城鎮(zhèn)污水設計中的一體化泵站應用

溫展鴻

摘 要：泵站是能提供有一定壓力和流量的液壓動力和氣壓動力的裝置，工程稱泵和泵站工程，它是排灌、提升泵站的進水、出水、泵房等建筑物的總稱。在實際的城鎮(zhèn)污水設計當中，通常將泵站作為水體提升的工具。隨著科技的發(fā)展，中國逐漸引入了一體化泵站，并且在城鎮(zhèn)污水設計中得到廣泛應用。

關鍵詞：一體化泵站 城鎮(zhèn)污水 設計 應用

一體化泵站在歐洲的應用歷史比較悠久，但是中國是近年才引進一體化泵站作為污水提升設施的一個重要構筑物。和傳統(tǒng)的泵站相比較，這種一體化泵站施工周期短、安裝簡單、對周圍環(huán)境影響較小、成本相對較低，目前已經在我國的污水行業(yè)當中得到廣泛的應用。接下來本文將主要就一體化泵站的概念、一體化泵站的應用實例以及在進行一體化泵站設計時要注意的要點等幾個方面進行研究和探討。

1.一體化泵站概念

一體化泵站是由頂蓋、玻璃鋼簡體、潛水泵、服務平臺、管道、電氣控制、通風系統(tǒng)等部分組成為一體的一種設備，并在出廠前就進行預裝和測試的泵站，它的功能就是用來將雨污水進行提升，以便進行后續(xù)的工藝流程。

2.一體化泵站的原理

一體化泵站通常設置在排水管網(wǎng)中途埋深較深需要將水體提升至較高的下游管網(wǎng)時或者排水管網(wǎng)的末端。排水管網(wǎng)進入一體化泵站時，首先經過粉碎型格柵將大顆粒型固體物進行切割，粒徑變小后進入泵站集水池內，集水池內安裝各種探測傳感設備、水泵及管道等。隨著水位的不斷變化，使得壓力傳感器或者浮球反饋泵站的液位信息到控制系統(tǒng)，再由控制系統(tǒng)設定的運行參數(shù)調節(jié)水泵開關運行。當液位達到系統(tǒng)設定的開啟水泵液位時，控制系統(tǒng)會控制水泵啟動，這樣污水便從泵站抽到市政污水管路出口；當污水水位低于系統(tǒng)設定液位時，系統(tǒng)會控制水泵停運。這樣循環(huán)反復，使得一體化預制泵站順利運行。

3.一體化泵站的應用實例

（1）一體化泵站的適用場合及其優(yōu)缺點

在目前的建設當中，一體化泵站主要使用于市政工程、工業(yè)和其他單靠重力不能將廢水排入污水處理設施等其他構筑物的地方。其中，城鎮(zhèn)排水適用于污水泵站、雨水泵站、隧道泵站等中途泵站，市區(qū)中、小型無人操作的污水輸送泵站等等。

一體化泵站在城鎮(zhèn)污水處理設計中有著廣泛的應用。相比于傳統(tǒng)泵站，一體化泵站有許多優(yōu)點：①節(jié)省安裝成本。一體化泵站，顧名思義，它全部的部件都是在工廠內完成的，整個內部結構緊密，出廠后可直接用吊車進行吊裝，然后對泵坑進行開挖并在施工現(xiàn)場澆筑混凝土基礎即可，不像傳統(tǒng)的泵站需要對施工現(xiàn)場進行大開挖之后才能進行澆筑安裝，一體化泵站的這種安裝方式使其相比于傳統(tǒng)泵站在成本上減少了20%左右。②除了節(jié)省安裝成本，一體化泵站還具有較高的智能化及自控能力。它還可以利用信息技術進行遠程控制，這樣一來，可以節(jié)省人力，也就是相關的工作人員不用在現(xiàn)場一直觀察，只需要通過電腦或者是手機就可以直接了解現(xiàn)場泵站運行的相關參數(shù)，然后通過計算機就可以實現(xiàn)對泵站相關運行參數(shù)的修正。③具有應急措施，尤其是在控制柜發(fā)生故障時，它可以打開緊急運行開關來保證泵站的運行，同時還具有成套增壓設備以便備用。④一體化泵站不僅安裝簡易，其施工周期較傳統(tǒng)泵站的施工周期也短。只要完成基坑開挖、預制好泵站底板，1～2周即可完成整個泵站的安裝。施工量小，安裝工期短。而且整個一體化泵站結構緊湊，移動方便，水泵等主要設備可采用雙導軌自動安裝系統(tǒng)，工作人員可減少直接進出泵站筒體，除了它的簡便之外，在一定程度上對泵站管理人員的人身安全也提供了一定的保障。⑤一體化泵站的使用壽命較長。在實際設計時，一體化泵站的筒體往往采用先進的、抗腐蝕的、具有較好機械強度的材質，這類材質的使用周期一般在50年左右。目前所使用的泵站主體結構大部分由纖維纏繞玻璃鋼（GRP）制成，材質堅固、持久耐用。除此之外，一體化泵站的配套水泵還具有攪拌沖洗的功能，這些都在一定程度上延長了泵站的使用壽命，避免頻繁更換泵站造成人力和物力的損失。⑥維修維護方便。傳統(tǒng)泵站維修維護比較麻煩，一體化泵站具有較高的配置，其安全系數(shù)較高，維修維護簡便。一體化泵站除了有這些優(yōu)點，它還存在一些缺陷，比如城市污水管網(wǎng)的埋深較大時，受筒體材料剛度及筒體大小的影響，一體化泵站不可能無限度的加深，目前市場較成熟的直徑3.8米筒體的最大深度為18米左右。當污水流量過大時相應地就要求泵站的有效容積也大，但是在實際工作過程中，常規(guī)尺寸的筒體內安裝大流量的潛水泵是非常困難的。目前，我國常見的單筒一體化提升泵站的處理水量大概在40000m3/d左右。所以對于埋深大、流量大的泵站采用一體化泵站是比較困難的。

