近年來,杭州市許多污水泵站采用了此種粉碎型格柵除污機(jī),并將泵站建設(shè)成地埋式污水泵站。在這些泵站中,有小型的完全無人值守地埋式泵站(Q=4000—8000m3/d),如楊公堤上的丁家山泵站、臥龍泵站、花港泵站和茶博泵站,也有大中型地埋式有人值守污水泵站,如濱江污水泵站(Q=16.3×104m3/d),當(dāng)然最多的還是花園式的有人值守污水泵站,即提升泵房采用地埋式,同時(shí)管理用房和變配電間布置在地面上,如紫金庭園污水泵站(Q=1881m3/d)、北景園污水泵站(Q=1.6×l04m3/d)、巨州路污水泵站等均采用此種方式。由于運(yùn)用了粉碎型格柵除污機(jī),設(shè)計(jì)人員就可以根據(jù)泵站的規(guī)模、所在位置、規(guī)劃用地大小來設(shè)計(jì)污水泵站的形式。
1、小型污水泵站
由于小型污水泵站(Q≤8000 m3/d)_般服務(wù)區(qū)域較小,流量也較小,故從節(jié)約工程造價(jià)的角度出發(fā),僅設(shè)置1臺破碎機(jī),同時(shí)為了避免破碎機(jī)故障時(shí)影響泵站運(yùn)行,在破碎機(jī)后再設(shè)置一道人工格柵,在破碎機(jī)故障修理時(shí)臨時(shí)阻擋雜物,保護(hù)水泵。
若小型地埋式污水泵站處于風(fēng)景名勝區(qū),則完全可采用無人值守,在樞紐監(jiān)控泵站操作即可(如杭州市楊公堤工程中的4個(gè)污水泵站),若用地允許,也可建設(shè)管理用房。
小型地埋式污水泵站選用破碎機(jī)時(shí),必須認(rèn)真調(diào)查管道接人情況,若部分管道為合流式管道,則在雨季時(shí)會出現(xiàn)流量突然增大的情況,由于小型破碎機(jī)一般不帶能過水的轉(zhuǎn)鼓,若不采取相應(yīng)措施,會發(fā)生污水溢流的現(xiàn)象。目前,可采取的措施有采用帶轉(zhuǎn)鼓的破碎機(jī)(設(shè)備投資增加10萬元左右),或者設(shè)置旁通閘門至泵室,閘門后同樣設(shè)置不銹鋼人工格柵,雨季時(shí)開閘過水。
2、大中型污水泵站
2.1格柵過水流量的確定
由于大中型污水泵站(8 000 m3/d≤Q≤20×104 m3/d)服務(wù)區(qū)域相對較大且流量較大,一旦發(fā)生事故造成的影響也較大,一般設(shè)置為2個(gè)單元,即必須安裝2臺破碎機(jī),確保1臺破碎機(jī)在檢修的情況下另1臺破碎機(jī)能夠通水運(yùn)行。有的管理單位希望單臺破碎機(jī)的過水流量為整個(gè)污水泵站的最大設(shè)計(jì)流量Qmax,這樣平時(shí)可以采用l用l備的運(yùn)行方式,實(shí)際上這種配備方式雖然保證率高,但并不經(jīng)濟(jì)。根據(jù)目前一些采用破碎機(jī)的泵站的經(jīng)驗(yàn),破碎機(jī)發(fā)生的主要故障為電路故障,一般檢修時(shí)間<2 h,即使是更換整副刀具,所需時(shí)間也小于8h,所以萬一發(fā)生故障,可關(guān)閉故障破碎機(jī)電源(由于較大流量的破碎機(jī)均附帶能過水的轉(zhuǎn)鼓,即使關(guān)閉此臺破碎機(jī)電源,也能通過一定流量),將檢修期安排在兩個(gè)高峰流量中間,這樣另1臺破碎機(jī)能通過Qav。即可。所以,在確定破碎機(jī)過水流量時(shí),可比較Qmax和1/2Qmax兩者的大小,取大值。當(dāng)然,由于大中型泵站流量較大,Kz均小于2O,所以一般都是Qmax>1/2Q max。
2.2不同形式的地埋式泵站
目前的地埋式泵站可以分為兩種形式,一種是泵房為地埋式,管理用房仍位于地面以上的不完全地埋式泵站;另一種是泵房和管理用房等均位于地下的完全地埋式泵站。
①不完全地埋式泵站
管理用房在地面上,泵房在地下的泵站,由于泵房部分可以全部埋入地下,并且在其上部可種植草皮或根系不發(fā)達(dá)的樹,在不增加泵站占地面積的情況下卻增大了泵站的綠化面積,大大改善了泵站的環(huán)境。不僅如此,這種泵站因?yàn)榉鬯樾透駯艡C(jī)的設(shè)置,避免了臭氣從傳統(tǒng)格柵上方開放孔口逸出,使泵站的除臭設(shè)計(jì)變得更加簡單。如目前正在施工中的杭州北景園污水泵站、浦沿泵站都是這樣的形式。
②完全地埋式泵站
當(dāng)然,隨著城市的發(fā)展,對環(huán)境的要求越來越高,一些城市中心地帶的泵站被要求完全埋入地下,或與建筑物的地下室合建在一起,如濱江污水泵站由于處于城市CBD核心區(qū)塊,整個(gè)泵站建沒于地下,在泵站上方則建設(shè)了立體式花園,而杭大路泵站(Qmax=8.5×l04m3/d)、玄壇弄污水泵站(Q =12×104 m3/d)都與開發(fā)的建筑物地下室合建在一起,集約化利用了土地。由于這種類型的泵站所有設(shè)施(包括配電間、值班室)都在地下,一旦出現(xiàn)停電、設(shè)備故障等突發(fā)情況,就會出現(xiàn)上游污水流滿泵房工作場地的危險(xiǎn),對設(shè)備和工作人員的安全造成威脅。經(jīng)研究,解決泵房的受淹進(jìn)水問題可采用能快速截流的閥體,迅速切斷進(jìn)水,這時(shí)該閥體將起到相當(dāng)關(guān)鍵的作用。