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【摘 要】 介绍了预制泵站的基本特点，与传统污水提升泵站相比的优势所在，着重分析了预制泵站集水池有效容积的计算方法。文中还例举了预制泵站的应用实例及其发展前景。
【关键词】 预制泵站；传统型泵站；集水池；有效容积
引言
预制泵站又称一体化泵站，技术源于欧美发达国家，受市场接受态势影响，目前在国内发展势头良好，尤其是“五水共治”——治污水，排涝水项目的实施，预制泵站以其占地小，施工方便等优势被普遍采用。
1.预制泵站简介
预制泵站为交钥匙工程，泵站主体由玻璃钢井筒、潜水泵、提升链、管道、阀门、液位传感器、控制系统和通风系统等部件组成。与传统式污水提升泵站相比，预制污水泵站有着其独有的优势。
①占地面积小预制污水泵站采用自耦立式湿式安装，水泵间和进水井集成在同一个井筒内，集水池有效容积较小（下节着重分析），故占地面积小，相比传统污水泵站更加节约土地使用面积。
②自控程度高预制泵站配套先进的自动控制系统，泵站配套的所有设备出现故障都能立即报警并停机，可现场控制、中央集成控制和远程控制泵站运行。自动控制系统同时具有溢流监测功能，配套溢流管，当遇到停电等突发时间时泵站可通过溢流管排入预设的水体，并立即报警。通过内置移动通信模块，直接向泵站管理人员发送运行故障信息，实现真正的无人值守。相比传统污水泵站需要配备一个专门的现场管理人员，实现了人员的合理化配置。
③对周围环境影响小预制泵站埋于地下，露出地面的形状犹如一个普通的污水检查井。泵站具有独特的自清洁泵坑底部设计，可以达到自清洁的效果，免除了人工清淤，不会散发臭气，对周围环境影响小。
④施工简单，施工周期短预制好的一体化设备便于运输吊装，只要完成基坑开挖、预制好泵站底板，1周内即可完成安装。施工量小，安装工期短。而传统混凝土泵站为钢筋混凝土结构，泵站底板、池壁、顶板分步施工，浇注和养护需要2-3个月工期。且现场施工相比产品工厂化生产精度差。
2.预制泵站集水池有效容积计算分析
众所周知，泵站的大小与集水池的大小有着重要关系，前面提及预制泵站池体较传统泵站泵池要小很多，一方面是因为预制泵站将水泵间与进水间集中在一个池体中，另一方面是因为预制泵站的集水池有效容积比传统泵站小。
污水泵站按其在排水系统中的作用，可分为中途泵站（或叫区域泵站）和终点泵站（又叫总泵站）。中途泵站通常是为了避免排水干管埋设太深而设置的，终点泵站就是将整个城镇的污水或工业企业的污水抽送到污水处理厂或将处理后的污水进行农田灌溉或直接排入水体。故对于中途泵站而言，集水池没有必要承担调节污水流量的作用，泵站的设计流量由最高日最高时的污水流量决定。又因污水量是不均匀排放的，流量小时，水泵处于间歇工作状态，那么集水池的容积大小就受水泵所允许的每小时启停次数影响。下面以单台泵为例，计算集水池有效容积。
Vmin——集水池最小有效容积，启泵液位与停泵液位之间的容积
Tp——水泵运行时间
Ts——水泵停止运行时间
Tmin——水泵最小运行周期，Tmin=Tp+Ts
Qin——泵站进水流量
Qp——水泵抽排流量
水泵最小运行周期Tmin由每小时水泵启动次数n决定，Tmin=1/n，而
推导得出…………⑴
当进水量Qin=0时，水泵无限停止；当进水量Qin=Qp抽排水量时，水泵无限工作。实际运行中，泵站进水量Qin是时刻变化的，水泵启动次数n和水泵抽水量Qp可基本认为是定值，令推得Qp=2Qin，代入
⑴式，求得该推导公式与《给水排水设计手册》第五册中推算的有效容积的基本公式是一致的。
预制泵站在计算集水池有效容积时，水泵的启停次数一般按每小时10次至15次计（预制泵站采用的水泵为进口泵，性能更加可靠，且自动控制系统完善）。假设泵站最大时流量为300m?/h，预制泵站井筒直径为3米。则按每小时启停10次计，Vmin=7.5m?，有效水深
根据《室外排水设计规范》5.3.1条“污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5min的出水量。如水泵机组为自动控制时，每小时开动水泵不得超过6次”。传统污水泵站设计时集水池有效容积计算是按水泵5min出水量计算的，那么Vmin=25m?。当水泵由管理员手动开启时，每小时启动次数不超过3次，则Vmin=25m?，与集水池有效容积按水泵5min出水量计算结果一致；若水泵机组为自动控制，每小时启动次数不超过6次，则Vmin=12.5m?。
3.应用举例
