邵 斌
（唐山中浩化工有限公司，河北，唐山）
【摘 要】沿海滩涂地区排水系统中泥沙含量较高，这就要求在排水系统中要采取有效治理泥沙的措施。从厂区的整体布局考虑，由排水泵站的选址到管道系统布置提出能够有效治理排水系统中泥沙淤积的措施，同时有利于管道施工，节省成本投入，易于维护。
【关键词】排水泵站；沉砂池；管道；检查井
一、前言
排水泵站是在排水管道系统中根据需要设置的废水提升泵站。化工企业中的排水泵站用于将厂区内的地面雨水、生产生活污水进行汇集后排入指定的地点。
以国内某大型化工厂排水系统为例，该工厂所在地属沿海滩涂地区。厂区内建有独立的排水系统，设有排水泵站。排水泵站主要由泵房和集水池组成，泵房中设置由水泵和动力设备组成的机组。动力设备包括电动机和燃油机，设有配电柜。泵房顶部设起重设备，供安装和检修时起吊机组之用。集水池分为雨水集水池和污水集水池，池中设置机械及人工清除垃圾的格栅，拦挡粗大的和容易截住的悬浮物，以防水泵阻塞。集水池有一定的储水容积以利水泵的启动。
排水系统投用后出现管道及集水池内泥沙淤积现象，严重影响了排水设备的正常使用，也给正常的生产活动造成了一定的影响。
二、排水系统现状
1、泵站选址
厂区现有地面建筑分布在一个长方形区域内，该长方形区域南北长、东西窄。南北最长距离约1150米，东西最长距离约580米，排水泵站位于该区域南北向中轴线的最北部。
2、管道系统分布
雨水主管道沿长方形厂区的东西两侧由南向北敷设接入排水泵站雨水集水池，厂区中间雨水支管道根据需要向东西两侧主管道敷设，形成雨水排水管网。雨水管道每隔一定距离设置雨水检查井（图1（a）），转弯处、有支管道汇入的交叉点、管径或坡度改变处、跌水处、设置雨水检查井，雨水管道最大直径2000毫米。
图1 检查井、沉泥井示意图
污水主管道沿长方形厂区一侧由南向北敷设接入排水泵站污水集水池，厂区中间污水支管道根据需要向主管道敷设，形成污水排水管网。根据需要在污水管道沿途设置一定数量的化粪池，检查井的设置与雨水系统相同，污水管道直径200毫米。
三、泵站选址的重要性
雨水管道及污水管道均属于重力流管道，即雨水和污水是在重力的作用下沿具有一定坡度的管道自然流向排水泵站。如上所述，排水泵站位于厂区南北向中轴线的最北部，这样的选址必然造成雨污水主管道敷设距离太长，管道埋深太深。以雨水管道为例：按照0.15%的坡度计算，雨水管道1150米管道高差为1.725米，考虑管道覆土深度及管道直径，排水泵站的雨水入水口管底距地面的距离将达到4.825米。而按照实际敷设的雨水管道，在排水泵站的雨水入水口管底距地面的距离达到了5.765米。另外，在管道敷设时还要考虑垫层厚度做防沉降处理等，因此实际开挖深度要大于5.765米。
如果考虑将排水泵站设置在长方形厂区东西向中轴线上，让厂区的雨污水管道由四周向中间敷设，可以有效缩短排水主管道的敷设长度（图2），同时也会相应减小最大管道直径，提升管道标高，大大减少施工时的土方开挖（图3）。另外，在沿海滩涂地带地下水位较高，土壤以沙质土为主，施工时需要提前降水以减少开挖土方时的难度。重新选址后还可以大大减少施工时的降水费用。
图3 管道埋深不同，开挖土方量也不同
排水泵站设置在厂区靠近中心的位置，不但能减少施工时的一次性成本投入，还能够节省后续的维护费用。管道越深，后续维护越困难，维护成本越高。泥沙淤积是排水管道常见的问题，雨水会将地面的泥沙土石等裹挟进雨水管道，在水流较缓或管道交叉处的死角区等区域沉降下来，日积月累将会堵塞管道。泥沙土石等进入排水泵站，还会造成管道、叶轮等的磨损，降低排水泵的使用寿命。如果在进入泵站集水池后发生沉降，就有堵塞排水泵的可能。管道越深，排水泵站集水池也会相应越深，管道和集水池内的泥沙清淤工作将会更加困难。因此，管道越浅，后续的维护费用也会相应减少，维护工作也将更加高效。
四、管道系统优化
管道在化工企业中就像人体的血管一样发挥着重要作用，排水管道是管道系统的重要组成部分。现有的排水系统仅设置了检查井，致使泥沙更加容易在管道内淤积，也使泥沙可以直接进入泵站集水池造成淤积，威胁排水泵的安全工作，严重时可能影响厂区的排水形成内涝。
在排水管道上每隔大约3个检查井设置一座沉泥井（图1（b）），将进入管道系统的泥沙进行分段沉降，避免大量泥沙在管道中的淤积，根据沉泥井内的泥沙情况定期清理沉泥井。同时在泵站集水池前设置沉砂池，让进入管道系统的泥沙碎石等先经过沉砂池的沉淀，再溢流进入集水池。经过沉泥井及沉砂池的阻拦，可以有效减少排水管道中的杂物对排水泵叶轮及管道的磨损。在泵站运行过程中可以根据沉砂池内的泥沙淤积情况，定期清理泥沙。
当排水泵站选址较偏僻，必须长距离敷设排水管道时可考虑设置溢流井（图4）用于人为抬高管道标高，此时溢流井内必须设置沉泥槽否则容易造成上游管道淤堵，此外还应充分考虑排水区域内的水质条件等因素，在化工企业中溢流井还可以在一定程度上起到水封井的作用。
图4 溢流井示意图
五、小结
厂区的整体规划是一项系统工程，各装置区区位划分合理则可以有效利用资源，减少能源消耗，从而降低工程总投入，实现节能减排。在沿海地区化工企业中排水泵站在厂区内的位置选取的是否合适是一项非常重要的工作。排水泵站应优先考虑设在厂区靠近中间的位置，沿海滩涂地区的地质特点是土质松软，泥沙多，地下水位高。泵站位置选择合适，则管道材料成本，施工成本，施工难度，后期维护成本都将可以得到有效降低。另外，管道系统中应采取合适的阻拦泥沙的措施，如管道沿途设置一定数量的沉泥井、排水泵站集水池前设置沉砂池等，这些措施可以有效的防止管道系统在使用过程中出现泥沙淤积现象，对化工企业安全生产至关重要。
参考文献：
[1]02S515 排水检查井图集.
[2]GB 50014-2006（2014年版） 室外排水设计规范.
论文作者:邵斌
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年11月供稿
论文发表时间:2016/1/28
标签：管道论文; 泵站论文; 泥沙论文; 雨水论文; 厂区论文; 污水论文; 集水论文; 《工程建设标准化》2015年11月供稿论文;