中低壓供水技術在污水排放中的應用

王一民

內蒙古赤峰市三座店水庫管理局 內蒙古 赤峰 024000

1 基本情況

該排水工程位于赤峰市松山區西部大夫營子鄉政府所在地，每年馬鈴薯加工生產產生的含蛋白的水約3萬m3，由于公司地方條件限制排水困難致使水中蛋白經過長時間存放發酵腐爛，給當地空氣環境造成了很大污染，需提蛋白水至顧家營村西山實施肥水還田以解決污染問題，排水管線長，抽水地點距排水最高點落差在300m以內，壓力水頭未達到高壓，需進行中低壓排水設計。

2 外業測量及總體布置

淀粉廠配比池至顧家營西山最高點實測距離1990米，垂直落差294.7米,管路涉及跨河1處,跨公路1處。

排水工程規劃布置：在該公司院東配比池南側建泵房一座，安裝多級離心泵2臺（一主一備），恒壓變頻給水裝置一套（能切換主、備泵），真空泵2臺（解決每次啟動人工注水問題），鋪設鋼管管路1990米、PVC主管道4475m、支管路9332m。一路從爆氣池南面的池子配液下污水泵一臺鋪設68m的PVC輸水管路入配比池，另一路從公司院內東北角的原有井內配潛水泵鋪設90m的PVC輸水管路入配比池配清水。兩路水在配比池配好后通過泵房的多級離心泵提水上山入地。

該管道鋪設樁號從0+000至0+820地勢起伏不平采取挖溝埋置防凍深度以下，0+820至1+990地面數木多且均為上坡采取明鋪。山上PVC輸水管路全部埋在凍層深度以下，設計過公路一處采取頂管技術。

3 水力計算、參數確定、設備選型

3.1 排水系統流量確定

參考《內蒙古飲水工程設計手冊》，以往土豆加工時間及綜合排水量，確定供水系統流量Q=50m3/h。

3.2 吸程參數

由于配比池在地面，池內水深在0.5～1.8m之間,所以地面建井房放多級離心泵能充分滿足允許吸上真空高度的要求。

3.3 水泵吸程管直徑確定

參考《河南一泵泵業有限公司水泵選型表》，Q=50m3/h，吸程管直徑為80mm。

3.4 輸水管直徑及種類確定

(1）壓力分區

配比池樁號定位0+000，由外業測量計算表可確定:

（2）輸水管種類確定

0+000-0+820在范圍確定使用壁厚6mm高壓無縫鋼管

0+820-1+780壓力在范圍確定使用壁厚5.5mm高壓無縫鋼管

1+780-1+990應使用PE管，但由于巖石裸露需明鋪并考慮到風化影響此段采用壁厚5.0mm普通焊管。

（3）輸水管直徑確定

Q=50m3/h

根據經驗公式：D=（4Q/πV）0.5 (取經濟流速v=1.5m/s)

D=108.6mm

取D=108mm

經試算當取0+000-0+820段用D=133mm，0+820-1+990段用D=108mm楊程可明顯降低。

3.5 管路損失計算

根據經驗公式：

總管路損失：

3.6 水泵揚程計算

3.7 水泵選型

參考《河南一泵泵業有限公司水泵選型表》選取：多級離心泵DF46-50×9

配套電機Y315S-4，功率110kW

3.8 真空泵選型（實現啟動時自動注水）

SZ-0.5水環真空泵

3.9 變頻控制器選型

根據以上條件，變頻器功率應控制在122～132kW之間。

以偉創牌變頻器為例，通過查找選型表確定正確選型為：AC70-T3-110G/132P。

4 施工方案設計

4.1 管道土方開挖

0+000-0+820段為無縫鋼管管道，該處地處陡坡同時考慮到焊接工人工作面的要求，設計確定管道開挖斷面為：下底寬不低于1m，深2m，開挖邊坡1：0.5。

0+820-1+990段為下部樹木多，上部巖石裸露不適合挖管道溝采取明鋪并。

4.2 管道土方回填

由于地處陡坡為防止雨水沖刷、水土流失、不均勻沉陷等影響，在管道土方回填時應分層夯實進行回填，每層厚度不大于0.6米。

4.3 管道連接

對0-1+990段高壓無縫鋼管連接，除控制井處與閘閥、逆止閥采取法蘭連接外其余均采用焊接連接。

焊接采用高壓管道焊接技術，焊條采用特種高壓焊條，焊接時應先銼口，亞弧打底，清一變渣，焊接一變，再清渣，再焊接一變，若壁厚為7mm的鋼管焊口厚度不低于9mm。

法蘭連接應采用強度不低于40kg/cm2的法蘭盤和連接螺栓進行連接，在連接之前應到有資質的實驗室進行打壓實驗，打壓成功然后再進行施工連接。

鋼管在連接前應當實施除銹、進行防腐處理，焊口連接完成后焊口應當再進行防腐處理。

5 結構布置

5.1 管道負壓、水錘壓力防破壞結構設計

該管路系統線路較長，坡度大，在水泵停止運行時返回水流的速度變化很快，很容易在局部某些部位產生真空（即造成負壓）解決負壓的設計方案為在山上控制井及山下泵房處設置自動進氣排氣閥會避免負壓的產生。

由于管路系統線路較長，坡度大，落差大在水泵停止運行時返回水流的速度變化很快，瞬間水錘壓力大，會造成水泵損壞，為此在泵房附近控制井內及0+875兩處設置5英寸及4英寸5.0MPa鑄鋼逆止閥各1個。

6 結語

工程已按設計施工并運行，通過近一年運行結果看取得很好的效果，該設計結果可以運用于類似工程設計。