一体化污水提升泵站工程设计与应用分析

一体化污水提升泵站工程设计与应用分析

袁安岚

浙江惠川水利工程技术有限公司，浙江 杭州 310000

摘要：随着经济的发展，城市建设日新月异，城市中的生活污水、工业废水排放越来越多，给城市带来了严重的环境污染。传统污水提升泵站由于占地面积大、能耗高、效率低等缺点，不能适应新时期的发展需要。因此，采用一体化污水提升泵站代替传统污水提升泵站是城市建设发展的必然趋势。

关键词：一体化：污水提升泵站：工程设计：应用分析

引言

在科学技术飞速发展的今天，传统行业的技术革新也在不断深入，更多的高科技开始用于污水处理领域。一体化污水提升泵站具有占地面积小，施工周期短等优点，并且可以通过运行服务类平台来实现对其进行智能化的监控和报警，因此在污水处理方面的应用也会拥有更加广阔的前景。

1 一体化污水提升泵站的优化设计

1.1 水泵设备

（1）水泵选用

为了降低或避免水泵在运转的过程中出现突然堵塞的现象，以往通常都会通过增加水泵的通固尺寸，使用较大的流道叶轮将体积较大的固体顺畅的排出，从而降低水泵堵塞等非正常现象的出现，但是在实际的操作过程中，这种方法并不能起到良好的应用效果。通过实际考察多个污水泵站的水泵运行状况可以发现，由于进水格栅的阻隔，所以几乎不存在较大体积固体堵塞泵站。但是，在泵叶上还是很容易被头发和织物等物质所缠住，导致叶轮的运转效率下降，从而使水泵的功率消耗严重增加。如果叶轮内累积的纤维物质继续增加，则会造成动力马达因温度过高而停止运转。通过研究和运用一种工作效率较高的切削潜水器，可以选择高铬不锈钢材料作为切削工具，可对纤维等固态物质进行有效切割，从而彻底解决水泵堵塞的问题。此外，根据污水中的纤维材料和固体物质的含量，还可以采用设置前滤网进行截流或增加粉碎格栅的方式进行应用[1]。

（2）泵体设计

在大多数泵站的底部都是使用直角的设计方法，这样的生产工艺就比较简单。但是，在一段时间的运行后，在水泵底部的四角位置就往往会积累大量的固体材质，这不仅会使泵站的总体容量变小，还会提高水泵被堵塞的问题程度。此外，聚集在一起的固体材料还会容易形成并释放恶臭气体。经过多次试验，可以将传统泵坑的表面，改造成下凹式的坡面结构，以此来保证泵底内部流态的稳定性，从而显著地提升泵井底部的流速，增加固体物质的输送能力，减少沉淀物的淤积量，并降低工作人员的人工清淤工作压力，从而可以有效地治理厌氧发臭的问题，并获得较为理想的自清洁效果。

（3）水泵部署形式及控制

对于小型泵站来说，常规泵站的泵机都是1用1备，而备用泵则是以在仓库存放的方式进行储存，这就带来了一个最直观的问题，那就是单泵的使用频率明显增加，而且，备用泵本身也会由于长时间的储存而产生锈蚀问题。为了解决以上的问题，可以将传统泵站1用1备的配置形式改造为双泵配置，运用创新型水泵控制系统，两台水泵能够轮流交替运行，在水量达到报警水位时两台水泵能够同时运转，以此来降低备用泵由于长时间存放出现锈损耗的问题，避免高峰流量单台水泵超负荷运转的状况，从而明显提高水泵设备的运行效率。

1.2 调节预沉池

针对泵井下排水的水质和水量不均匀的问题，可以在泵井内设置一套用钢筋混凝土进行调控的沉淀池。这个沉淀池的主要作用就是调节水量、均衡水质等，通过这种方法能够将污水均匀地排入到后期处理单元，从而显著地提高整体污水处理系统的抗冲击能力，降低后续处理单元的施工规模。同时，可以对沉淀池的设计进行预调：入水是SS≤3000mg/L；排水是SS≤900mg/L。标准规范为30m×5m×5.5m（H），设计的预沉淀池的长度为26.5m，入水的长度为1.5m。水池底部的存泥区为0.5m，其有效深度可达4.5m，高于水面0.5m。在此基础上提出了一种新型的调控预沉淀工艺，该工艺具有较高的运行效率和质量。

