提高污水泵运行效率的探讨

【摘要】：对城市中小型污水泵站进行科学合理的设计及其经济优化运行，一直是城市管理中亟待破解的难题之一。本文根据泵站的设计特点和运行管理中的一些具体经验作法，为其他中小型污水泵站的设计和运行管理提供借鉴。

【关键词】：污水泵；运行效率；运行管理

中图分类号： U464.138+.1 文献标识码： A 文章编号：

引言

中小型污水泵站作为城市重要的工程措施，其在防洪、排涝和抗旱减灾，以及工农业用水、城乡居民生活排水和环境保护等方面均发挥着重要的作用。泵站具有见效快、长效性等优点，但是泵站同样存在着投资大、运行耗能、设备维护和更新费用高等问题。因此，对泵站科学合理的设计及其经济优化运行对提高其运行效率显得尤为重要。

一、泵站管理现状

污水泵站担负着城市污水提升的主要任务，这些泵站负责收集各个片区的污水，经过格栅机将其中杂物捞出后逐级排向下一级泵站，最终排放至污水处理厂的污水处理系统。由于污水泵站覆盖范围广，地理位置非常分散，现在大多数的泵站使用人工24小时值守运行，管理及运行成本较高，由人工记录泵站的运行数据，并根据相关数据来人工控制格栅、闸门、污水泵、雨水泵的启动和关闭。

随着城市化进程的不断提高，生活污水的排水量越来越多，而城市的各级污水泵站存在数多、距离远等问题，这样的方法存在效率低下、安全性差、成本高等缺点，已经远远不能满足城市发展的要求，污水泵站控制系统的自动化和智能化必将成为发展趋势，泵站的优化设计尤为必要。

二、泵站设计基本原则

泵站设计必须从实际情况出发，结合污水的腐蚀性、流量、输送的压力等因素，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的污水泵站。

1、规模、站址的确定

根据远近期污水处理量的大小，确定污水泵站的设计规模。根据整个市政管网的情况和具体地形条件，结合工艺设计流程特点，选择合适的泵站位置。泵站布局时既要考虑流程合理、管理方便、经济实用，还要考虑建筑造型、厂区绿化与周围环境相协调等因素，并尽量减少对周边环境的影响。

2、设备主材的选用

由于污水中污杂物含量多，腐蚀性强，所以泵站水下设备及主材应选用适合污水性质且耐腐蚀的产品。

三、泵站工艺流程

污水泵站内主要工艺设备有启闭机、格栅机、潜水泵、电动阀，主要检测工艺信号有集水池液位、出水总管压力及综合电量参数等。

启闭机连接，当启闭机开启时，进水管内的污水通过重力自流进入集水池，当该启闭机关闭时，进水管内的污水与集水池不连通。在启闭机后是格栅机，格栅机的主要功能是过滤从集水池进入出水池的污水，将漂浮在污水上的杂物从污水中捞起，防止大体积的杂物进入出水池堵塞水泵。水泵是整个泵站的核心设备，将污水提升输送到下一级泵站。电动阀安装在每台水泵的出水管上，当对应的水泵运行时，该阀开启，污水从出水池输送到下一级泵站去；当对应的水泵停止时，该阀需要关闭，防止出水管内的水倒流进入出水池。为提高操作的方便性，污水运行的有效性，同时有效地防止水锤的产生，在出水阀的前面需设置缓闭止回阀。

四、提高污水泵的运行效率

1、节能运行的途径

水泵作为市政排水泵站中最为耗能的设备，因此如何合理使用是节能的关键。

（1）、生产中随时调整进水闸门的开启度，尽量让来水量与出水量相接近，满足每台运行的潜水泵都处在高效区工作。这样在可以节省能耗的同时，也延长了水泵的使用寿命。

（2）、尽量满足潜水泵在允许的高水位下运行，这样就有效地缩短了提升扬程，增加了水泵出水量，达到节能目的。

（3）、在总来水量变化较大的时间段，采取大小水泵合理配置的方式运行。如果水量大，可运行大泵，如果水量小，运行小泵；亦可根据具体变化，采取大泵和小泵并联运行。大小泵配置的运行方式，不但调节灵活，而且经济性好，安全可靠性亦大为提高。另外一种途径通过变频器来控制污水泵的运行，调节污水的流量，使污水泵缓开缓闭，从而有效提高污水泵的使用寿命，通过变频器来控制污水泵还能起到节能的目的。

