污水泵站的设计及运行管理要点

周志阳

（浙江利欧环境科技有限公司，浙江 台州 317500）

污水泵站的设计及运行管理要点

周志阳

（浙江利欧环境科技有限公司，浙江 台州 317500）

作为城市的一项基础建设设施，污水泵站在维系城市系统的正常运转，以及环境污染的治理等方面发挥着关键性作用，系统的完善与否直接关乎经济社会的健康高效发展进程。对此，本文以海口市桂林洋经济开发区一号污水泵站为例，探讨在污水泵站的设计过程中的设计原则以及具体实施设计策略、日常运行管理要点等，以求进一步提升污水泵站的处理性能，对于具体的工程实践具有一定的借鉴意义。

污水泵站；设计；运行管理

1.污水泵站情况概述

位于海口市桂林洋开发区的一号污水泵站，在桂林洋区污水处理系统中发挥着重要的输送作用，隶属于开发区污水处理厂工程。本工程于2011年投入运行，占地1200m2，污水泵站设计处理污水指标为350L/s，工程造价达784万。该污水泵站的合理化设计使得其处理性能得到有效保障，堪称现代化中小型泵站的设计典范，具有如下特点：首先，泵站的设计布局合理，前期的工程预算合理且能够保障规范化施工；其次，泵站所涉及的控制系统及设备通过正常渠道采购性能优良的产品，后期工艺设计流程高效科学；最后，该工程采取高效化、自动化运行管理系统，在减少工程管理成本的同时，极大地提升整个污水处理系统的应用性能。

2.设计原则

参考海口桂林洋经济开发区1号污水泵站系统的设计，可知高效化污水泵站的设计主要从合理规模、科学布局选址以及高性能的材料等方面得以保障。

2.1合理确定规模

在污水泵站的设计初期，在明确所在地域污水处理厂配套管网的处理需求的基础上，首先确定污水泵站的设计规模。桂林洋区的一号泵站的设计初期对于所在区域污水处理规模做了细致调研，后根据城市发展现状及未来趋势，有效地预估了后期很长一段时间内该泵站的处理需求，通过分期次施工，妥善解决了现阶段以及未来该地域的污水输送需求。因此，污水泵站规模的设计需综合性考虑城市近、远两期的污水处理需求，充分评估系统的经济性能，对于较大的工程可分期施工投产，保障泵站近、远期污水处理性能。

2.2科学选择地址与布局

作为一项重要的城市基础服务设施，泵站的选址需依据城市市政管网的布局，结合当地城市规划，确定有利于泵站设计工艺流程的选址布局。致力于使泵站的位置布局有利于发挥当地的环境效益，满足城市的功能需求，尽量降低对于居民、环境的影响，同时也要充分衡量其运行经济性，在布局的设计上应注重保障高效化的运行管理以及后期维护。

2.3选择合适材料

考虑到污水具有腐蚀破坏性，因此在泵站设计中主要材料应侧重于选用具有较强防腐性能以及质量优良的材料，同时，在工程施工中也需对于所购材料进行腐蚀性实验检测，以保障污水泵站的正常处理性能。

3.具体实施设计策略

3.1泵站形式的选择

鉴于泵站的规模与施工要求、配套管网的污水特性、地形及水文条件以及运行管理要求的差异，污水泵站的形式可分为干式与湿式两类：从结构形式上看，湿式泵站布局较为简化；从投资费用上看，湿式泵站造价也较低，而且湿式泵站对于恶劣环境条件下的应用性能较好，抗腐蚀性能强等特性也使得湿式泵站的应用逐渐普及。干式泵站突出优势是检修及后期维护便捷，在实际工程设计中，依据设计要求，选取合理化泵房形式。

3.2水泵选型

作为污水泵站的关键输送性设备，水泵的性能关乎整个污水泵站实际运行性能，在水泵的选择上，以及泵站的形式、规模、输水量、扬程等要求以及水质特性等合理选择水泵形式，考虑到运行管理以及维护的便捷，宜配备同类型2～8台水泵，同时根据泵站的实际运行需要配备一定数量的备用泵。由于污水泵大多采用并联形式运行，因此对于所选水泵需进行并联运行工况性能测试，分析运行曲线，测试并联运行工况点是否满足其高效运行区，使所选水泵类型得以保障泵站处理性能。

3.3格栅设计及运行

首先依据泵站污水处理要求选取合理化格栅，主要包括细型格栅（间距＜20mm）、粗型格栅（间距20mm）两大类，通常污水处理厂所配泵站大多应用粗格栅形式。格栅运行时依据所处位置的水位高差，不断调整其运行与中断，因此设计过程中格栅两边需配备较高精度的液位计，当高差大于0.2m时自动启动格栅排渣。

