污水泵站的設計及運行管理要點

周志陽

（浙江利歐環(huán)境科技有限公司，浙江 臺州 317500）

污水泵站的設計及運行管理要點

周志陽

（浙江利歐環(huán)境科技有限公司，浙江 臺州 317500）

作為城市的一項基礎建設設施，污水泵站在維系城市系統(tǒng)的正常運轉，以及環(huán)境污染的治理等方面發(fā)揮著關鍵性作用，系統(tǒng)的完善與否直接關乎經濟社會的健康高效發(fā)展進程。對此，本文以?？谑泄鹆盅蠼洕_發(fā)區(qū)一號污水泵站為例，探討在污水泵站的設計過程中的設計原則以及具體實施設計策略、日常運行管理要點等，以求進一步提升污水泵站的處理性能，對于具體的工程實踐具有一定的借鑒意義。

污水泵站；設計；運行管理

1.污水泵站情況概述

位于?？谑泄鹆盅箝_發(fā)區(qū)的一號污水泵站，在桂林洋區(qū)污水處理系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的輸送作用，隸屬于開發(fā)區(qū)污水處理廠工程。本工程于2011年投入運行，占地1200m2，污水泵站設計處理污水指標為350L/s，工程造價達784萬。該污水泵站的合理化設計使得其處理性能得到有效保障，堪稱現代化中小型泵站的設計典范，具有如下特點：首先，泵站的設計布局合理，前期的工程預算合理且能夠保障規(guī)范化施工；其次，泵站所涉及的控制系統(tǒng)及設備通過正常渠道采購性能優(yōu)良的產品，后期工藝設計流程高效科學；最后，該工程采取高效化、自動化運行管理系統(tǒng)，在減少工程管理成本的同時，極大地提升整個污水處理系統(tǒng)的應用性能。

2.設計原則

參考海口桂林洋經濟開發(fā)區(qū)1號污水泵站系統(tǒng)的設計，可知高效化污水泵站的設計主要從合理規(guī)模、科學布局選址以及高性能的材料等方面得以保障。

2.1合理確定規(guī)模

在污水泵站的設計初期，在明確所在地域污水處理廠配套管網的處理需求的基礎上，首先確定污水泵站的設計規(guī)模。桂林洋區(qū)的一號泵站的設計初期對于所在區(qū)域污水處理規(guī)模做了細致調研，后根據城市發(fā)展現狀及未來趨勢，有效地預估了后期很長一段時間內該泵站的處理需求，通過分期次施工，妥善解決了現階段以及未來該地域的污水輸送需求。因此，污水泵站規(guī)模的設計需綜合性考慮城市近、遠兩期的污水處理需求，充分評估系統(tǒng)的經濟性能，對于較大的工程可分期施工投產，保障泵站近、遠期污水處理性能。

2.2科學選擇地址與布局

作為一項重要的城市基礎服務設施，泵站的選址需依據城市市政管網的布局，結合當地城市規(guī)劃，確定有利于泵站設計工藝流程的選址布局。致力于使泵站的位置布局有利于發(fā)揮當地的環(huán)境效益，滿足城市的功能需求，盡量降低對于居民、環(huán)境的影響，同時也要充分衡量其運行經濟性，在布局的設計上應注重保障高效化的運行管理以及后期維護。

2.3選擇合適材料

考慮到污水具有腐蝕破壞性，因此在泵站設計中主要材料應側重于選用具有較強防腐性能以及質量優(yōu)良的材料，同時，在工程施工中也需對于所購材料進行腐蝕性實驗檢測，以保障污水泵站的正常處理性能。

3.具體實施設計策略

3.1泵站形式的選擇

鑒于泵站的規(guī)模與施工要求、配套管網的污水特性、地形及水文條件以及運行管理要求的差異，污水泵站的形式可分為干式與濕式兩類：從結構形式上看，濕式泵站布局較為簡化；從投資費用上看，濕式泵站造價也較低，而且濕式泵站對于惡劣環(huán)境條件下的應用性能較好，抗腐蝕性能強等特性也使得濕式泵站的應用逐漸普及。干式泵站突出優(yōu)勢是檢修及后期維護便捷，在實際工程設計中，依據設計要求，選取合理化泵房形式。

3.2水泵選型

作為污水泵站的關鍵輸送性設備，水泵的性能關乎整個污水泵站實際運行性能，在水泵的選擇上，以及泵站的形式、規(guī)模、輸水量、揚程等要求以及水質特性等合理選擇水泵形式，考慮到運行管理以及維護的便捷，宜配備同類型2～8臺水泵，同時根據泵站的實際運行需要配備一定數量的備用泵。由于污水泵大多采用并聯形式運行，因此對于所選水泵需進行并聯運行工況性能測試，分析運行曲線，測試并聯運行工況點是否滿足其高效運行區(qū)，使所選水泵類型得以保障泵站處理性能。

3.3格柵設計及運行

首先依據泵站污水處理要求選取合理化格柵，主要包括細型格柵（間距＜20mm）、粗型格柵（間距20mm）兩大類，通常污水處理廠所配泵站大多應用粗格柵形式。格柵運行時依據所處位置的水位高差，不斷調整其運行與中斷，因此設計過程中格柵兩邊需配備較高精度的液位計，當高差大于0.2m時自動啟動格柵排渣。

