城市污水泵站的設計問題分析

王鴻儒　田琳（大連市城市交通設計研究院　116033）

城市污水泵站的設計問題分析

王鴻儒田琳
（大連市城市交通設計研究院116033）

在市政建設中，污水泵站是城市排水工程中重要的組成部分。它通常是整個排水系統正常運轉的樞紐。為保證其基礎功能的正常發揮，必須要從設計階段著手進行優化。結合城市污水泵站建設要求，做好各項影響因素的分析，從不同角度分析，來提高設計方案的合理性，確保其可以順利運行。本文分析了城市污水泵站設計原則，并對設計優化措施進行了簡要分析。

污水泵站；設計原則；運行優化

在對污水進行處理時，污染源排出的污水污染物濃度較高，達不到排放要求，必須要對其進行相應的處理。污水處理系統中存在大量閥門、泵以及風機等機械設備，需要由專門的程序系統進行控制。其中污水泵站作為污水處理系統的重要組成部分，其運行效果在很大程度上影響了污水處理效率，因此必須要對其進行設計優化，提高系統運行效果。

1　城市污水泵站優化設計必要性

污水中含有大量氮氧化物，目前新環保法要求污水排放必須要滿足氮氧含量規范。隨著城市建設進程的不斷加快，生活污水與生產廢水總量也在不斷增加，對污水泵站有了更高的要求。傳統污水泵站大多采用繼電器-接觸器控制方式，泵站運行數據需要專業人員進行記錄分析，并根據結果來完成水泵啟停、格柵與閥門開關等控制，系統運行效率較低[1]。

2　城市污水泵站結構系統要求分析

2.1污水泵站分類

城市污水泵站設計類型主要分為干式泵站與濕式泵站兩種，其中濕式泵站占地面積更小，并且集水池埋深小，建設時必須要另外設置泵池，工藝流程相對簡單，但是水泵受污水腐蝕影響大。干式泵站建設時需要設置單獨泵池，集水池埋深較大，但是水泵效率更高。兩種方式均具有各自的優缺點，在對污水泵站進行設計時，應結合實際情況來綜合分析對比后確定。

2.2設計要求

2.2.1合理確定建設規模

在確定污水泵站設計規模時，需要以各階段不同時期污水處理量大小為依據，對各項數據進行綜合分析。污水泵站建設主要目的是完成各類污水的處理，滿足服務區域內城市發展需求，提高生產生活質量。建設規模要合理，以免規模過小不能完全滿足實際處理需求，或者規模較大造成資源浪費。建設規模的合理性，不但可以最大程度上來促進污水泵站服務質量，同時也可以降低維護管理工作量，將系統運行維持在最優狀態。

2.2.2合理設計布局

污水泵站是城市基礎設施的重要組成部分，對污水處理效率有著關鍵性的影響。因此，在對其布局進行設計時，必須要對服務區域環境進行綜合分析，掌握市政管網與地形地質情況，對工藝設計流程進行優化，確保泵站選址與布局合理。在確定泵站布局方案前，需要對流程、管理、經濟等方面進行研究，同時還需要對建筑、綠化以及周圍環境等做好協調性設計，在保證泵站基礎功能正常運行的同時，減少對周圍環境的影響[2]。

2.2.3合理選擇設備

污水泵站系統相對復雜，整個系統的正常運行需要有多種機械設備作為支持，在選擇時需要將實際需求作為依據。并且，污水中含有大量污染物，對系統內設備會產生較大腐蝕，因此應盡量選擇用耐腐蝕性強的產品。

3　設計內容

3.1進水閘門井

結合污水處理實際需求，合理設計進水閘門井平面尺寸與地面埋深，基于穩定性要求，一般可以選擇用鋼筋混凝土結構方式，最后配備相應電動閘門。以某污水泵站為例，進水閘門井平面尺寸為3.0m×1.5m，配備兩臺0.75kW方形鑄鐵鑲銅電動閘門，為減少后續工段集水池沉淀容積，設計進水閘井沉底0.3m[3]。另外，將泵站事故溢流口設計在井室內，并根據污水水來確定溢流管標高。

3.2集水池

集水池主要作用是調節進水量，為潛水泵機組創造穩定運行環境。在設計時除了要保證系統能夠正常運行外，還需要控制好容積，避免空間太大造成淤積、腐化情況加重，而導致造價增加。為提高設計結果合理性，應做好各項參數的控制，如進水管設計流量、水泵臺數、水泵抽升能力、啟動時間等。一般設計的集水池大小應滿足管道與機組設備安裝需求，可以講水泵間距設計在1.5～1.8m之間。

4　城市污水泵站工藝設計要點分析

4.1水泵選型

水泵的選型需要以滿足泵站實際運行需求為目的，一般中小型污水泵站水泵數量在4臺以內，大型泵站數量8臺以內，并且為降低管理難度，應盡量選擇同一型號水泵。水泵選型除了要對工況點高效區進行分析外，還應對水泵并聯工作狀態下水泵與管路特征曲線進行繪制，對于并聯狀態下，工況點仍處于高效區的水泵來說，則證明選型方案合理。一般情況下，設計人員更傾向于利用最高日最大時流量與最大揚程時工況點方法來選擇水泵。但是就實際情況來看，此種選型方法最終所選水泵偏大，因此在計算水流量時，應以最高日平均時流量為水泵設計流量。主要分析因素為設計流量Q、水泵揚程H，要求H≥H1+h1+h2，其中H1表示提升高度，出水最高水位-集水池最低水位；h1表示水頭損失，單位m；h2表示安全水頭，單位m，取值0.5～1.0m。

4.2集水池容積

專業規范要求城市污水泵站容積應大于最大一臺泵5min出水量，或者每小時水泵啟停次數不得超過6次，基于此在確定集水池容積時，一般可以選擇用最大一臺水泵10imn出水量計算。在城市污水泵站設計建設中，應結合實際需求來對計算方法以及計算結果進行相應調整，保證設計方案的合理性。另外，按照進水管設計流量、水泵抽升能力、臺數、工作制度以及啟動時間等進行分析，液位控制水泵自動開停泵站，集水池容積可以利用公式：Vmin=TminQ/4，其中Vmin表示集水池最小有效容積，單位m3；Tmin表示水泵最小工作周期，單位s，一般按水泵每小時啟動不超過6次計算；Q表示水泵流量，單位m3/s。

5　結束語

為滿足城市發展需求，在對污水泵站進行設計時，應結合其所具有的特點，在現有基礎上，積極引用各項新型技術、設備與工藝，對其硬件結構與控制系統進行優化，不斷提高其運行綜合效率。

[1]肖楚漢.污水提升泵站的節能方法研究[D].湖南大學，2014.

[2]張學同.基于數據的城市污水泵站系統建模與控制應用研究[D].杭州電子科技大學，2011.

[3]楊平.基于無線通訊的城市污水泵站故障遙測系統應用研究[D].江蘇大學，2010.

[4]張新君.污水廠及泵站自控系統[D].華南理工大學，2012.

TU992.25

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1673-0038（2015）51-0095-02

2015-12-2