3.4通风设计

在实际运行中，由于泵房以及格栅内易生成污染性废气，需注重泵站内通风系统的设计以进一步降低对于运行管理人员以及环境的影响，一般自然通风应用比较多，同时亦可采用效率较高且维护便利的植物液除臭设计，运行经济性较好。

3.5集水池设计

作为泵站重要储水设备，集水池的设计应满足泵站连续进水且水量变化较大的需求，设计中控制其容水量在满足主要设备安装需求的基础之上，选定合适的容积以有效适应水量变化：在开停次数＜6次/h时控制其容积大于最大单体水泵5分钟设计输水体积，结合工程经济指标要求，最终设计合适集水池。

3.6反冲洗管系统设计

为避免污水中腐蚀性杂质对于泵站以及管路使用寿命的影响，需对于泵站集水池位置配备反冲洗管系统。其工作原理为，利用布置于集水池中的管路，将污水通过水泵的输送作用返回集水池，起到一定的冲洗作用，在设计过程中注重集水池中布管的均匀性，反冲洗管道管材较宜选用抗腐蚀型、抗老化材料。

3.7消防及防雷系统设计

消防及防雷系统的优化设计对于提升污水泵站抗击恶劣环境以及突发安全事故下能够保障正常运转的能力起着关键性作用，有利于系统的可靠性能提升。在工程设计阶段，需针对当地环境条件特性，对于泵站内配电设备以及关键性泵房做相应的防雷设计，对于配电设备做接地处理，合理布局消防设施如灭火栓、消防卷帘等。

4.日常运行管理要点

4.1节能运行方案

在泵的特定的运行工况下，均对应特定的Q—η曲线，在不同的额定转速下，其运行性能曲线均存在莫一段高效性能区，单台泵以及两台泵并联运转时性能曲线以及不同运行工况下相对应的高效性能段如图1、图2所示。

系统的节能运行要求泵工作在高效性能段，因此，在单台泵运行时，在启动过程中，优先设定其转速位于额定转速的0.6以降低启动电流，通过计算可获得该泵所在管路的运行性能曲线：He=△H+SQ2，绘制于坐标图中，通过其与水流量的交汇点所对应的转速nQe，查得该工况下系统效率ηQe，从而可对于该工况点是否处于高效区做出判断；对于两台泵并联运行的情况，首先是按前面所述运行策略将第一台泵调整至高效区运行，考虑到实际运行时泵流量往往会小于来流水流量，引起池中液位上升直到达到与之并联泵的启动液位，首先按额定转速的0.6启动运行并联泵，亦可计算得到该并联泵的性能曲线，其与管路特性曲线的He=△H+SQ2的交汇点即为该工况下泵的稳定运行点，其节能运行的控制主要控制其整体轴功率∑ωiPi在满足所需流量条件下达到最小，通过对泵调速后其稳定运行点为转速n2下的稳定运行点F，并联泵运行情况下当转速调节均能够保障每台泵都在高效区运行时则可由得到各泵最佳流量控制值。

4.2日常管理经验

4.2.1考虑技术改造致力于运行效率提升

在现有运行条件下，回转式机械格栅机的运行控制大部分又人为操作完成，不仅造成人力成本上升，同时对于控制精度也难以保证，因此，可考虑通过技术改造在现有格栅机基础上配置双控时间继电器等措施对格栅机的启停、保护、联动实现自动化控制；同时，对于液位计的配置方面，尚存在宜受环境干扰引起数据读取存在偏差的情况，可考虑配备超声波液位显示仪表，利用超声波技术对于实时液位精准监测。

4.2.2提升设备基础管理水平

在泵站日常运行管理中，应注重对于设备管理体系的优化完善，对泵站内相关关键性设备如泵、配电装置、机械格栅、阀件等建立设备管理备案，根据应用条件分配各设备责任到人，对于设备的运行、维护做针对性监测与备案；同时注重运行管理员工的技能培训，使其对污水泵站运行系统有完整的了解，对于设备的运行监测以及日常保养的操作要求应用于具体工作岗位，进一步提高设备运行管理水平，同时制定相关量化考核标准，结合对内、对外的技术交流与实践，不断提升业务技能。

［1］中华人民共和国水利部.泵站设计规范（GB50265-2010）/中华人民共和国国家标准［M］.北京：中国计划出版社，2011.

［2］北京市政工程设计研究总院.给水排水设计手册（第五册城镇排水）（第二版）［M］.北京：中国建筑工业出版社，2004.

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