在選擇閥體時(shí),關(guān)閉時(shí)間是一個(gè)非常重要的參數(shù),一般根據(jù)設(shè)備樣本上的關(guān)閉時(shí)間乘以1.2~1.5的安全系數(shù)作為設(shè)計(jì)關(guān)閉時(shí)間,用設(shè)計(jì)關(guān)閉時(shí)間乘以泵房的最大設(shè)計(jì)秒流量,作為泵房最高報(bào)警水位至地下一層平臺所需要的最小預(yù)留空間(即泵房允許進(jìn)水的最大值),用所需預(yù)留空間除以地下一層平臺標(biāo)高和最高報(bào)警水位標(biāo)高的差值,得出污水泵房的面積,該面積的大小再和泵房內(nèi)設(shè)備安裝所需要的面積相比較,取大者即可。
目前可供選擇的閥體有兩種,一是彈性座封偏心旋塞閥,二是刀閘閥。
彈性座封偏心旋塞閥采用雙偏心設(shè)計(jì),低摩擦開啟和關(guān)閉,確保零泄漏,V型組合密封圈,可在不卸下操作機(jī)的情況下更換密封圈,采用直通流道、圓柱形閥體設(shè)計(jì),雜質(zhì)不容易沉積。彈性座封偏心旋塞閥上配備的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配有開關(guān)和信號系統(tǒng),可滿足現(xiàn)場手動(dòng)、遠(yuǎn)距離集中控制以及計(jì)算機(jī)程控的要求。但彈性座封偏心旋塞閥啟動(dòng)的瞬間要求有很大的驅(qū)動(dòng)力,對電流的要求很高,因此對于流量較大的泵站不宜采用。
刀閘閥采用全圓形的通道設(shè)計(jì),刀板底端加工成刀刃,光潔度高,保證了良好的密封性。該閥體能有效地防止沉淀物逐漸堆積,對于污水的快速截流特別適用。閥體上配備的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配有開關(guān)和信號系統(tǒng),也可滿足現(xiàn)場手動(dòng)、遠(yuǎn)距離集中控制計(jì)算機(jī)程控要求。
不管彈性座封偏心旋塞閥還是刀閘閥都應(yīng)和備用電源EPS相連接,保證在完全停電的狀況下閥體仍能關(guān)閉,使泵房主體不被淹沒。
3、設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)
①根據(jù)潛污泵的流道大小合理選擇粉碎型格柵除污機(jī)的柵條間距。目前作為污水提升用的水泵主要為無堵塞潛污泵,但其流道對可通過顆粒物的粒徑有一定要求,小型潛污泵能通過的雜質(zhì)粒徑較小,大型潛污泵能通過的雜質(zhì)粒徑較大,因此對于格柵機(jī)柵條間距的選擇很重要。對于不同的破碎機(jī)形式,柵距要求也不一樣,對于過水格柵為轉(zhuǎn)動(dòng)式的破碎機(jī),小型泵前可選擇6 mm的間距,中型泵前可選擇8~ 10 mm的間距,這樣可以保證粉碎后的雜質(zhì)能順利提升;但對于過水格柵為固定式而在其內(nèi)設(shè)有回轉(zhuǎn)耙撥動(dòng)固體物至破碎絞刀處的破碎機(jī)而言,格柵間距就不需要那么細(xì),可適當(dāng)放大。
②選用的粉碎型格柵除污機(jī)的電機(jī)應(yīng)為潛水型電機(jī)。污水水位變化較大,有可能水會漫過除污機(jī)的頂部,如果采用常規(guī)電機(jī),電機(jī)會浸水導(dǎo)電甚至燒毀,所以宜采用潛水型電機(jī)。
③粉碎型格柵除污機(jī)的柵前、柵后水位較普通的格柵除污機(jī)大,由于雜質(zhì)的處理需要一定時(shí)間,雜質(zhì)會在柵前聚集,影響過水,柵前、柵后水位落差較大。但水頭差不能過大,一般控制在2~3 kPa左右,過大的水頭差不僅會加大泵房深度,也降低了粉碎型格柵除污機(jī)抗沖擊流量的能力。
④可在粉碎型格柵除污機(jī)后部加一道人工格柵。目前粉碎型格柵除污機(jī)的應(yīng)用技術(shù)還不完全成熟,考慮到檢修時(shí)需要吊裝,人工格柵可起到臨時(shí)攔污的作用。
⑤設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)污水的性質(zhì)選擇合適的破碎機(jī)產(chǎn)品。例如,對含油量高的污水必須采用有回轉(zhuǎn)耙的粉碎型格柵,圓桶狀的格柵一般沒有去堵塞功能,一旦堵塞(油污),過水量減少,粉碎機(jī)上游的水位會上升。
4、結(jié)語
杭州市各種規(guī)模的地埋式污水泵站的成功應(yīng)用表明,只要設(shè)計(jì)合理,粉碎型格柵完全能適應(yīng)泵站的運(yùn)行,且破碎機(jī)的故障率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)格柵;采用破碎機(jī)后從感觀和嗅覺兩個(gè)方面大大改善了泵站的衛(wèi)生條件,也使管理人員從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來,使新型、環(huán)境友好型的污水泵站成為現(xiàn)實(shí)。