1.3 污水提升泵

在调节预沉池清水区的末端安装两台污水提升泵（1用1备），通过其将污水提升至混凝沉淀装置。选择与其操作容量、后续处理装置相匹配的潜水排污泵。

1.4 管道混合器

管道混合器是通过使用PAC絮凝剂、PAM助凝药剂与污水的预混，其设计流量为0.9m/s，型号为DN200。操作压力不超过0.6MPa。

2 实际应用

2.1 格栅间

在泵井内部设置人工格栅和机械格栅。其中，人工格栅的功能是将污水中较大的粒径杂质除去，而机械格栅则是将污水中的悬浮粒子除去。安装一个人工格栅，尺寸为4m×0.8m×3m（H）。一组XG-800型机械格栅，格栅宽度为800mm，间距为5mm，架设角为70度，功率为0.75kW。

2.2 调节池与提升泵

通过用于对流入城市污水的水质和流量进行缓冲的调节池，设置了230m3的有效容量，在此期间的滞留时间为5个小时。为了预防和防止调节池中的淤泥沉积，可以在调节池中设置一台潜水搅拌器，型号为QJB4.0/6-320/3—980C，功率为4kW。调节水池的升降泵和后续处理装置的容量互相匹配，共3个水泵，2个使用1个备用。

2.3 一体化污水处理设备

一体化污水处理设备又分为厌氧池、缺氧池、好氧池等几个部分。污水进入厌氧池时，进入的还有从沉淀池外排的含磷回流污泥，该反应池的作用主要是污泥释放磷，并对部分有机物进行氨化。在经历了厌氧池之后，污水就会流入到缺氧池中。缺氧池的最大作用是以脱氮为核心，硝态氮在好氧反应池内回流至混合液运送过程中，之后，污水由氧气反应池输送到好氧反应池中，这个池中具有剔除BOD、硝态氮和吸收磷等诸多功能。可以设计两台综合的生活污水处理装置，每台装置的处理能力为20m3/h，并采用PD旋涡曝气装置和复合填料进行试验研究。利用风机对氧气池进行微量曝气，污水中的溶解氧浓度低于0.2mg/L；将空气通到好氧池，使污水中的溶氧保持在2—5mg/L[2]。

3 泵站运行

3.1 潜污泵运行方式

因对环境有严格的规定，该地区的首次降雨将直接排放到污水处理厂。因此，本水泵在旱季只提升污水，而在雨季不仅要提升污水，又要提升雨水。因此，需要对水泵厂的监控系统进行研究。这一次的设计，首先对潜污水泵的控制做了一些改进：使用了3个水泵，2个运行水泵1个备用水泵，在干旱季节使用；3个水泵在降雨期间全部使用，没有备用水泵。同时，在控制方面，采取直接起动和循环起动的方式如果其中一部出现了故障，那么另外一部需要及时启动，以确保整个泵站的正常运转。

3.2 监控系统

一体化泵站是一种无人值班的水泵，为了对水泵的工作状况进行实时监测，并能及时地找到水泵的失效和其他问题，提出了一种“云监控”的方式，并在此基础上配置了一套监视和防盗的系统，使水泵的整体工作在DCS（DCS）的控制方式下运行。利用GPRS技术在水泵站现场收集到的资料，经互联网传送到使用者控制中心，在监测中心计算机上，通过专门的监测和管理软件，可以对泵站的各种工作参数进行实时监测，并在发生异常情况下，及时给管理者发送警报。

4 总结语

一体化污水泵站避开了常规污水泵站占地面积大、建设工期长、成本高的缺点，而且它本身的使用寿命很长，具有高智能化、高运行噪声小、无臭气排放等优点，可以与周边环境更加和谐。众多的研究表明，选择高效的切削泵，可以改进泵体的设计方案和控制系统，使一体化污水提升泵站的使用更加有效，从而获得更加理想的效益。

参考文献：

[1]田甜.一体化污水提升泵站工程设计与应用分析[J].建筑技术开发,2022,49(15):28-30.

[2]李进军,陈梓迁.一体化污水提升泵站工程设计及应用研究[J].中国设备工程,2021(09):150-152.