（2）應用實例

近幾年，城市現(xiàn)代化的進程在不斷加快，但是城鎮(zhèn)污水的排放也在不斷增加，過量的污水導致了地表水質的惡化，這就需要建設相應的污水配套管網(wǎng)提高污水收集率。由于城市化進程的速度加快，加上原有規(guī)劃相對滯后，這種情況下，一體化泵站因為其占地面積小、施工周期短、控制系統(tǒng)先進、組件的配合程度高、滲漏及噪音控制好、投資小、對周邊環(huán)境影響小等諸多優(yōu)點使其在城鎮(zhèn)污水設施中得到廣泛應用。

在實際的城鎮(zhèn)污水設計當中，可以將一體化泵站應用于污水管網(wǎng)中途提升、城鎮(zhèn)低洼地帶、橋涵積水段的排放提升、農業(yè)灌溉、城市居民小區(qū)內的污水排放等等。還可應用于各類分散型的污水收集系統(tǒng)。

以茂名某地的污水管網(wǎng)工程為例，由于整個城區(qū)的地勢平緩，污水收集管網(wǎng)路線較長，管網(wǎng)埋深不斷加大，受下游現(xiàn)狀污水管網(wǎng)標高的限制，上下游污水管管底標高相差3米，為減少管網(wǎng)的施工難度及社會影響，需要設置相應的提升泵站。設計泵站的總規(guī)模為1500m3/h，壓力出水管管徑為DN600的不銹鋼管，在污水經提升后排入下游的現(xiàn)狀污水管網(wǎng)。在進行一體化泵站設計時采用直徑為3.8m的玻璃鋼筒體，深度為8.10m的一體化預制泵站，其主要的參數(shù)如下：流量Q為1500m3/h，單泵流量為750m3/h，泵功率N為37kw，揚程H為10.5m，效率β在82%以上。為了保證水泵站運行的可靠性和安全性，在泵站的進口處設置粉碎型格柵。本工程的配套系統(tǒng)還有水位控制系統(tǒng)、自動導軌裝置、計量及報警系統(tǒng)、離子除臭裝置等等，這樣一來就可以對水泵的運行情況進行科學的控制，從而實現(xiàn)全自動運行。

4.進行一體化泵站設計時要注意的地方

在進行一體化泵站設計時要著重注意以下幾個點：（1）一體化泵站的井筒直徑最大不宜超過3.8m。（2）傳統(tǒng)污水泵站的集水井容積應該大于流量最大的水泵在5分鐘內的出水量，而單井筒內僅設置三臺泵，其中一臺為泵備用，當進水量大于污水泵站的最大規(guī)模時可設置多套井筒進行并聯(lián)使用。（3）污水泵站的開啟次數(shù)有一定的規(guī)定，一般來說，每小時內開啟水泵的次數(shù)應該小于等于6次，但是目前隨著科技的發(fā)展和技術的進步，在我國已經允許每小時泵站啟動的次數(shù)到達10次左右，部分技術先進的水泵已經高達20次，這在一定程度上大大提高了一體化泵站的規(guī)模。

綜上所述，一體化泵站作為城鎮(zhèn)污水處理中不可缺少的一部分，它是污水處理系統(tǒng)中的一個巨大飛躍。相比于傳統(tǒng)泵站占地面積大、成本費用高、工作環(huán)境惡劣等眾多缺點，一體化泵站的優(yōu)勢十分明顯，它的占地面積小、施工周期短、集成度高、安裝方便、成本節(jié)約、自動化程度高、最終的效果好等等。所以，在現(xiàn)今的城鎮(zhèn)污水系統(tǒng)中，一般用一體化泵站取代傳統(tǒng)的泵站作為污水處理過程中的提升泵站。在對一體化泵站進行設計時要格外注意其設計要符合相關標準的要求，例如泵站水深、所設泵數(shù)、集水池容積等等，這樣才能進一步擴大對一體化泵站的推廣，使其在城鎮(zhèn)污水處理中發(fā)揮應有的作用。

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