分流道進(jìn)水工藝在市政污水泵站中的應(yīng)用

文／段曉東 江蘇中設(shè)集團(tuán)股份有限公司 江蘇無(wú)錫 214072

引言：

市政污水泵站作為城市排水系統(tǒng)中的重要組成部分，其正常的工作運(yùn)轉(zhuǎn)影響著所服務(wù)區(qū)域甚至整個(gè)城市的正常生產(chǎn)和生活，也是一個(gè)城市正常有序運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保障，與人們的日常生活、生產(chǎn)息息相關(guān)。

目前，傳統(tǒng)的污水泵站通常采用單一或共用進(jìn)水流道的工藝形式，該種形式的泵站運(yùn)行后期檢修維護(hù)時(shí)，必須關(guān)閉進(jìn)水流道，需要全面停止泵站工作進(jìn)行檢修維護(hù)，從而影響泵站服務(wù)范圍內(nèi)污水正常排放和造成城市生態(tài)環(huán)境污染的隱患。隨著國(guó)家城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程的加快，這一問(wèn)題已經(jīng)成為很多城市市政設(shè)施運(yùn)維養(yǎng)護(hù)部門所面臨的棘手問(wèn)題和難點(diǎn)問(wèn)題，同時(shí)該問(wèn)題在當(dāng)下全面倡導(dǎo)生態(tài)城市建設(shè)和城市生態(tài)環(huán)境治理的當(dāng)下，更顯突出和亟待解決。本文結(jié)合南京市某污水提升泵站新建工程，對(duì)污水泵站分流道進(jìn)水工藝進(jìn)行了應(yīng)用探索，經(jīng)過(guò)近五年的運(yùn)行，狀況良好，從而有效的保障了該污水提升泵站檢修維護(hù)期間的不間斷運(yùn)行，取得了良好的應(yīng)用效果。

1、工程概況

南京市某市政污水提升泵站新建工程位于南京市浦口區(qū)，擔(dān)負(fù)約8 平方公里范圍內(nèi)的污水提升排放任務(wù)，泵站設(shè)計(jì)規(guī)模為5 萬(wàn)噸/天，主體泵井采用全地下式，總體工藝流程如下圖1所示。

圖1 南京市某市政污水提升泵站總體工藝流程圖

泵站所處區(qū)域規(guī)劃為新型工業(yè)化基地啟動(dòng)區(qū)，規(guī)劃將有大量的工業(yè)及生活污、廢水產(chǎn)生須經(jīng)過(guò)統(tǒng)一收集、處理后排放，受該服務(wù)片區(qū)現(xiàn)狀地形及豎向規(guī)劃的控制，區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的生產(chǎn)和生活污水廢水不能通過(guò)重力流形式自排進(jìn)入污水處理廠，必須經(jīng)過(guò)污水泵站提升后，才能就近排入污水處理廠進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)后排放，因此該污水提升泵站是該區(qū)域內(nèi)重要的公共設(shè)施，也是該片區(qū)現(xiàn)狀水體質(zhì)量提升和水生態(tài)環(huán)境改善的重要保障。

受所服務(wù)區(qū)域招商引資和建設(shè)時(shí)序的影響，該泵站存在著近、遠(yuǎn)期污水處理量差別大，運(yùn)行工況復(fù)雜，同時(shí)要滿足當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門要求-建成后不間斷運(yùn)行的特點(diǎn)。

2、工藝方案設(shè)計(jì)

在本項(xiàng)目前期的工藝方案設(shè)計(jì)研究中，對(duì)傳統(tǒng)污水提升泵站常規(guī)單一流道（共流道）進(jìn)水工藝和分流道進(jìn)水工藝進(jìn)行了對(duì)比分析。

