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(dāng)?shù)纳疃忍幚砗?，滿足一定的水質(zhì)指標(biāo)（《再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（SL368-2006））?？梢赃M(jìn)行諸如市政噴灑、景觀補(bǔ)水等有益使用的水。從環(huán)境保護(hù)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(jìn)水體的良性循環(huán)；從經(jīng)濟(jì)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(jì)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(bǔ)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(duì)河道進(jìn)行水量補(bǔ)充，還能借助水體的自凈能力進(jìn)一步凈化再生水的水質(zhì)，使其達(dá)到較高的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。故再生水泵站的設(shè)計(jì)成為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。目前，大部分的再生水泵站的設(shè)計(jì)通常以給水泵站作為藍(lán)本和參照。但實(shí)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(jì)方法成為亟待解決的問題。

1　工程概況

1.1　項(xiàng)目地點(diǎn)

項(xiàng)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(jìn)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(jì)認(rèn)為如能充分利用這部分再生水可實(shí)現(xiàn)良好的生態(tài)與經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。故在污水處理站后設(shè)計(jì)一個(gè)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(shí)現(xiàn)對(duì)上游水體的補(bǔ)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(bǔ)充。

表1　再生水出水水質(zhì)

1.2　水文地質(zhì)情況

項(xiàng)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(dāng)?shù)氐貏?shì)自北向南呈逐步降低趨勢(shì)，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(dāng)?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(dòng)，尚存較大的用水缺額。

1.3　項(xiàng)目概況

項(xiàng)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(xiàng)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(yùn)行，也可以根據(jù)河道內(nèi)的實(shí)際水量情況進(jìn)行短期間斷供水以達(dá)到合適的工程經(jīng)濟(jì)要求。輸水管網(wǎng)處理傳輸河道的補(bǔ)水外，后續(xù)還需向管網(wǎng)兩側(cè)的農(nóng)業(yè)用地進(jìn)行補(bǔ)水。

2　泵站工藝設(shè)計(jì)

2.1　流量確定

項(xiàng)目考慮到遠(yuǎn)期與近期相結(jié)合與補(bǔ)水功能,選擇設(shè)計(jì)該泵站最高用水量為210 m3/h。單泵可基本滿足河道補(bǔ)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(shí)可采用雙泵同時(shí)運(yùn)行的模式。

2.2　揚(yáng)程確定

水泵的進(jìn)出水管道采用高密度聚乙烯管,管道外徑為300 mm。計(jì)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(jì)為30.3 kPa，因此水泵揚(yáng)程總計(jì)為573.4 kPa。

2.3　水泵選擇

設(shè)計(jì)采用W Q2368-4165型單級(jí)離心泵，水泵為立式安裝，水泵單臺(tái)設(shè)計(jì)流量210 m3/h、揚(yáng)程67 m、單機(jī)功率90 kW、總裝機(jī)功率180 kW。轉(zhuǎn)速1485 r/min，電機(jī)效率為94.2%。水泵性能曲線見圖1。

圖1　WQ2368-4165型單級(jí)離心泵性能曲線

2.4　泵房設(shè)計(jì)

泵房的總建筑面積約32 m2。泵房依據(jù)水泵尺寸設(shè)計(jì)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(tái)主要用于泵的安裝、吊裝與檢修；下部平臺(tái)為水泵的正常工作平臺(tái)。上下平臺(tái)之間設(shè)置有鋼格柵以方便水泵的吊裝和觀察泵在實(shí)際運(yùn)行時(shí)的情況。上下平臺(tái)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(bǔ)水泵房平面與剖面設(shè)計(jì)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(jìn)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(tái)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(qiáng)力換氣扇2個(gè)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(tái)以方便人員操控。

2.6　自動(dòng)控制

水泵的運(yùn)行方式采用全自動(dòng)編程運(yùn)行,泵的啟動(dòng)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(shí)際設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)

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

3　工藝特點(diǎn)

3.1　占地面積

本項(xiàng)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(shí)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(kuò)散，減少對(duì)周邊環(huán)境與人類活動(dòng)的影響。

3.2　引渠的利用與泄水

由于泵站的間隙運(yùn)行方式具有一定的不確定性。故單獨(dú)設(shè)置較大的蓄水池不具有較好的工程經(jīng)濟(jì)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(dá)700 m3左右，能有效儲(chǔ)存富余的中水，節(jié)約經(jīng)濟(jì)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(bǔ)水量則直接向河道內(nèi)排放，不會(huì)影響污水處理廠站的正常運(yùn)行。

3.3　運(yùn)行效果

該項(xiàng)于2016年3月完成主體設(shè)計(jì)，4月完成設(shè)備安裝并進(jìn)入運(yùn)行階段。在運(yùn)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(bǔ)水任務(wù)。由于采用了地下室設(shè)計(jì)，附近農(nóng)業(yè)場地并未受到噪音、異味的影響。進(jìn)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(shí)運(yùn)行模式，很好地兼顧了上游的農(nóng)業(yè)用水與河道補(bǔ)水。進(jìn)入冬季后，隨著農(nóng)業(yè)生活用水的減少，恢復(fù)為單泵運(yùn)行。

4　結(jié)語

本文以用于自然河道的再生水補(bǔ)水泵站設(shè)計(jì)為例，探討了水泵站的水泵選型、泵站平面與剖面設(shè)計(jì)。通過引渠連接再生水泵站與排出口的方式可彌補(bǔ)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(xiàn)：

山東省年內(nèi)實(shí)現(xiàn)村路網(wǎng)化全覆蓋

2018年，山東將全面推進(jìn)“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(biāo)，推進(jìn)農(nóng)村公路建養(yǎng)管運(yùn)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(dòng)開展農(nóng)村公路三年集中提檔升級(jí)專項(xiàng)行動(dòng)，深入推進(jìn)“四好農(nóng)村路”示范縣創(chuàng)建工作，扎實(shí)做好“四好農(nóng)村路”督導(dǎo)和考核。加快推進(jìn)村村通客車，新增通客車建制村256個(gè)，年底實(shí)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(jí)公路網(wǎng)化示范縣活動(dòng)、交通精準(zhǔn)扶貧行動(dòng)、“戶戶通”活動(dòng)等工作，夯實(shí)公路發(fā)展根基。目前，山東已形成政府主導(dǎo)、公司運(yùn)營、物業(yè)管理和市場運(yùn)作4種養(yǎng)護(hù)模式；推進(jìn)運(yùn)營“五個(gè)+”發(fā)展，即“農(nóng)村公路+客運(yùn)”、“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(jì)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(dá)24.3萬km，建制村通瀝青（水泥）路率達(dá)99.99%，建制村通客車率達(dá)98.47%。全省物流縣級(jí)分撥中心達(dá)61個(gè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)物流站達(dá)701個(gè)。