青岛城阳白沙湾污水泵站设计介绍

姚智文　刘　燕

(1．青岛市市政工程设计研究院有限责任公司，山东青岛　266101;　2．青岛致远环境工程有限公司，山东青岛　266071)



青岛城阳白沙湾污水泵站设计介绍

姚智文1刘燕2

(1．青岛市市政工程设计研究院有限责任公司，山东青岛266101;2．青岛致远环境工程有限公司，山东青岛266071)

摘要:简述了青岛城阳白沙湾污水泵站的选址原则，从泵站平面设计、工艺流程、规模、格栅间等方面，探讨了该污水泵站的设计方法，并介绍了污水泵站的附属设施，指出该泵站采用近远期结合的方式进行设计，达到了良好的节能效果。

关键词:污水泵站，污水处理，附属设施，基坑工程

白沙湾片区位于城阳污水处理厂南侧，用地性质以工业用地为主，白沙湾片区污水规模为2．13万t/d。目前，该片区内污水干管正在施工。由于污水干管埋深9 m，低于污水处理厂截污主干管标高，无法自流进入污水处理厂进行处理，在污水管道末端需设置污水泵站［1］对污水进行提升。

1　泵站选址

长江路污水主干管末端距离现状城阳污水处理厂约100 m，随着污水集中收集率不断提高，城阳污水处理厂污水处理能力已赶不上城市发展需求。亟需进行三期建设，三期处理规模为5万t/d，由于污水处理厂三期建成时间较晚(2015年)，而白沙湾片区已面临污水排放问题，因此污水泵站需先于污水处理厂三期建设。经与建设单位、运营部门沟通后，确定将污水泵站选址于污水处理厂三期用地范围内，近期泵站内污水经消能后进入城阳污水处理厂截污主干管，流入城阳污水处理厂进行处理。远期结合整个城阳区污水规划，白沙湾污水泵站将作为污水处理厂三期内的提升泵站对污水加以提升。该方案节约了土地资源，在满足使用功能的前提下，有效的结合近远期设计，获得规划部门的批准和好评［2］。

2　工艺设计

2．1总平面设计

污水处理厂三期用地呈南北走向，白沙湾污水泵站充分考虑近远期结合，选址于污水处理厂三期建设用地内东南角。泵站走向与污水处理厂三期一致，南侧为进水井，北侧为泵站主体及出水管道。泵站采用组合式矩形地下形式，材质运用考虑与周边污水处理厂风格一致。

2．2泵站工艺流程

泵站服务区域地势平坦，片区内雨污水已分流，从污水处理厂一期、二期运行情况看，污水中含砂量为0．015 L/m3，低于《室外排水设计规范》［3］污水含砂量标准，后续污水处理厂内设置有曝气沉砂池，同样可起到除砂的效果，为减少泵站投资及日常外运沉砂投入，于泵站进水井内根据工程需要设置抓砂斗。

泵站工艺流程确定为:进水管→进水井→格栅→集水池→出水管。

2．3泵站规模

污水泵站按照5万t/d的规模进行进水井、格栅、出水压力管等土建建设，按照2．13万t/d的规模进行设备选型，污水泵采用同一型号无堵塞潜水排污泵，每台水泵的流量为1 100 m3/h，扬程18 m，功率90 kW(近期一用一备，远期四用一备)，水泵采用自动耦合安装，采用液位控制启动。排空泵用于检修使用，每台水泵的流量为470 m3/h，扬程16 m，功率18 kW(近期一台，远期四台)。

2．4泵站内平面布置

地上1层平面主要为变配电室、发电机室、值班室及主要设备层上方廊道。地上2层平面主要为休息室和更衣室，作为泵站管理人员的生活区。地下1层平面主要为设备间、除臭设备间、仓库。管理人员利用钢制楼梯从地面1层廊道下至地下1层。地下2层为泵坑层。泵站平面及剖面图见图1，图2。

图1　泵站平面图

2．5泵站进水井、进水管

通过进水井可以改变不利的进水方向，应保证进水平稳，避免滞流涡流。同时，进水井设置手电两用进水阀门(速闭闸)，用以截断进水，为机组的安装检修、集水池的清池挖泥提供方便。根据工程需要，为方便后期抓砂斗的安装，确定进水井为矩形，净尺寸为4 m×4 m。污水处理厂三期使用前，该泵站主要服务白沙湾片区，因此进水管为白沙湾片区截污主干管;污水处理厂三期

图2　泵站剖面图

2．6泵站格栅间

设两个格栅，一用一备交替使用，过栅流速取v=0．9 m/s，栅条间隙b=20 mm，安装倾角α=75°。采用机械格栅除污机(高链式细格栅除污机，安装角度75°，功率1．1 kW)，无轴螺旋输送机(=300 mm输送能力2 m3/h，N=1．5 kW)。栅渣由机械格栅除污机清理至无轴螺旋输送机压实脱水后，栅渣外运［4］。