3.4通風設計

在實際運行中，由于泵房以及格柵內易生成污染性廢氣，需注重泵站內通風系統(tǒng)的設計以進一步降低對于運行管理人員以及環(huán)境的影響，一般自然通風應用比較多，同時亦可采用效率較高且維護便利的植物液除臭設計，運行經濟性較好。

3.5集水池設計

作為泵站重要儲水設備，集水池的設計應滿足泵站連續(xù)進水且水量變化較大的需求，設計中控制其容水量在滿足主要設備安裝需求的基礎之上，選定合適的容積以有效適應水量變化：在開停次數＜6次/h時控制其容積大于最大單體水泵5分鐘設計輸水體積，結合工程經濟指標要求，最終設計合適集水池。

3.6反沖洗管系統(tǒng)設計

為避免污水中腐蝕性雜質對于泵站以及管路使用壽命的影響，需對于泵站集水池位置配備反沖洗管系統(tǒng)。其工作原理為，利用布置于集水池中的管路，將污水通過水泵的輸送作用返回集水池，起到一定的沖洗作用，在設計過程中注重集水池中布管的均勻性，反沖洗管道管材較宜選用抗腐蝕型、抗老化材料。

3.7消防及防雷系統(tǒng)設計

消防及防雷系統(tǒng)的優(yōu)化設計對于提升污水泵站抗擊惡劣環(huán)境以及突發(fā)安全事故下能夠保障正常運轉的能力起著關鍵性作用，有利于系統(tǒng)的可靠性能提升。在工程設計階段，需針對當地環(huán)境條件特性，對于泵站內配電設備以及關鍵性泵房做相應的防雷設計，對于配電設備做接地處理，合理布局消防設施如滅火栓、消防卷簾等。

4.日常運行管理要點

4.1節(jié)能運行方案

在泵的特定的運行工況下，均對應特定的Q—η曲線，在不同的額定轉速下，其運行性能曲線均存在莫一段高效性能區(qū)，單臺泵以及兩臺泵并聯運轉時性能曲線以及不同運行工況下相對應的高效性能段如圖1、圖2所示。

系統(tǒng)的節(jié)能運行要求泵工作在高效性能段，因此，在單臺泵運行時，在啟動過程中，優(yōu)先設定其轉速位于額定轉速的0.6以降低啟動電流，通過計算可獲得該泵所在管路的運行性能曲線：He=△H+SQ2，繪制于坐標圖中，通過其與水流量的交匯點所對應的轉速nQe，查得該工況下系統(tǒng)效率ηQe，從而可對于該工況點是否處于高效區(qū)做出判斷；對于兩臺泵并聯運行的情況，首先是按前面所述運行策略將第一臺泵調整至高效區(qū)運行，考慮到實際運行時泵流量往往會小于來流水流量，引起池中液位上升直到達到與之并聯泵的啟動液位，首先按額定轉速的0.6啟動運行并聯泵，亦可計算得到該并聯泵的性能曲線，其與管路特性曲線的He=△H+SQ2的交匯點即為該工況下泵的穩(wěn)定運行點，其節(jié)能運行的控制主要控制其整體軸功率∑ωiPi在滿足所需流量條件下達到最小，通過對泵調速后其穩(wěn)定運行點為轉速n2下的穩(wěn)定運行點F，并聯泵運行情況下當轉速調節(jié)均能夠保障每臺泵都在高效區(qū)運行時則可由得到各泵最佳流量控制值。

4.2日常管理經驗

4.2.1考慮技術改造致力于運行效率提升

在現有運行條件下，回轉式機械格柵機的運行控制大部分又人為操作完成，不僅造成人力成本上升，同時對于控制精度也難以保證，因此，可考慮通過技術改造在現有格柵機基礎上配置雙控時間繼電器等措施對格柵機的啟停、保護、聯動實現自動化控制；同時，對于液位計的配置方面，尚存在宜受環(huán)境干擾引起數據讀取存在偏差的情況，可考慮配備超聲波液位顯示儀表，利用超聲波技術對于實時液位精準監(jiān)測。

4.2.2提升設備基礎管理水平

在泵站日常運行管理中，應注重對于設備管理體系的優(yōu)化完善，對泵站內相關關鍵性設備如泵、配電裝置、機械格柵、閥件等建立設備管理備案，根據應用條件分配各設備責任到人，對于設備的運行、維護做針對性監(jiān)測與備案；同時注重運行管理員工的技能培訓，使其對污水泵站運行系統(tǒng)有完整的了解，對于設備的運行監(jiān)測以及日常保養(yǎng)的操作要求應用于具體工作崗位，進一步提高設備運行管理水平，同時制定相關量化考核標準，結合對內、對外的技術交流與實踐，不斷提升業(yè)務技能。

［1］中華人民共和國水利部.泵站設計規(guī)范（GB50265-2010）/中華人民共和國國家標準［M］.北京：中國計劃出版社，2011.

［2］北京市政工程設計研究總院.給水排水設計手冊（第五冊城鎮(zhèn)排水）（第二版）［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

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