姚智文　劉　燕

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

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青島城陽白沙灣污水泵站設(shè)計介紹

姚智文1劉燕2

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

摘要:簡述了青島城陽白沙灣污水泵站的選址原則，從泵站平面設(shè)計、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期結(jié)合的方式進行設(shè)計，達到了良好的節(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，無法自流進入污水處理廠進行處理，在污水管道末端需設(shè)置污水泵站［1］對污水進行提升。

1　泵站選址

長江路污水主干管末端距離現(xiàn)狀城陽污水處理廠約100 m，隨著污水集中收集率不斷提高，城陽污水處理廠污水處理能力已趕不上城市發(fā)展需求。亟需進行三期建設(shè)，三期處理規(guī)模為5萬t/d，由于污水處理廠三期建成時間較晚(2015年)，而白沙灣片區(qū)已面臨污水排放問題，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、運營部門溝通后，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)消能后進入城陽污水處理廠截污主干管，流入城陽污水處理廠進行處理。遠期結(jié)合整個城陽區(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)合近遠期設(shè)計，獲得規(guī)劃部門的批準(zhǔn)和好評［2］。

2　工藝設(shè)計

2．1總平面設(shè)計

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)域地勢平坦，片區(qū)內(nèi)雨污水已分流，從污水處理廠一期、二期運行情況看，污水中含砂量為0．015 L/m3，低于《室外排水設(shè)計規(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沉砂投入，于泵站進水井內(nèi)根據(jù)工程需要設(shè)置抓砂斗。

泵站工藝流程確定為:進水管→進水井→格柵→集水池→出水管。

2．3泵站規(guī)模

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

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、倉庫。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圖1，圖2。

圖1　泵站平面圖

2．5泵站進水井、進水管

通過進水井可以改變不利的進水方向，應(yīng)保證進水平穩(wěn)，避免滯流渦流。同時，進水井設(shè)置手電兩用進水閥門(速閉閘)，用以截斷進水，為機組的安裝檢修、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)兩個格柵，一用一備交替使用，過柵流速取v=0．9 m/s，柵條間隙b=20 mm，安裝傾角α=75°。采用機械格柵除污機(高鏈?zhǔn)郊毟駯懦蹤C，安裝角度75°，功率1．1 kW)，無軸螺旋輸送機(=300 mm輸送能力2 m3/h，N=1．5 kW)。柵渣由機械格柵除污機清理至無軸螺旋輸送機壓實脫水后，柵渣外運［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，而且在及時將來水抽走的基礎(chǔ)上，既要避免水泵啟閉過于頻繁，又要減小池容，以降低運行和施工費用，減輕雜物的沉積和腐化。本次泵站設(shè)計集水井平面尺寸為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，通過風(fēng)機的正壓和負壓將污染氣體排出，導(dǎo)入新鮮的空氣，以達到通風(fēng)換氣的作用。泵站設(shè)一套機械送、排風(fēng)系統(tǒng)，其中機械送風(fēng)風(fēng)量為8 000 m3/h，機械排風(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)后的氣體通過煙囪排出室外，泵站設(shè)一套排風(fēng)系統(tǒng)，針對泵站－2層工藝處理部分產(chǎn)生的臭氣進行處理，按換氣次數(shù)10次/h計算，除臭量8 000 m3/h。

2)自動控制。泵房集水池內(nèi)超聲波液位計，增加浮球開關(guān)組合使用，增加靜壓式液位計控制停泵水位和報警水位;格柵前后超聲波液位差計在PLC中設(shè)置時鐘，添加適時啟動功能，作為補充。按工藝設(shè)計要求對水泵實現(xiàn)自動控制。泵站設(shè)備各項運行狀態(tài)經(jīng)PLC通過光纜送至污水處理廠控制中心，進行集中監(jiān)控，控制中心可遠程控制泵站各設(shè)備運行。

3)反沖洗設(shè)備。污水中含有雜質(zhì)，往往會沉積在集水坑內(nèi)，時間長了，腐化發(fā)臭，甚至填堵水坑，影響泵的正常吸水。為了松動集水坑內(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。依據(jù)CJJ 68—2007城鎮(zhèn)排水管渠與泵站維護技術(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，“對可能含有有毒氣體或可燃氣體的深井、管道、構(gòu)筑物等設(shè)施、設(shè)備進行維護、維修操作前，必須在現(xiàn)場對有毒氣體進行檢測，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裝置，直接操作者必須在可靠的監(jiān)護下進行”。因此，在日常維護管理中，需要配備氣體檢測儀1臺和背負式空氣呼吸機1臺，以保證泵站值班人員進入作業(yè)場所的安全。

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，由此帶來了深基坑的設(shè)計施工問題?；庸こ讨苯雨P(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，通過技術(shù)經(jīng)濟比較后得到合理的開挖支護方案。

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)，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

1)泵站建設(shè)采用近遠期結(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)泵站工藝簡潔，與污水處理廠工藝有序結(jié)合，降低運營管理成本。4)采用超聲波液位差計及浮球開關(guān)聯(lián)合對水位進行控制，可切實提高水泵的自控準(zhǔn)確度。

6　結(jié)語

泵站工程概算為1 480萬元，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)計是綜合性工程設(shè)計，經(jīng)過精心設(shè)計、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)工藝有機結(jié)合，可實現(xiàn)城市建設(shè)綜合效益最大化。該工程的建設(shè)對同類污水處理廠擴建設(shè)計和建設(shè)有一定的借鑒。

參考文獻:

［1］ 劉竹溪．水泵及水泵站［M］．北京:中國水利水電出版社，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［J］．中國給水排水，2010，26(8):59-61．

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

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

·道路·鐵路·

中圖分類號X703．1

文獻標(biāo)識碼:A

文章編號:1009-6825(2016)17-0128-02

收稿日期:2016-04-07

作者簡介: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