2．7泵站集水井、出水管

集水池容积要满足水工布置、安装水泵的要求，而且在及时将来水抽走的基础上，既要避免水泵启闭过于频繁，又要减小池容，以降低运行和施工费用，减轻杂物的沉积和腐化。本次泵站设计集水井平面尺寸为10．1 m×13．7 m，结构形式采用钢筋混凝土。污水处理厂三期使用前，污水提升进入消能井后接入污水处理厂现状截污主干管，将污水输送至处理单元，集中排往污水处理厂二期进行处理;污水处理厂三期使用后，将近期出水压力管及消能井废除，根据污水处理厂三期位置重新敷设出水压力管。

3　附属设施

1)通风除臭。在污染空间内安装风管，通过风机的正压和负压将污染气体排出，导入新鲜的空气，以达到通风换气的作用。泵站设一套机械送、排风系统，其中机械送风风量为8 000 m3/h，机械排风风量为6 000 m3/h。在污染空间内安装风管，将污染气体通过风管收集到离子外排处理箱内，分解反应后的气体通过烟囱排出室外，泵站设一套排风系统，针对泵站－2层工艺处理部分产生的臭气进行处理，按换气次数10次/h计算，除臭量8 000 m3/h。

2)自动控制。泵房集水池内超声波液位计，增加浮球开关组合使用，增加静压式液位计控制停泵水位和报警水位;格栅前后超声波液位差计在PLC中设置时钟，添加适时启动功能，作为补充。按工艺设计要求对水泵实现自动控制。泵站设备各项运行状态经PLC通过光缆送至污水处理厂控制中心，进行集中监控，控制中心可远程控制泵站各设备运行。

3)反冲洗设备。污水中含有杂质，往往会沉积在集水坑内，时间长了，腐化发臭，甚至填堵水坑，影响泵的正常吸水。为了松动集水坑内的沉渣，于坑内设置压力冲洗管。在压力管道上接出一根直径为200 mm的支管伸入坑内，定期将沉渣冲起，由水泵抽走。

4)毒气检测。依据CJJ 68—2007城镇排水管渠与泵站维护技术规范、CJJ 60—2011城镇排水管道安全技术规程中的要求，“对可能含有有毒气体或可燃气体的深井、管道、构筑物等设施、设备进行维护、维修操作前，必须在现场对有毒气体进行检测，不得在超标环境下操作。所有参与操作的人员必须佩带防护装置，直接操作者必须在可靠的监护下进行”。因此，在日常维护管理中，需要配备气体检测仪1台和背负式空气呼吸机1台，以保证泵站值班人员进入作业场所的安全。

4　基坑工程

泵站主体结构为地下工程，总平面尺寸约27．8 m×14．5 m，深约13．5 m，由此带来了深基坑的设计施工问题。基坑工程直接关系到建构筑物的施工安全，涉及岩土工程、结构工程、施工技术、环境工程等诸多因素，因此必须考虑结构形式、工程地质和水文地质条件、降排水条件、周边环境、施工季节、施工技术等因素，通过技术经济比较后得到合理的开挖支护方案。

采用胸径1 m的旋喷桩止水，间距70 cm。边坡按1∶1．2放坡，采用复合土钉墙加固。土钉采用Φ16钢筋(Ⅲ级)，混凝土半径15 cm，布置间距2 m。土钉外挂12钢筋网，间距20 cm，混凝土厚度10 cm。

5　本工程特点

1)泵站建设采用近远期结合的形式，满足污水排放要求，节省工程投资。2)泵站风格与污水处理厂一致，与周边建筑融为一体，节约用地。3)泵站工艺简洁，与污水处理厂工艺有序结合，降低运营管理成本。4)采用超声波液位差计及浮球开关联合对水位进行控制，可切实提高水泵的自控准确度。

6　结语

泵站工程概算为1 480万元，目前泵站主体已基本施工完毕，正处于设备调试阶段。泵站设计是综合性工程设计，经过精心设计、多方协调，在满足使用功能的前提下，充分考虑土地、投资成本，将泵站与后续工艺有机结合，可实现城市建设综合效益最大化。该工程的建设对同类污水处理厂扩建设计和建设有一定的借鉴。

参考文献:

［1］ 刘竹溪．水泵及水泵站［M］．北京:中国水利水电出版社，2006．

［2］吴雪军，刘庄泉，杨就意．南昌市艾溪湖地下式污水泵站设计［J］．中国给水排水，2010，26(8):59-61．

［3］GB 50014—2006，室外排水设计规范(2009年版)［S］．

［4］北京市市政工程设计研究总院．给水排水设计手册(第5 册:城镇排水)［M］．第2版．北京:中国建筑工业出版社，2004．

·道路·铁路·

中图分类号X703．1

文献标识码:A

文章编号:1009-6825(2016)17-0128-02

收稿日期:2016-04-07

作者简介:姚智文(1982-)，男，工程师;刘燕(1983-)，女，工程师使用后，白沙湾污水泵站作为污水处理厂三期提升泵站使用。污水进水统一考虑。

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