水处理工程调节单元和提升泵房设计总结

水处理工程调节单元和提升泵房设计总结

摘要：调节池和提升泵房是水处理前后单元的纽带，设计不好会影响系统运行的稳定性。本文将归纳总结调节单元的设计要点、以及提升泵房设计注意事项。

关键词：水处理、调节池、提升泵房、设计

在水处理工程中经常会出现调节池、均质池、事故池、缓冲池、中间水池、清水池、回用水池等处理单元，这些单元虽然名称不同，但都起到调节作用，而且经常在这些单元后端会有提升泵房。调节池和提升泵房是前后处理单元的纽带，设计不好会影响系统运行的稳定性。本文将归纳总结调节单元的设计要点、以及提升泵房设计注意事项。

一、调节单元的作用与分类

调节单元在不同位置所叫的名称和起到的作用是有差别的。在处理工艺前端时，调节单元的名称为调节池、均质池、事故池，其作用是调节水质和水量，保证后续处理单元相对稳定的运行，防止对后续处理构筑物过高或过低负荷的冲击。在处理工艺的中间段时，调节单元叫缓冲池、中间水池，起到的作用是缓冲前后级提升泵流量的差值。在处理工艺的末端时，调节单元叫清水池、回用水池，其作用是调节储存系统产水量和用户用水量的变化。

二、调节池分类及池型选择

调节单元按照功能可分为水量调节池、水质调节池、水量水质调节池及分流储水池四种。调节单元按照所在工艺流程位置分为线内调节池和线外调节池。

水量调节池：调节来水水量的变化，需满足存储任意连续时段（进水—出水）最大富裕水量或（出水—进水）最大亏空水量，中间水池、缓冲池、清水池、回用水池均属于水量调节池，池型选择无特殊要求，宜选择开放容积式。

均质调节池：调节来水水质的变化，需满足不同时段的来水能够进行充分混合。池型可选择矩形平面对角线出调节池，同心圆调节池，折流调节池；也可选择开放容积式，通过机械搅拌、或者空气搅拌、或者水力搅拌实现均质。

水量水质调节池：既需要满足调节来水水量变化又需要调节来水水质的变化，因此池型宜选择开放容积式的，通过搅拌实现均质。

分流储水池：工业废水当出现超高浓度超大流量的事故来水时，需要设置分流储水池将其存储，在正常来水时段再通过泵排入系统勾兑处理，分流储水池即我们常说的事故池。池型宜选择开放容积式。

对于调节池一般后端都要接提升泵，且多数都选择调节池直接接提升泵吸水口。调节池内运行液位的变化直接影响提升泵的水量变化；同时池深的选择影响

占地面积的大小，因此调节池池深的选择至关重要。池深小，占地面积大，后续提升泵扬程变化小，提升水量变化小；池深大，占地面积小，后续提升泵扬程变化大，提升水量变化大，调节作用很可能因为水泵水量变化不能满足调节要求。水深大小需要考虑液位变化值占提升泵扬程的比例，以及水泵变化曲线因素，因此水深不要过深，调节池变化水位最好不要超过5米。

三、调节池主要设计参数

1、池深设计

对于调节池一般后端都要接提升泵，且多数都选择调节池直接接提升泵吸水口。调节池内运行液位的变化直接影响提升泵的水量变化；同时池深的选择影响占地面积的大小，因此调节池池深的选择至关重要。池深小，占地面积大，后续提升泵扬程变化小，提升水量变化小；池深大，占地面积小，后续提升泵扬程变化大，提升水量变化大，调节作用很可能因为水泵水量变化不能满足调节要求。水深大小需要考虑液位变化值占提升泵扬程的比例，以及水泵变化曲线因素，因此水深不要过深，调节池变化水位最好不要超过5米。

2、停留时间设计

停留时间的选取直接影响调节效果，进而影响后续运行的稳定性。一般调节池停留时间所占系统比例相对较大，即土建投资份额较大。因此停留时间选取需要重视。

正常停留时间的选择是根据实际水量变化曲线进行绘制累计流量曲线求得的，但由于一般建设单位无法提供实际的水量变化曲线资料，所以只能根据经验进行选取。通常生活污水处理工艺前端是否设置均质均量调节池是与处理规模和处理工艺有关。实际运行水量在10000m3/d以上的是可不设置均质均量调节池的；后续处理工艺抗冲击负荷能力强也是可以不设置均质均量调节池的；生活污水实际运行水量在10000m3/d以下的，若工艺需要设置调节池，可按照3~8h停留时间选取。

