陳飛華

（上海陳政市政工程有限公司，上海市 200940）

0　引言

再生水(中水)是一般指的是廢水（或雨水）再經(jīng)適當?shù)纳疃忍幚砗螅瑵M足一定的水質(zhì)指標（《再生水水質(zhì)標準》（SL368-2006））。可以進行諸如市政噴灑、景觀補水等有益使用的水。從環(huán)境保護的角度來看，污水的再生利用有助于改善生態(tài)環(huán)境，促進水體的良性循環(huán)；從經(jīng)濟角度來看，使用再生水能夠節(jié)約水資源，獲得一定的經(jīng)濟效果。因此，再生水的使用受到了廣泛的關(guān)注。

利用再生水補充河道用水是一種極具前景的水資源復(fù)用手段。再生水在處理后通過中水泵站與管網(wǎng)系統(tǒng)送至河道上游后，不僅能對河道進行水量補充，還能借助水體的自凈能力進一步凈化再生水的水質(zhì)，使其達到較高的水質(zhì)標準。故再生水泵站的設(shè)計成為實現(xiàn)這一目標的關(guān)鍵。目前，大部分的再生水泵站的設(shè)計通常以給水泵站作為藍本和參照。但實際上給水泵站的水質(zhì)與中水具有較大差別。另外，給水泵站的取水方式、工程保障、供水安全性也與中水泵站也存在著較大程度的區(qū)別。因此，提出適用于自然水體的再生水泵站設(shè)計方法成為亟待解決的問題。

1　工程概況

1.1　項目地點

項目位于某河段下游，城市污水經(jīng)過河邊污水處理站處理后被進一步凈化為再生水，隨后排往自然水體中。后經(jīng)過方案設(shè)計認為如能充分利用這部分再生水可實現(xiàn)良好的生態(tài)與經(jīng)濟效應(yīng)。故在污水處理站后設(shè)計一個再生水回用泵站，將處理后的再生水傳輸至上游5.6 km處的排水口以實現(xiàn)對上游水體的補充，所排出的再生水水質(zhì)見表1。表1所示再生水水質(zhì)較好，可用于天然水體的補充。

表1　再生水出水水質(zhì)

1.2　水文地質(zhì)情況

項目所在地為大陸性半干旱氣候，年降雨量約為630 mm。通過地質(zhì)考察發(fā)現(xiàn)：當?shù)氐貏葑员毕蚰铣手鸩浇档挖厔?，受到河流沖刷的影響，地貌北側(cè)主要以黃土梁為主、南側(cè)主要以黃土塬為主。通水水文勘察發(fā)現(xiàn)：當?shù)氐牡叵滤Y源量約為3.7億m3,現(xiàn)有開采量約為7.8萬m3/d。此外，河流為季節(jié)性河流，年徑流量約為0.62億m3。但受制于河岸兩側(cè)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，尚存較大的用水缺額。

1.3　項目概況

項目將污水處理站處理的污水收集后，通過河道邊的再生水加壓泵站，將再生水傳輸至上游。項目主要包括中水泵站與輸水管網(wǎng)兩部分。其中，中水泵站定位于長期連續(xù)運行，也可以根據(jù)河道內(nèi)的實際水量情況進行短期間斷供水以達到合適的工程經(jīng)濟要求。輸水管網(wǎng)處理傳輸河道的補水外，后續(xù)還需向管網(wǎng)兩側(cè)的農(nóng)業(yè)用地進行補水。

2　泵站工藝設(shè)計

2.1　流量確定

項目考慮到遠期與近期相結(jié)合與補水功能,選擇設(shè)計該泵站最高用水量為210 m3/h。單泵可基本滿足河道補水需求，但考慮到后期農(nóng)業(yè)用水與污水處理水量的增大，故采用1用1備的方式，必要時可采用雙泵同時運行的模式。

2.2　揚程確定

水泵的進出水管道采用高密度聚乙烯管,管道外徑為300 mm。計算泵站出水口與上游排水口的高差為44.3 m。輸水管網(wǎng)的沿程損失為100.1 kPa,局部水頭損失以沿程水頭損失的30%計為30.3 kPa，因此水泵揚程總計為573.4 kPa。

2.3　水泵選擇

設(shè)計采用W Q2368-4165型單級離心泵，水泵為立式安裝，水泵單臺設(shè)計流量210 m3/h、揚程67 m、單機功率90 kW、總裝機功率180 kW。轉(zhuǎn)速1485 r/min，電機效率為94.2%。水泵性能曲線見圖1。

圖1　WQ2368-4165型單級離心泵性能曲線

2.4　泵房設(shè)計

泵房的總建筑面積約32 m2。泵房依據(jù)水泵尺寸設(shè)計為矩形。結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。泵房內(nèi)部分主要分為上下兩層。其中，上部平臺主要用于泵的安裝、吊裝與檢修；下部平臺為水泵的正常工作平臺。上下平臺之間設(shè)置有鋼格柵以方便水泵的吊裝和觀察泵在實際運行時的情況。上下平臺內(nèi)墻側(cè)還設(shè)置有鋼梯以方便人員同行檢修。再生水補水泵房平面與剖面設(shè)計見圖2和圖3。

