城镇污水设计中的一体化泵站应用

温展鸿

摘 要：泵站是能提供有一定压力和流量的液压动力和气压动力的装置，工程称泵和泵站工程，它是排灌、提升泵站的进水、出水、泵房等建筑物的总称。在实际的城镇污水设计当中，通常将泵站作为水体提升的工具。随着科技的发展，中国逐渐引入了一体化泵站，并且在城镇污水设计中得到广泛应用。

关键词：一体化泵站 城镇污水 设计 应用

一体化泵站在欧洲的应用历史比较悠久，但是中国是近年才引进一体化泵站作为污水提升设施的一个重要构筑物。和传统的泵站相比较，这种一体化泵站施工周期短、安装简单、对周围环境影响较小、成本相对较低，目前已经在我国的污水行业当中得到广泛的应用。接下来本文将主要就一体化泵站的概念、一体化泵站的应用实例以及在进行一体化泵站设计时要注意的要点等几个方面进行研究和探讨。

1.一体化泵站概念

一体化泵站是由顶盖、玻璃钢简体、潜水泵、服务平台、管道、电气控制、通风系统等部分组成为一体的一种设备，并在出厂前就进行预装和测试的泵站，它的功能就是用来将雨污水进行提升，以便进行后续的工艺流程。

2.一体化泵站的原理

一体化泵站通常设置在排水管网中途埋深较深需要将水体提升至较高的下游管网时或者排水管网的末端。排水管网进入一体化泵站时，首先经过粉碎型格栅将大颗粒型固体物进行切割，粒径变小后进入泵站集水池内，集水池内安装各种探测传感设备、水泵及管道等。随着水位的不断变化，使得压力传感器或者浮球反馈泵站的液位信息到控制系统，再由控制系统设定的运行参数调节水泵开关运行。当液位达到系统设定的开启水泵液位时，控制系统会控制水泵启动，这样污水便从泵站抽到市政污水管路出口；当污水水位低于系统设定液位时，系统会控制水泵停运。这样循环反复，使得一体化预制泵站顺利运行。

3.一体化泵站的应用实例

（1）一体化泵站的适用场合及其优缺点

在目前的建设当中，一体化泵站主要使用于市政工程、工业和其他单靠重力不能将废水排入污水处理设施等其他构筑物的地方。其中，城镇排水适用于污水泵站、雨水泵站、隧道泵站等中途泵站，市区中、小型无人操作的污水输送泵站等等。

一体化泵站在城镇污水处理设计中有着广泛的应用。相比于传统泵站，一体化泵站有许多优点：①节省安装成本。一体化泵站，顾名思义，它全部的部件都是在工厂内完成的，整个内部结构紧密，出厂后可直接用吊车进行吊装，然后对泵坑进行开挖并在施工现场浇筑混凝土基础即可，不像传统的泵站需要对施工现场进行大开挖之后才能进行浇筑安装，一体化泵站的这种安装方式使其相比于传统泵站在成本上减少了20%左右。②除了节省安装成本，一体化泵站还具有较高的智能化及自控能力。它还可以利用信息技术进行远程控制，这样一来，可以节省人力，也就是相关的工作人员不用在现场一直观察，只需要通过电脑或者是手机就可以直接了解现场泵站运行的相关参数，然后通过计算机就可以实现对泵站相关运行参数的修正。③具有应急措施，尤其是在控制柜发生故障时，它可以打开紧急运行开关来保证泵站的运行，同时还具有成套增压设备以便备用。④一体化泵站不仅安装简易，其施工周期较传统泵站的施工周期也短。只要完成基坑开挖、预制好泵站底板，1～2周即可完成整个泵站的安装。施工量小，安装工期短。而且整个一体化泵站结构紧凑，移动方便，水泵等主要设备可采用双导轨自动安装系统，工作人员可减少直接进出泵站筒体，除了它的简便之外，在一定程度上对泵站管理人员的人身安全也提供了一定的保障。⑤一体化泵站的使用寿命较长。在实际设计时，一体化泵站的筒体往往采用先进的、抗腐蚀的、具有较好机械强度的材质，这类材质的使用周期一般在50年左右。目前所使用的泵站主体结构大部分由纤维缠绕玻璃钢（GRP）制成，材质坚固、持久耐用。除此之外，一体化泵站的配套水泵还具有搅拌冲洗的功能，这些都在一定程度上延长了泵站的使用寿命，避免频繁更换泵站造成人力和物力的损失。⑥维修维护方便。传统泵站维修维护比较麻烦，一体化泵站具有较高的配置，其安全系数较高，维修维护简便。一体化泵站除了有这些优点，它还存在一些缺陷，比如城市污水管网的埋深较大时，受筒体材料刚度及筒体大小的影响，一体化泵站不可能无限度的加深，目前市场较成熟的直径3.8米筒体的最大深度为18米左右。当污水流量过大时相应地就要求泵站的有效容积也大，但是在实际工作过程中，常规尺寸的筒体内安装大流量的潜水泵是非常困难的。目前，我国常见的单筒一体化提升泵站的处理水量大概在40000m3/d左右。所以对于埋深大、流量大的泵站采用一体化泵站是比较困难的。

