污水处理厂一体化预制泵站的应用

污水处理厂一体化预制泵站的应用

传统污水厂废水提升泵站采用钢筋混凝土结构，设备供应商与土建承包商相互独立，使设备的相互匹配度不高，在土建设计时必须为安装预留出足够的空间，往往导致传统混凝土结构“大而深”，其泵站内部空间利用率不高，浪费空间，也大大浪费了人力物力。

本文介绍的一体化预制泵站，是污水处理厂废水提升装置，具有集成度高、体积小、安装隐蔽、施工周期短、故障率低、便于维护等特点，是传统混凝土结构泵站的理想替代品，此外先进的智能控制系统，可使泵站实现无人值守、远程操作管理，具有广泛的使用前景。

一、一体化预制泵站概述

1.1 泵站结构与安装

一体化预制泵站主体由耐腐蚀的高强度玻璃钢筒体、专用水泵、截污设备、检修平台、管道、阀门、液位传感器、控制或智能远程化控制系统设备、废气检测、废气处理和通风设备等部件组成(见图1)。泵站筒体底部通过CFD分析，形成特殊设计的智能化底部，采用底部防沉积技术，只允许少量的污水停留在泵坑，当泵再次启动时，泵坑附近的大流速可以达到自清洁的效果，减少了人工清淤。

一体化预制泵站筒体内的主要装置在工厂整体组装完成后运至现场，现场首先将筒体安装于基础上，其次安装筒体内水泵等附属设备，然后进行配电箱安装及设备配管、配电，最后按设计要求将设备调试合格后交验。

1.2 泵站优缺点

(1)优点：一体化预制泵站具有集成度高，一般采用全地埋式安装，占地面积及空间利用率较传统混凝土泵站高。因其整体预制式安装，施工效率等方面得到了极大地提升，投资成本相对应可得到较大的节省，另外一体化预制泵站具备高智能的控制系统，无需专人值守，运营效率得到业界的肯定。

(2)缺点：一体化预制泵站也存在一定局限性，由于泵站有效容积较小，可能筒体深度超过常规混凝土泵站，因此在污水处理规模大、重要性高的泵站应用较少。

二、—体化预制泵站在污水处理厂的应用

2.1 工程概况

某污水处理厂项目设计规模为10万m3/d，分2万m3/d和8万m3/d两个阶段实施，本项目为2万m3/d阶段进水提升泵房采用一体化预制泵站，其进水流量设计为2万m3/d，全埋地式安装，筒体为玻璃纤维缠绕增强热固性树脂耐腐蚀立式贮罐，内径为3800mm，高度为11250mm，筒体壁厚25mm，筒体质量为10t，内设耦合式潜水泵3台，Q=621m3/h，H=15.5m，N=45kW。

2.2 施工技术要点

2.2.1 筒体安装

筒体安装施工一体化是泵站施工的一项关键工作。筒体安装过程常见的主要问题是：由于筒体长度高、重量重，重心并不在设备中间，水平与垂直运输时容易失稳，可能出现吊装事故；筒体就位后垂直度不符合要求，管道接口存在应力，造成筒体玻璃钢法兰口破裂、污水外泄等；筒体灌浆密实度不足，抗浮要求达不到设计要求。以上问题也是筒体安装施工中的关键控制点。

一体化预制泵站筒体安装由两台吊车协同作业，第一步是将筒体由卧式吊为立式状态，两个吊钩同步水平吊起，将筒体水平吊离地面10cm，确保吊点合理、设备平稳，将筒体底侧保持一定高度悬空，筒盖侧持续升高至筒体接近垂直，整个底平面同时着地。最后将筒体吊至设备基础上方(见图2)，就位完成后，拧紧地脚螺栓。从筒体灌浆孔内注入C30细石混凝土，直至筒体底部填满，筒体周围仍需浇筑混凝土，高度不低于50cm。

泵站筒体进口端安装前检查管口和密封圈是否清理干净，接口处设置单球橡胶软连接以弥补不均匀沉降，法兰节保证密封严实，软连接未受应力，对称均匀紧固。

2.2.2 基坑回填

一体化预制泵站基于设备的特殊性和场地的局限性，基坑普遍具有极窄、极深的特点，因此基坑回填的密实度是质量把控的关键点。在工程实践中有多个项目曾出现过因基坑回填土沉降，而导致一体化预制泵站出水法兰口破裂现象；所以一体化预制泵站周围管道、电气连接件在回填过程中成品破坏的安全需要重点关注，避免因为回填作业造成管路、电缆损坏，修复成本高。

2.2.3 泵站配电柜安装

一体化预制泵站是高集成的自动化装置，配电柜一般采用户外防雨型，箱体一般采用304不锈钢材质，在污水厂及各种露天环境均具有良好的应用效果，具有抗腐蚀能力高、安全便捷。一体化预制泵站预留有通讯接口，可实现就地、远程协同控制。主要安装要点：

(1)配电柜安装前完成柜体焊接制作、防腐、基础放线及基础槽钢的调平。柜体基础材料一般采用10#槽钢。基础接地焊接扁钢与槽钢的搭接面积应不小于扁钢宽度的2倍。基础槽钢安装见图3。

(2)将配电柜搬运至基础槽钢上方，与基础槽钢之间采用镀锌螺栓连接且防松零件齐全，配电柜安装垂直度允许偏差为5%。(见图4)。

(3)配电柜配线前进行遥测电缆绝缘，绝缘电阻合格，电缆终端头固定牢固，芯线与接线装置压接牢固，连接紧密，相序正确，绝缘包扎严密。

2.2.4 水泵安装及泵站配管

一体化预制泵站运行流量大、水质较差、扬程低，所以水泵一般采用自耦式潜水泵。一体化预制泵站由工厂整体加工预制，筒体内已配备出水管座、自耦底座、不锈钢导轨及提升吊链，由于长距离运输，水泵需要单独现场安装，水泵安装见图5。

耦合式潜水泵安装质量关键控制点在于泵体法兰面与出水管座是否紧密贴合、中心线一致，潜水泵与导杆上下滑动自由。

一体化泵站出口预留玻璃钢法兰，筒体外接污水管道，由于出口管道位于基坑内，因此管道一般需要设置橡胶软接头、管道支架，以防止管道因回填土沉降导致筒体预留口受应力损坏。

三、—体化预制泵站调试试验

泵站安装完成后，调试阶段的内容涉及水泵试运转、PLC控制柜联动、液位联动控制系统、变频器调试等，以实现水泵的手动启停、自动启停、远程启停、交替运转等功能，依次进行空载调试、带负载调试，最终保证满足设计运行要求。

设备调试阶段质量控制要点：

(1)筒体内是否清理干净，避免出现杂物堵塞水泵等现象;

(2)配电柜的电器检查工作完成，确保电源稳定;

(3)进出口的阀门完全开启，杜绝出现憋泵、缺水现象;

(4)浮球放置于液位管内，不能受其他物件影响，保证浮球液位计准确显示筒体内液位。

四、结语

工程实践证明，污水处理厂一体化预制栗站集成度高、环境适应性强、安装效率高、全埋地式安装，极大地缩小了土地占有率，对于用地资源紧张的污水厂处理厂项目有良好的应用效果。一体化预制泵站特别适用于改扩建污水处理厂、中心城区污水处理厂提标改造工程，可有效降低建设成本及施工成本，满足了业主对工期、质量、安全要求，也大大节省了人工