工业废水处理前端设计调节池停留时间应根据工业废水的排放状态和工业产品工艺进行确定。石化炼油工业废水规范建议调节池停留时间为16~24h，石油化工污水建议停留时间为24~48h，石油化工均质停留时间为8~24h，石化炼油应急储水池可按照8~12h设计。化学工业污水规范建议调节水量按照12~24h设计，均值按照8~12h设计，事故储水池按照8~12h设计。

水处理系统中段的缓冲池、中间水池设计停留时间一般为1~2h，设计时需要根据系统前后进出水水量的稳定程度进行核算选取。前端来水为泵提升时，需要根据前端泵吸水池变化液位确定进入的流量变化，后端泵出水流量根据设计缓冲池、中间水池变化液位大小进行确定。

水处理系统后段的回用水池、清水池设计停留时间一般根据用户用水量变化

曲线和水处理系统产水量变化进行设计。一般生活给水清水池设计停留时间为水厂最高日设计水量10%~20%确定，再生水回用水池有效容积不小于日供水量的10%。

水量调节池是抵消高峰和低谷的水量变化，均质调节池是通过延时让不同时段的水混合出流，因此均质池池内水位不变化均质效果好。水量调节池运行时池内液位接近设计最高液位不溢流、设计最低液位不断流，这种情况设计为最合理。

3、搅拌设计

为保证调节池内污水不沉积，因此需要对有沉积可能的调节池进行搅拌，搅拌方法有：

①水泵强制循环搅拌，简单易行，运行费用高，工程不宜采用，小型试验可以。

②空气搅拌：搅拌效果好，还可起到预曝气作用，运行费用也不少。一般穿孔管曝气量为2~3m3/（h·m管长)或5~6 m3/（h·m2池面积)。

③机械搅拌：搅拌效果好，运行费用也不少。搅拌功率2~8w/（m3池容）。搅拌机应设置低液位停止搅拌连锁仪表。

4、其他设计

调节池是否设置顶盖，需根据所容纳水的性质和外在环境进行确定，容纳水为污水，会释放臭气，需要设置顶盖避免臭气外溢。容纳水为洁净水，为防止污染，可以设置顶盖。

水量调节池应设置液位计，中控室随时能够看到液位变化，便于调整运行方案。

四、水处理系统提升泵房设置原则

水处理系统宜减少提升次数，以减少运行费用。系统内单体池体埋深过大，池体土建费用会增加很多；池体埋深过小，同样也会增加土建投资，同时运行操作检修不便。因此系统在减少提升次数的同时，避免出现一次提升扬程过高或过低。

五、水处理系统提升泵房设计注意事项

1、设计扬程

设计扬程=设计几何高差+管道沿程水头损失+管道局部水头损失+0.3~0.5米的安全水头。

设计几何高差：集水井常水位至后续处理单元常水位的几何高差（集水井常水位为最低液位与最高液位之间的液位）。

最低工作扬程为最小设计流量时需要的扬程，此时几何高差为集水池最高水位至后续单元最低水位之间的几何高差。最高工作扬程为最大设计流量时需要的扬程，此时几何高差为集水池最低水位至后续单元最高水位之间的几何高差。

选泵需要按照设计扬程进行选取，同时考虑最低工作扬程和最高工作扬程的工况。

管道局部水头损失：潜污泵入口应计入。

非自灌吸水要考虑水泵允许吸上真空高度。有些泵启动时是自灌的，运行时会出现非自灌吸水，这种情况也是应该考虑允许吸上真空高度的问题。

2、设计流量

城镇污水处理系统调节池前提升泵流量应按照最高日最高时流量进行设计。当截留式合流制时，设计流量=设计旱流污水平均日流量×（1+截留倍数）

处理系统来水经过前端调节池调节水量后，处理系统中间段的提升泵设计流量可按照系统最大处理能力的平均流量进行设计。

处理系统末端回用水泵和供水泵设计流量按照用户用水量要求进行设计，当用户端没有调节构筑物时，可按照最高日最高时用水流量进行设计泵流量。

3、设计泵房高度

房间净距=屋顶至吊车吊钩最高时的高度+起吊物捆绑钢丝绳的垂直长度+吊起物最大高度+吊起物与底部机组或者检修平台安全净距+吊起物最大高度+水泵基础高出室内地坪高度。

起重捆绑钢丝绳的垂直长度：对于电机为起重部件宽度的1.2倍，对于水泵为起重部件宽度的0.85倍。

吊起物与底部机组或者检修平台安全净距：吊起物跨过底部机组时安全净距为0.5m，吊起物与检修平台的安全净距为不小于0.2m。

水泵基础应高出室内地坪至少0.1m。