富阳市场口新区塘东畈污水干管项目中，因污水管道管径较大，埋深较深，项目所在区域地质较差，管道大开挖施工或顶管施工成本和难度均较大，故考虑设置污水中途提升泵站。泵站设计规模为1.2万吨每天，最高时污水量为780m?/h，进水管管径为DN800，管内底标高3.29m，泵站所在位置地面标高约10.50m。设计将预制泵站与传统型污水泵站进行比较。
方案一：采用预制泵站形式考虑近、远期污水量的变化，本设计选用4台潜污泵，3用1备，单台泵流量Q=260m?/h，扬程H=10m，功率P=15KW。预制泵站井筒直径为4m，井筒内设置两台粉碎性格栅，泵池前设置闸门井一座。泵站总体布置如下图：
预制泵站占地面积110㎡，除箱变设置在地面以上，其他设备均设置在地面以下。
方案二：采用传统型泵站形式
设计选用3台潜污泵，2用1备，单台泵流量Q=390m?/h，扬程H=10m，功率P=30KW。进水井、格栅间、泵池合建，尺寸11.9m×7m，出水阀门井尺寸7m×3m，管理用房尺寸7.64m×12.16m。传统型泵站占地面积600㎡。
经上述泵站布局的比较，预制泵站占地显著减少，对周围环境影响较小。
综合比较，此项目采用预制泵站更加有优势。
4.发展空间
预制泵站玻璃钢井筒尺寸一般不超过4m×12m，受该尺寸影响，预制泵站适用于中小型污水中途提升泵站，一般日污水量小于2万吨。但在工业污水提升泵站设计中，因工业污水排水量比较均匀，预制泵站可提升更高级别的污水量。现有实例为富阳市江南新区新建成的一座工业污水中途提升泵站，日污水量为9万吨，采用的是预制泵站。该项目设计了两座4米直径的泵坑，中间连通管接通，两座泵坑内设置了4台潜污泵，3用1備，目前运行状况良好。
现今，预制泵站在雨水提升中也有了一定的应用。“五水共治”项目实施以来，对于一些老小区因地势较低，雨水较难排除现象，应用预制雨水泵站抽升低洼积水，施工方便，效果显著。当然，随着技术的改进及推广，预制泵站在提升雨水方面会有更大的发展空间。
5.结语
近几年，预制泵站的应用越来越广，全国各地预制泵站厂家也越来越多，但是相关的行业标准和设计依据却较少，这势必导致一些市场乱像和恶性竞争，相关部门应该尽快建立健全相关规范及标准，规范市场，使其良性发展，并有更大的改进空间。
参考文献：
[1]《给水排水设计手册》第五册[M]。北京：中国建筑工业出版社，2004.02
[2]GB50014-2006《室外排水设计规范》[S]
【关键词】 预制泵站；传统型泵站；集水池；有效容积
引言
预制泵站又称一体化泵站，技术源于欧美发达国家，受市场接受态势影响，目前在国内发展势头良好，尤其是“五水共治”——治污水，排涝水项目的实施，预制泵站以其占地小，施工方便等优势被普遍采用。
1.预制泵站简介
预制泵站为交钥匙工程，泵站主体由玻璃钢井筒、潜水泵、提升链、管道、阀门、液位传感器、控制系统和通风系统等部件组成。与传统式污水提升泵站相比，预制污水泵站有着其独有的优势。
①占地面积小预制污水泵站采用自耦立式湿式安装，水泵间和进水井集成在同一个井筒内，集水池有效容积较小（下节着重分析），故占地面积小，相比传统污水泵站更加节约土地使用面积。
②自控程度高预制泵站配套先进的自动控制系统，泵站配套的所有设备出现故障都能立即报警并停机，可现场控制、中央集成控制和远程控制泵站运行。自动控制系统同时具有溢流监测功能，配套溢流管，当遇到停电等突发时间时泵站可通过溢流管排入预设的水体，并立即报警。通过内置移动通信模块，直接向泵站管理人员发送运行故障信息，实现真正的无人值守。相比传统污水泵站需要配备一个专门的现场管理人员，实现了人员的合理化配置。
③对周围环境影响小预制泵站埋于地下，露出地面的形状犹如一个普通的污水检查井。泵站具有独特的自清洁泵坑底部设计，可以达到自清洁的效果，免除了人工清淤，不会散发臭气，对周围环境影响小。
④施工简单，施工周期短预制好的一体化设备便于运输吊装，只要完成基坑开挖、预制好泵站底板，1周内即可完成安装。施工量小，安装工期短。而传统混凝土泵站为钢筋混凝土结构，泵站底板、池壁、顶板分步施工，浇注和养护需要2-3个月工期。且现场施工相比产品工厂化生产精度差。
2.预制泵站集水池有效容积计算分析
众所周知，泵站的大小与集水池的大小有着重要关系，前面提及预制泵站池体较传统泵站泵池要小很多，一方面是因为预制泵站将水泵间与进水间集中在一个池体中，另一方面是因为预制泵站的集水池有效容积比传统泵站小。
