城市污水泵站的设计问题分析

王鸿儒　田琳（大连市城市交通设计研究院　116033）

城市污水泵站的设计问题分析

王鸿儒田琳
（大连市城市交通设计研究院116033）

在市政建设中，污水泵站是城市排水工程中重要的组成部分。它通常是整个排水系统正常运转的枢纽。为保证其基础功能的正常发挥，必须要从设计阶段着手进行优化。结合城市污水泵站建设要求，做好各项影响因素的分析，从不同角度分析，来提高设计方案的合理性，确保其可以顺利运行。本文分析了城市污水泵站设计原则，并对设计优化措施进行了简要分析。

污水泵站；设计原则；运行优化

在对污水进行处理时，污染源排出的污水污染物浓度较高，达不到排放要求，必须要对其进行相应的处理。污水处理系统中存在大量阀门、泵以及风机等机械设备，需要由专门的程序系统进行控制。其中污水泵站作为污水处理系统的重要组成部分，其运行效果在很大程度上影响了污水处理效率，因此必须要对其进行设计优化，提高系统运行效果。

1　城市污水泵站优化设计必要性

污水中含有大量氮氧化物，目前新环保法要求污水排放必须要满足氮氧含量规范。随着城市建设进程的不断加快，生活污水与生产废水总量也在不断增加，对污水泵站有了更高的要求。传统污水泵站大多采用继电器-接触器控制方式，泵站运行数据需要专业人员进行记录分析，并根据结果来完成水泵启停、格栅与阀门开关等控制，系统运行效率较低[1]。

2　城市污水泵站结构系统要求分析

2.1污水泵站分类

城市污水泵站设计类型主要分为干式泵站与湿式泵站两种，其中湿式泵站占地面积更小，并且集水池埋深小，建设时必须要另外设置泵池，工艺流程相对简单，但是水泵受污水腐蚀影响大。干式泵站建设时需要设置单独泵池，集水池埋深较大，但是水泵效率更高。两种方式均具有各自的优缺点，在对污水泵站进行设计时，应结合实际情况来综合分析对比后确定。

2.2设计要求

2.2.1合理确定建设规模

在确定污水泵站设计规模时，需要以各阶段不同时期污水处理量大小为依据，对各项数据进行综合分析。污水泵站建设主要目的是完成各类污水的处理，满足服务区域内城市发展需求，提高生产生活质量。建设规模要合理，以免规模过小不能完全满足实际处理需求，或者规模较大造成资源浪费。建设规模的合理性，不但可以最大程度上来促进污水泵站服务质量，同时也可以降低维护管理工作量，将系统运行维持在最优状态。

2.2.2合理设计布局

污水泵站是城市基础设施的重要组成部分，对污水处理效率有着关键性的影响。因此，在对其布局进行设计时，必须要对服务区域环境进行综合分析，掌握市政管网与地形地质情况，对工艺设计流程进行优化，确保泵站选址与布局合理。在确定泵站布局方案前，需要对流程、管理、经济等方面进行研究，同时还需要对建筑、绿化以及周围环境等做好协调性设计，在保证泵站基础功能正常运行的同时，减少对周围环境的影响[2]。

2.2.3合理选择设备

污水泵站系统相对复杂，整个系统的正常运行需要有多种机械设备作为支持，在选择时需要将实际需求作为依据。并且，污水中含有大量污染物，对系统内设备会产生较大腐蚀，因此应尽量选择用耐腐蚀性强的产品。

3　设计内容

3.1进水闸门井

结合污水处理实际需求，合理设计进水闸门井平面尺寸与地面埋深，基于稳定性要求，一般可以选择用钢筋混凝土结构方式，最后配备相应电动闸门。以某污水泵站为例，进水闸门井平面尺寸为3.0m×1.5m，配备两台0.75kW方形铸铁镶铜电动闸门，为减少后续工段集水池沉淀容积，设计进水闸井沉底0.3m[3]。另外，将泵站事故溢流口设计在井室内，并根据污水水来确定溢流管标高。

3.2集水池

集水池主要作用是调节进水量，为潜水泵机组创造稳定运行环境。在设计时除了要保证系统能够正常运行外，还需要控制好容积，避免空间太大造成淤积、腐化情况加重，而导致造价增加。为提高设计结果合理性，应做好各项参数的控制，如进水管设计流量、水泵台数、水泵抽升能力、启动时间等。一般设计的集水池大小应满足管道与机组设备安装需求，可以讲水泵间距设计在1.5～1.8m之间。

4　城市污水泵站工艺设计要点分析

4.1水泵选型

水泵的选型需要以满足泵站实际运行需求为目的，一般中小型污水泵站水泵数量在4台以内，大型泵站数量8台以内，并且为降低管理难度，应尽量选择同一型号水泵。水泵选型除了要对工况点高效区进行分析外，还应对水泵并联工作状态下水泵与管路特征曲线进行绘制，对于并联状态下，工况点仍处于高效区的水泵来说，则证明选型方案合理。一般情况下，设计人员更倾向于利用最高日最大时流量与最大扬程时工况点方法来选择水泵。但是就实际情况来看，此种选型方法最终所选水泵偏大，因此在计算水流量时，应以最高日平均时流量为水泵设计流量。主要分析因素为设计流量Q、水泵扬程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表示水头损失，单位m；h2表示安全水头，单位m，取值0.5～1.0m。

4.2集水池容积

专业规范要求城市污水泵站容积应大于最大一台泵5min出水量，或者每小时水泵启停次数不得超过6次，基于此在确定集水池容积时，一般可以选择用最大一台水泵10imn出水量计算。在城市污水泵站设计建设中，应结合实际需求来对计算方法以及计算结果进行相应调整，保证设计方案的合理性。另外，按照进水管设计流量、水泵抽升能力、台数、工作制度以及启动时间等进行分析，液位控制水泵自动开停泵站，集水池容积可以利用公式：Vmin=TminQ/4，其中Vmin表示集水池最小有效容积，单位m3；Tmin表示水泵最小工作周期，单位s，一般按水泵每小时启动不超过6次计算；Q表示水泵流量，单位m3/s。

5　结束语

为满足城市发展需求，在对污水泵站进行设计时，应结合其所具有的特点，在现有基础上，积极引用各项新型技术、设备与工艺，对其硬件结构与控制系统进行优化，不断提高其运行综合效率。

[1]肖楚汉.污水提升泵站的节能方法研究[D].湖南大学，2014.

[2]张学同.基于数据的城市污水泵站系统建模与控制应用研究[D].杭州电子科技大学，2011.

[3]杨平.基于无线通讯的城市污水泵站故障遥测系统应用研究[D].江苏大学，2010.

[4]张新君.污水厂及泵站自控系统[D].华南理工大学，2012.

TU992.25

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2015-12-2