2.1 常規(guī)單一流道（共流道）進(jìn)水工藝方案

傳統(tǒng)污水提升泵站常規(guī)單一流道（共流道）進(jìn)水工藝設(shè)計(jì)如下圖2和圖3所示：

圖2 常規(guī)單一流道（共流道）進(jìn)水工藝設(shè)計(jì)平面示意圖

圖3 常規(guī)單一流道（共流道）進(jìn)水工藝設(shè)計(jì)剖面示意圖

常規(guī)單一流道（共流道）進(jìn)水工藝，正常運(yùn)行工況如下：服務(wù)范圍內(nèi)的生產(chǎn)和生活污（廢）水通過(guò)泵站進(jìn)水管依次經(jīng)過(guò)進(jìn)水閘門間、格柵間，經(jīng)格柵間物理處理后，通過(guò)配水間統(tǒng)一進(jìn)入泵站集水間，在集水間通過(guò)潛污泵提升后經(jīng)出水閘門間，通過(guò)壓力出水管出水排放至污水處理廠或下游污水管道。

當(dāng)泵站運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障或泵站后期需要擴(kuò)容、運(yùn)維或檢修時(shí)，運(yùn)行工況如下：關(guān)閉進(jìn)水閘門間中的進(jìn)水閘門，上游來(lái)水在進(jìn)入泵站前，通過(guò)泵站上游設(shè)置的超越井和超越管道，溢流超越至下游污水管道排放或者就近臨時(shí)應(yīng)急排放。這種運(yùn)行工況均會(huì)對(duì)泵站上游收水范圍內(nèi)生產(chǎn)和生活污（廢）水的正常收集排放造成影響，存在對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成污染的風(fēng)險(xiǎn)，且難以滿足相關(guān)主管部門提出的泵站不間斷運(yùn)行要求，因此需要采取其他方式對(duì)常規(guī)單一流道（共流道）進(jìn)水工藝進(jìn)行優(yōu)化改良。

2.2 分流道進(jìn)水工藝方案

在常規(guī)單一流道（共流道）進(jìn)水工藝方案的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)主管部門提出的泵站不間斷運(yùn)行要求，對(duì)常規(guī)單一流道（共流道）進(jìn)水工藝進(jìn)行優(yōu)化改良如下圖4和圖5所示：

圖4 分流道進(jìn)水工藝設(shè)計(jì)平面示意圖

圖5 分流道進(jìn)水工藝設(shè)計(jì)剖面示意圖

如上圖所示，分流道進(jìn)水工藝同常規(guī)單一流道（共流道）進(jìn)水工藝相比，在配水間中增設(shè)了兩個(gè)分流道的配水閘門，在集水間中增設(shè)隔墻，同時(shí)在隔墻上增設(shè)閘門，將集水間分為兩個(gè)既可獨(dú)立、可合用的集水間。

泵站正常工作狀態(tài)下，開啟泵站內(nèi)所有閘門，服務(wù)范圍內(nèi)的生產(chǎn)和生活污（廢）水通過(guò)泵站進(jìn)水管依次經(jīng)過(guò)進(jìn)水閘門間、格柵間，經(jīng)格柵間物理處理后，通過(guò)配水間的分流道進(jìn)入泵站集水間，在集水間通過(guò)潛污泵提升后經(jīng)出水閘門間，通過(guò)壓力出水管出水排放至污水處理廠或下游污水管道。

當(dāng)泵站運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)設(shè)備故障或泵站后期需要擴(kuò)容、運(yùn)維或檢修時(shí)，關(guān)閉集水間隔墻上的閘門，將集水間分割為兩個(gè)獨(dú)立的集水間，同時(shí)關(guān)閉待檢設(shè)備所在集水間的配水閘門，泵站進(jìn)水通過(guò)開通另一側(cè)集水間的配水閘門，進(jìn)入集水間進(jìn)行提升排放，從而實(shí)現(xiàn)了泵站運(yùn)行維護(hù)期間的不間斷運(yùn)行。

由于受到服務(wù)范圍內(nèi)開發(fā)建設(shè)規(guī)模及進(jìn)程的影響，該污水提升泵站近遠(yuǎn)期所承擔(dān)的排水流量差別較大，即使同為近期或者遠(yuǎn)期，其白天與夜間的來(lái)水量也有一定的區(qū)別，分流道進(jìn)水工藝，采用近期水量計(jì)算，遠(yuǎn)期水量校核，通過(guò)設(shè)計(jì)兩個(gè)既相對(duì)獨(dú)立又可互聯(lián)互通共用的集水間、增大泵站有效調(diào)節(jié)容積、根據(jù)近遠(yuǎn)期水量的不同，分期進(jìn)行設(shè)備安裝等方式，以達(dá)到適應(yīng)各種工況下的靈活組合，同時(shí)增效節(jié)能的目的。