（4）、加强维修，及时修复叶轮汽蚀及合理的泄漏间隙。当发现潜水泵叶轮汽蚀严重或口环磨损后的泄漏间隙已超过规定值时，应进行更换或修理。根据经验及实测数据确定口环半径间隙为口环外径的2.5%-3.5%，叶轮的汽蚀磨损采用高分子修补材料进行修补，这样对提高水泵的效率非常有效。

2、有关技改及措施

针对工艺及设备存在的问题，组织技术力量进行技术改造，取得了良好效果，具体措施如下：

（1）、在进水闸门井内安装一台超声波液位仪，并与PLC相连接，这样就可以全天侯监控进水闸门井中的水位和总来水量的情况，为闸门开启和水泵运行提供依据。

（2）、购置一台便携式有害气体监测仪，用于检测泵房有害气体浓度情况，保障值班操作人员安全与健康。

（3）、低压配电柜的元器件在工作时产生的热量会使低压配电内的环境温度长期过高，容易造成电器元件及接头因过热而老化加快及故障频发。为解决此问题，我们在配电柜顶部空余空间安装了一台排风扇，这样就可以在其工作时强排柜内热量，大大改善了配电柜内的工作环境温度，确保了电气元器件的正常工作状态，并有效延长其使用寿命。

3、强化控制系统要求

对污水泵站实现自动化监控，该控制系统的核心是一套PLC系统，其易维护、操作方便、运行稳定可靠的特点，可直观地进行系统的检测和维护，对于一些简单的维护、检测等，可以直接在操作界面上完成。

PLC的数字量输入模块采集污水泵和雨水泵的运行工况。主要的监控内容有：通过对格栅机采用定时方式，启动格栅除污机，以清除、处理附着在格栅上的污物；通过PLC，污水泵将根据泵的状态、水位、污水量、电网状况等工况自动启闭；各台电机、水泵都有手动和自动两种控制方式，泵站的水泵控制开关柜要有就地控制和远程控制的功能；通过水位差的检测，自动循环投入各台泵电机，使每台泵站都能处于工作状态；利用装有组态软件的上位机，对整个泵站进行动态监控管理、故障报警。

应用PLC对污水泵站及雨水泵站进行监控，对于系统的基本要求可以概括为：

（1）、泵站运行的安全性。对供电系统的电压、电流等参量进行采集，出现故障时及时启动备用发电机，保证泵站系统不断电。由于电机功率较大，应尽可能在满足排水要求的前提下，避免水泵机组频繁开、停，在供电系统出现故障的情况下，应严格控制水泵运行台数，以确保供电系统的安全。监控水泵电机的运行状态，防止水泵机组的启停必须严格遵循水泵机组操作规程，在避免水泵机组频繁开停的前提下，使水泵机组轮流运行，以延长水泵机组的使用寿命。

（2）、泵站运行的经济性。监控泵站在满足排水要求的前提下，确保水泵机组运行台次最少使泵站在最经济的状态。

（3）、泵站运行的实时性。为充分发挥排水系统的整体能力，应建立实时、方便的调度管理网络，以方便调度人员实时掌握和控制水泵系统的运行情况

4、采用除臭装置

暴露的格栅、泵房会产生臭气，为保护职工身体，延长设备使用寿命及减少臭气排放对周围环境造成影响，在设计上必须考虑通风除臭的措施。泵站可以采用自然通风，对臭气的处理采用植物液除臭装置。经比选，植物液除臭技术具有运营成本低、去除率高及便于管理等特点。臭气收集密封箱的取风口位于格栅、进水闸门井及集水池处。

结语

综上所述，若泵站各构筑造型设计合理先进，技术参数选取符合标准，设备配置优良，污水泵运行效率就会良好稳定。在生产管理上以节能低耗为目的，效果显著，可以取得良好的社会效益、经济效益和环境效益，为中小型污水泵站的设计和优化运行提供了很好的参考价值。

参考文献

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