污水泵站按其在排水系统中的作用，可分为中途泵站（或叫区域泵站）和终点泵站（又叫总泵站）。中途泵站通常是为了避免排水干管埋设太深而设置的，终点泵站就是将整个城镇的污水或工业企业的污水抽送到污水处理厂或将处理后的污水进行农田灌溉或直接排入水体。故对于中途泵站而言，集水池没有必要承担调节污水流量的作用，泵站的设计流量由最高日最高时的污水流量决定。又因污水量是不均匀排放的，流量小时，水泵处于间歇工作状态，那么集水池的容积大小就受水泵所允许的每小时启停次数影响。下面以单台泵为例，计算集水池有效容积。
Vmin——集水池最小有效容积，启泵液位与停泵液位之间的容积
Tp——水泵运行时间
Ts——水泵停止运行时间
Tmin——水泵最小运行周期，Tmin=Tp+Ts
Qin——泵站进水流量
Qp——水泵抽排流量
水泵最小运行周期Tmin由每小时水泵启动次数n决定，Tmin=1/n，而
推导得出…………⑴
当进水量Qin=0时，水泵无限停止；当进水量Qin=Qp抽排水量时，水泵无限工作。实际运行中，泵站进水量Qin是时刻变化的，水泵启动次数n和水泵抽水量Qp可基本认为是定值，令推得Qp=2Qin，代入
⑴式，求得该推导公式与《给水排水设计手册》第五册中推算的有效容积的基本公式是一致的。
预制泵站在计算集水池有效容积时，水泵的启停次数一般按每小时10次至15次计（预制泵站采用的水泵为进口泵，性能更加可靠，且自动控制系统完善）。假设泵站最大时流量为300m?/h，预制泵站井筒直径为3米。则按每小时启停10次计，Vmin=7.5m?，有效水深
根据《室外排水设计规范》5.3.1条“污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5min的出水量。如水泵机组为自动控制时，每小时开动水泵不得超过6次”。传统污水泵站设计时集水池有效容积计算是按水泵5min出水量计算的，那么Vmin=25m?。当水泵由管理员手动开启时，每小时启动次数不超过3次，则Vmin=25m?，与集水池有效容积按水泵5min出水量计算结果一致；若水泵机组为自动控制，每小时启动次数不超过6次，则Vmin=12.5m?。
3.应用举例
富阳市场口新区塘东畈污水干管项目中，因污水管道管径较大，埋深较深，项目所在区域地质较差，管道大开挖施工或顶管施工成本和难度均较大，故考虑设置污水中途提升泵站。泵站设计规模为1.2万吨每天，最高时污水量为780m?/h，进水管管径为DN800，管内底标高3.29m，泵站所在位置地面标高约10.50m。设计将预制泵站与传统型污水泵站进行比较。
方案一：采用预制泵站形式考虑近、远期污水量的变化，本设计选用4台潜污泵，3用1备，单台泵流量Q=260m?/h，扬程H=10m，功率P=15KW。预制泵站井筒直径为4m，井筒内设置两台粉碎性格栅，泵池前设置闸门井一座。泵站总体布置如下图：
预制泵站占地面积110㎡，除箱变设置在地面以上，其他设备均设置在地面以下。
方案二：采用传统型泵站形式
设计选用3台潜污泵，2用1备，单台泵流量Q=390m?/h，扬程H=10m，功率P=30KW。进水井、格栅间、泵池合建，尺寸11.9m×7m，出水阀门井尺寸7m×3m，管理用房尺寸7.64m×12.16m。传统型泵站占地面积600㎡。
经上述泵站布局的比较，预制泵站占地显著减少，对周围环境影响较小。
综合比较，此项目采用预制泵站更加有优势。
4.发展空间
预制泵站玻璃钢井筒尺寸一般不超过4m×12m，受该尺寸影响，预制泵站适用于中小型污水中途提升泵站，一般日污水量小于2万吨。但在工业污水提升泵站设计中，因工业污水排水量比较均匀，预制泵站可提升更高级别的污水量。现有实例为富阳市江南新区新建成的一座工业污水中途提升泵站，日污水量为9万吨，采用的是预制泵站。该项目设计了两座4米直径的泵坑，中间连通管接通，两座泵坑内设置了4台潜污泵，3用1備，目前运行状况良好。
现今，预制泵站在雨水提升中也有了一定的应用。“五水共治”项目实施以来，对于一些老小区因地势较低，雨水较难排除现象，应用预制雨水泵站抽升低洼积水，施工方便，效果显著。当然，随着技术的改进及推广，预制泵站在提升雨水方面会有更大的发展空间。
5.结语
近几年，预制泵站的应用越来越广，全国各地预制泵站厂家也越来越多，但是相关的行业标准和设计依据却较少，这势必导致一些市场乱像和恶性竞争，相关部门应该尽快建立健全相关规范及标准，规范市场，使其良性发展，并有更大的改进空间。
参考文献：
[1]《给水排水设计手册》第五册[M]。北京：中国建筑工业出版社，2004.02
[2]GB50014-2006《室外排水设计规范》[S]