2.3 兩種工藝方案比較

同常規(guī)的單一流道（共流道）進(jìn)水工藝相比，分流道進(jìn)水工藝具有以下優(yōu)缺點(diǎn)：

（1）泵站配水間分流道設(shè)置和集水間隔墻的設(shè)置，相對(duì)于常規(guī)單一流道（共流道）進(jìn)水工藝，泵站結(jié)構(gòu)增加了一定的復(fù)雜性；

（2）分流道閘門和隔墻閘門的設(shè)置，相對(duì)于常規(guī)單一流道（共流道）進(jìn)水工藝，增加了相應(yīng)的閘門、水位控制器的設(shè)備數(shù)量；

（3）分流道閘門、隔墻閘門、水泵和水位檢測(cè)的控制系統(tǒng)，需要進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)設(shè)置，相對(duì)于常規(guī)單一流道（共流道）進(jìn)水工藝，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間、聯(lián)動(dòng)性和智能化要求相應(yīng)較高；

（4）分流道進(jìn)水，可獨(dú)立可共用集水間的獨(dú)特結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)分期設(shè)備安裝，可應(yīng)對(duì)更為復(fù)雜的運(yùn)行工況，對(duì)水量變化的適應(yīng)性更高；

（5）同常規(guī)單一流道（共流道）進(jìn)水工藝相比，運(yùn)營(yíng)維護(hù)期間獨(dú)立集水間的單一使用，帶來(lái)分流道進(jìn)水工藝水力計(jì)算相應(yīng)較復(fù)雜，需對(duì)運(yùn)維臨時(shí)應(yīng)急狀態(tài)下的水力工況進(jìn)行計(jì)算校核，確保運(yùn)維期間的正常運(yùn)行；

（6）同常規(guī)單一流道（共流道）進(jìn)水工藝相比，分流道進(jìn)水工藝前期的工程投資相對(duì)較高，施工相對(duì)較復(fù)雜；

（7）同常規(guī)單一流道（共流道）進(jìn)水工藝相比，分流道進(jìn)水工藝較好的實(shí)現(xiàn)了泵站后期運(yùn)維期間的不間斷運(yùn)行，有效的保障了服務(wù)范圍內(nèi)企事業(yè)單位生產(chǎn)和生活的正常運(yùn)行，降低了由于泵站檢修運(yùn)維期間，因停泵造成的污水外溢對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的污染影響。

結(jié)語(yǔ)：

從2017年9月，分流道進(jìn)水工藝在南京市某市政污水提升泵站上進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用至今，經(jīng)過(guò)近五年的運(yùn)行檢驗(yàn)，泵站運(yùn)行狀況良好，達(dá)到了原設(shè)計(jì)的功能使用要求和設(shè)計(jì)目的。市政污水泵站分流道進(jìn)水工藝作為常規(guī)單一流道（共流道）進(jìn)水工藝的一種改良，所提出并經(jīng)實(shí)踐的分流道進(jìn)水工藝技術(shù)有效地解決了，傳統(tǒng)市政污水泵站因共用進(jìn)水流道共用集水間，在后期運(yùn)行過(guò)程中，由于水泵等設(shè)備設(shè)施出現(xiàn)故障，需要更換、新增水泵時(shí)，必須全面停止泵站運(yùn)轉(zhuǎn)，關(guān)閉進(jìn)水渠道，進(jìn)行維護(hù)管養(yǎng)操作，從而影響泵站服務(wù)范圍內(nèi)污水正常排放并造成環(huán)境污染，當(dāng)然由于工藝的改良，相比常規(guī)工藝而言，工程前期的投資、設(shè)計(jì)中的水力計(jì)算校核、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和后期的實(shí)施等方面要求相應(yīng)較高，但在目前全面倡導(dǎo)生態(tài)城市建設(shè)和城市生態(tài)環(huán)境治理的當(dāng)下，該工藝方案的應(yīng)用仍具有一定的推廣和示范意義。