圖2　再生水水泵站平面圖（單位：mm）

圖3　再生水水泵站剖面圖（單位：mm）

2.5　配套設(shè)施

泵站為自灌式進水。泵房內(nèi)部配有檢修照明燈10盞，電路另行搭接以確保檢修順利。泵房頂部安裝有1臺M D1-12D,N=1.7 kW型電葫蘆，可一次性完成單泵的吊裝任務(wù)。為防止泵站內(nèi)異味和為后續(xù)管理人員提供適宜居住環(huán)境，泵站內(nèi)安裝有強力換氣扇2個以確保室內(nèi)空氣品質(zhì)。泵站的變電設(shè)備為ZBF-125 kVA箱式變電站。水泵控制柜設(shè)在上部平臺以方便人員操控。

2.6　自動控制

水泵的運行方式采用全自動編程運行,泵的啟動按照中水處理與上游水位共同決定，泵站內(nèi)理論上不需要額外編制工作人員,值班和簡單的維修工作可由周邊農(nóng)業(yè)管理人員兼任。

2.7　引渠

在實際設(shè)計中由于泵站內(nèi)容量較小，故存在多余中水無法存放和利用的現(xiàn)象，為了避免上述現(xiàn)象的發(fā)生。在泵站前端設(shè)計了寬為3 m，深為3.4 m的矩形引渠連接再生水出水與泵站，從而起到可以為多余中水蓄水的作用。引渠為暗挖形式。

2.8　技術(shù)經(jīng)濟

建設(shè)期中水泵站總投資約為312萬元，主要包括土建費用與設(shè)備安裝調(diào)試費用。運行期總費用約為75萬。每方水的運行費用為0.5元。

3　工藝特點

3.1　占地面積

本項目的泵房為地下式，故占地面較小、能節(jié)約周邊的農(nóng)業(yè)用地。同時泵房的引渠也設(shè)置為地下式，其覆板上種植了相應(yīng)的綠化植被，可與周邊的景觀相融合。此外，地下式泵站還可以在很大程度上隔絕水泵的噪音與異味的擴散，減少對周邊環(huán)境與人類活動的影響。

3.2　引渠的利用與泄水

由于泵站的間隙運行方式具有一定的不確定性。故單獨設(shè)置較大的蓄水池不具有較好的工程經(jīng)濟性。因此采用地埋式引渠的方式來起到蓄水的作用。蓄水量可達700 m3左右，能有效儲存富余的中水，節(jié)約經(jīng)濟成本。

泵站的泄水為泵站側(cè)壁的泄水口與外部河道相連的方式，如再生水廠產(chǎn)水量多于補水量則直接向河道內(nèi)排放，不會影響污水處理廠站的正常運行。

3.3　運行效果

該項于2016年3月完成主體設(shè)計，4月完成設(shè)備安裝并進入運行階段。在運行期間，盡管中水供水的日變化系數(shù)較大，但泵站依舊能正常完成供水補水任務(wù)。由于采用了地下室設(shè)計，附近農(nóng)業(yè)場地并未受到噪音、異味的影響。進入夏季后，為了滿足管網(wǎng)周邊農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)需求遂于6月末采用雙泵同時運行模式，很好地兼顧了上游的農(nóng)業(yè)用水與河道補水。進入冬季后，隨著農(nóng)業(yè)生活用水的減少，恢復(fù)為單泵運行。

4　結(jié)語

本文以用于自然河道的再生水補水泵站設(shè)計為例，探討了水泵站的水泵選型、泵站平面與剖面設(shè)計。通過引渠連接再生水泵站與排出口的方式可彌補中水泵站自身出水量小的確定，為后續(xù)推廣提供一定的參考。

參考文獻：

山東省年內(nèi)實現(xiàn)村路網(wǎng)化全覆蓋

2018年，山東將全面推進“四好農(nóng)村路”建設(shè)，以打造山東“四好農(nóng)村路”品牌為目標，推進農(nóng)村公路建養(yǎng)管運協(xié)調(diào)發(fā)展，努力構(gòu)建“內(nèi)暢外聯(lián)、互連互通、結(jié)構(gòu)合理、功能完善”的農(nóng)村公路網(wǎng)絡(luò)。啟動開展農(nóng)村公路三年集中提檔升級專項行動，深入推進“四好農(nóng)村路”示范縣創(chuàng)建工作，扎實做好“四好農(nóng)村路”督導(dǎo)和考核。加快推進村村通客車，新增通客車建制村256個，年底實現(xiàn)具備條件的建制村全部通客車。

圍繞“四好農(nóng)村路”建設(shè)，山東開展了村級公路網(wǎng)化示范縣活動、交通精準扶貧行動、“戶戶通”活動等工作，夯實公路發(fā)展根基。目前，山東已形成政府主導(dǎo)、公司運營、物業(yè)管理和市場運作4種養(yǎng)護模式；推進運營“五個+”發(fā)展，即“農(nóng)村公路+客運”、“農(nóng)村公路+物流”、“農(nóng)村公路+美麗鄉(xiāng)村”、“農(nóng)村公路+旅游”、“農(nóng)村公路+產(chǎn)業(yè)”發(fā)展。

截至2017年年底，山東全年累計完成投資186億元，新改建農(nóng)村公路1.34萬km，農(nóng)村公路總里程達24.3萬km，建制村通瀝青（水泥）路率達99.99%，建制村通客車率達98.47%。全省物流縣級分撥中心達61個、鄉(xiāng)鎮(zhèn)物流站達701個。