（2）应用实例

近几年，城市现代化的进程在不断加快，但是城镇污水的排放也在不断增加，过量的污水导致了地表水质的恶化，这就需要建设相应的污水配套管网提高污水收集率。由于城市化进程的速度加快，加上原有规划相对滞后，这种情况下，一体化泵站因为其占地面积小、施工周期短、控制系统先进、组件的配合程度高、渗漏及噪音控制好、投资小、对周边环境影响小等诸多优点使其在城镇污水设施中得到广泛应用。

在实际的城镇污水设计当中，可以将一体化泵站应用于污水管网中途提升、城镇低洼地带、桥涵积水段的排放提升、农业灌溉、城市居民小区内的污水排放等等。还可应用于各类分散型的污水收集系统。

以茂名某地的污水管网工程为例，由于整个城区的地势平缓，污水收集管网路线较长，管网埋深不断加大，受下游现状污水管网标高的限制，上下游污水管管底标高相差3米，为减少管网的施工难度及社会影响，需要设置相应的提升泵站。设计泵站的总规模为1500m3/h，压力出水管管径为DN600的不锈钢管，在污水经提升后排入下游的现状污水管网。在进行一体化泵站设计时采用直径为3.8m的玻璃钢筒体，深度为8.10m的一体化预制泵站，其主要的参数如下：流量Q为1500m3/h，单泵流量为750m3/h，泵功率N为37kw，扬程H为10.5m，效率β在82%以上。为了保证水泵站运行的可靠性和安全性，在泵站的进口处设置粉碎型格栅。本工程的配套系统还有水位控制系统、自动导轨装置、计量及报警系统、离子除臭装置等等，这样一来就可以对水泵的运行情况进行科学的控制，从而实现全自动运行。

4.进行一体化泵站设计时要注意的地方

在进行一体化泵站设计时要着重注意以下几个点：（1）一体化泵站的井筒直径最大不宜超过3.8m。（2）传统污水泵站的集水井容积应该大于流量最大的水泵在5分钟内的出水量，而单井筒内仅设置三台泵，其中一台为泵备用，当进水量大于污水泵站的最大规模时可设置多套井筒进行并联使用。（3）污水泵站的开启次数有一定的规定，一般来说，每小时内开启水泵的次数应该小于等于6次，但是目前随着科技的发展和技术的进步，在我国已经允许每小时泵站启动的次数到达10次左右，部分技术先进的水泵已经高达20次，这在一定程度上大大提高了一体化泵站的规模。

综上所述，一体化泵站作为城镇污水处理中不可缺少的一部分，它是污水处理系统中的一个巨大飞跃。相比于传统泵站占地面积大、成本费用高、工作环境恶劣等众多缺点，一体化泵站的优势十分明显，它的占地面积小、施工周期短、集成度高、安装方便、成本节约、自动化程度高、最终的效果好等等。所以，在现今的城镇污水系统中，一般用一体化泵站取代传统的泵站作为污水处理过程中的提升泵站。在对一体化泵站进行设计时要格外注意其设计要符合相关标准的要求，例如泵站水深、所设泵数、集水池容积等等，这样才能进一步扩大对一体化泵站的推广，使其在城镇污水处理中发挥应有的作用。

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