系統就會結合之前設定的運行參數標準，對水泵進行調節。在實際工作中，一旦水泵液位達到控制系統預先設定的標準，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設定的標準，那么，系統還會對水泵的停運進行控制。這樣，就可以保證一體化預制泵站一直處于相對穩定的運行狀態。

2 一體化預制泵的優點

深入分析一體化預制泵站在具體應用過程中具有的顯著優勢：

（1）一體化預制泵站采用一體式、空間最優化設計，所以設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）預先按照要求進行基坑開挖，并進行澆筑保養底基后，待井筒入場后2—3d即可進行試運營，施工周期相對較短。

（3）一體化預制泵站的集成度比較高，現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泵站的成本少20%[2]。

（4）一體化泵站建設中所需的常規設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備、設備與筒體以及筒體和基礎之間的匹配性，為后續施工提供便利。

（5）一體化預制泵站將所有運行的設備都集中安裝在一個筒體內，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，可實現泵站的重復利用。

（6）所有設備由同一廠商進行供貨，這就為全自動化控制的實現提供便利。

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

3 一體化預制泵站的應用實例

一體化預制泵站在城市污水設計中的應用其實就是對于污水管網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[4]，其在安慶市菱湖南路末端污水處理工程中得到廣泛應用。由于當前安慶市老城區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工程。

3.1 設計方案的確定

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，擬選用新型的預制泵站，泵房采用地下室，不銹鋼筒體，每套泵內設置四臺潛污泵，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，則需在泵站技術進水口設置粉碎性格柵以為維護人員后續的定期除渣工作提供便利；同時，泵站內設置水位控制系統，可根據服務區的來水量對水泵運行進行有效控制，真正實現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，各水泵陸續運行，當水位達到報警水位時，所有泵都開始啟動，并達到設計流量值。

3.3 設計方案歸納

在該地區的污水泵站設計中，選用1座一體化泵站。根據上述介紹，最終確定預制泵站的規格，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。其他相關設備均由一體化預制泵廠家進行統一提供。

4 一體化預制泵站在在設計中的注意點

一體化預制泵站井筒最大不宜超過3.8m，《室外排水設計規范》中就明確規定，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，井筒內設置四臺泵，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；雖然也會出現流量較大的情況，但隨著水泵工藝和自動控制系統的不斷更新，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，單井筒的使用規模可以大大提升，在一體化預制泵的推廣和發展中起著促進作用。本次設計泵站尚未對筒徑和流量的大小多加考慮，僅按照日常標準設計。

就近幾年而言，一體化預制泵站在我國實現大范圍的推廣，并且也出現諸多成功案例，但是，當前有關一體化預制泵站的相關工作中還缺乏專門的規范和規程指導，產品的選擇和定型仍舊是通過設計方和廠家進行協調確定，協調過程非常復雜，反復性也非常強，產品生產過程中缺乏規范和要求，從而導致產品質量無法檢測，后期安裝和調試更是受到很大的阻礙[7]。基于這些情況，必須將相關規范和規程的建立和完善重視起來，做好一體化預制泵站從設計到運行的各項協調工作。

5 結束語

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逐年提高的態勢，再加上當前城市化建設中應用過多的建筑材料，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，深入分析發現，傳統泵站已經無法滿足當前的污水處理需求，相關單位和工作人員需要對一體化預制泵站的建設充分考慮進來，合理設計，將其成本低、面積小以及安裝簡便等優勢充分利用起來，實現城市污水的有效處理，為城市化發展奠定良好的基礎。