污水泵控制原理的优化设计

污水泵控制原理的优化设计

沈瑞平

山东青岛266000

摘要：文章首先简述了污水泵的工作原理，然后分析了污水泵在污水处理中的应用，最后重点探讨了污水泵控制原理的优化设计。

关键词：污水泵；控制原理；优化设计

一、前言

随着经济的不断飞速发展，在污水处理工程中，污水泵是常见的重要设施，污水泵在污水处理过程中起到非常重要的作用，因此，加强污水泵控制原理的优化设计，对于提高污水处理效率等方面具有非常重大的现实意义。

二、污水泵的工作原理

污水泵属于无堵塞泵的一种，具有多种形式：如潜水式和干式二种，目前最常的潜水式为WQ型潜水污水泵，最常见的干式污水泵如W型卧式污水泵和WL型立式污水泵二种。主要用于输送城市污水，粪便或液体中含有纤维。纸屑等固体颗粒的介质，通常被输送介质的温度不大于80℃。由于被输送的介质中含有易缠绕或聚束的纤维物。故该种泵流道易于堵塞，泵一旦被堵塞会使泵不能正常工作，甚至烧毁电机，从而造成排污不畅。给城市生活和环保带来严重的影响。因此，抗堵性和可靠性是污水泵优劣的重要因素。

和其它泵一样，叶轮、压水室、是污水泵的两大核心部件。其性能的优劣，也就代表泵性能的优劣，污水泵的抗堵塞性能，效率的高低，以及汽蚀性能，抗磨蚀性能主要是由叶泵和压水室两大部件来保证。下面分别作一介绍：

1、叶轮结构型式：叶轮的结构分为四大类：叶片式、旋流式、流道式、螺旋离心式四种，开式半开式叶轮制造方便，当叶轮内造成堵塞时，可以很容易的清理及维修，但在长期运行中，在颗粒的磨蚀下会使叶片与压水室内侧壁的间隙加大，从而使效率降低。并且间隙的加大会破坏叶片上的压差分布。不仅产生大量的旋涡损失，而且会使泵的轴向力加大，同时，由于间隙加大，流道中液体的流态的稳定性受到破坏，使泵产生振动，该种型式叶轮不易于输送含大颗粒和长纤维的介质。

2、旋流式叶轮：采用该型式叶轮的泵，由于叶轮部分或全部缩离压水室流道。所以无堵塞性能好，过颗粒能力和长纤维的通过能力较强。颗粒在压水室内流动靠叶轮旋转产生的涡流的推动下运动，悬浮性颗粒本身不产生能量，只是在流道内和液体交换能量。在流动过程中，悬浮性颗粒或长纤维不与叶片接触，叶片多磨损的情况较轻，不存在间隙因磨蚀而加大的情况，在长期运行中不会造成效率严重下降的问题，采用该型式叶轮的泵适合于抽送含有大颗粒和长纤维的介质。从性能上讲，该叶轮效率较低，仅相当于普通闭式叶轮的70%左右，扬程曲线比较平坦。

3、闭式叶轮：该型式的叶轮正常效率较高。且在长期运行中情况比较稳定，采用该型式叶轮的泵轴向力较小，且可以在前后盖板上设置副叶片。前盖板上的副叶片可以减少叶轮进口的旋涡损失和颗粒对密封环的磨损。后盖板上的副叶片不仅起平衡轴向力的作用，而且可以防止悬浮性颗粒进入机械密封腔对机械密封起保护作用。

4、流道式叶轮：该种叶轮属于无叶片的叶轮，叶轮流道是一个从进口到出口的一个弯曲的流道。所以适宜于抽送含有大颗粒和长纤维的介质。抗堵性好。从性能上讲，该型式叶轮效率高和普通闭式叶轮相差不大，但用该型式叶轮泵扬程曲线较为陡降。

5、螺旋离心式叶轮：该型叶轮的叶片为扭曲的螺旋叶片，在锥形轮毂体上从吸入口沿轴向延伸。该型叶轮的泵兼具有容积泵和离心泵的作用，悬浮性颗粒在叶片中流过时，不撞击泵内任何部位，故无损性好。对输送物的破坏性小。由于螺旋的推进作用，悬浮颗粒的通过性强，所以采用该型式叶轮的泵适宜于抽送含有大颗粒和长纤维的介质，以及高浓度的介质。

三、污水泵在污水处理中的应用

污水泵在污水处理中的应用，主要应用在污水处理厂的进水泵房、集泥泵房、集泥集水井、消化池、净化池、澄清池、尘沙池等颗粒状固体和纤维状固体较多的区域，为污水处理厂的水流输送起到了关键性的作用。

1、污水泵的选择

污水处理工程中在不同的环节都需要有潜水污水泵的辅助来推动污水流动，所以针对不同的处理环境，充分考虑水泵的流量、允许通过最大固体直径等性能指标，进而选择合适流量和排污能力的潜水污水泵，以最经济的方式使其发挥最大的性能完成污水处理的过程。比如在污水处理的提升泵房中，可以选用大流量、大扬程的潜污泵来完成污水输送，而在剩余污泥池则可以选用小流量的潜污泵来满足其污水输送要求。

2、安全问题

由于污水泵特殊的工作方式和工作场合，所以在安装前一定要确保电动机的绝缘系统有效，安装时一定要做好电动机的绝缘工作，而且下水时切不可用电缆受力，避免扯断或损坏绝缘系统带来的安全问题。潜污泵安装后，要测量地面接地线与各项电缆的绝缘电阻值，确保大于0.5MΩ。

3、日常维护和管理

由于污水泵特殊的工作环境及其在污水处理过程中的重要作用，所以要每天对潜污泵的电压电流、压力、流量等情况进行记录和排查，如果发现有异常情况，要认真排查需找原因。比如电流过大时，可能是潜污泵堵塞或零件破损问题发生，压力流量异常可能是叶轮堵塞或过滤网堵塞等原因引起，所以对与记录数据要认真分析，要及时发现潜污泵的异常，进而维护使其能够正常工作。除此之外，还要定期对潜污泵进行清理和检查，更换主要易损器件，延迟潜污泵的使用寿命，使污水处理工作能够正常进行。

四、污水泵控制原理的优化设计

1、污水泵站的控制要求分析

把污水泵站当做设施的对象，应用PLC对污水泵站进行整体性的自动化监控，监控的内容主要包括：

对检测格栅前以及检测格栅后的液位差的观察，对格栅除污机给予一定的提示或者自动的投切到格栅除污机处，将附在格栅上的污物以及垃圾有效的清除。

通过PLC对污水泵站的控制，污水泵站可以根据其水位、所处的状态以及闸门的位置、电网状况等等，有效进行自动化的投切。将CRT彩色显示充分的利用起来，对整个污水泵站采取动态管理的方式，并且，对工况要进行及时的记录工作，与此同时，还需要自动完成报表打印工作以及故障报警工作等。全天线和无线数码机的使用，将所得到的一些与之相关的数据传送到水质净化控制中心室内，并要接受与执行由控制室内所发出的一切调度以及命令的信息。

2、污水泵站设备构成有效分析

对污水泵站的设备构成的分析主要从几个方面着手，即：

（一）、进水闸门的构成分析

进水闸门能够暂时的将污水进入阻断，以方便对格栅过滤机以及污水泵等方面维修工作的实施，有利于保障污水中存在的固体垃圾处理。

（二）、进水渠道构成分析

地下管道中的污水需要经过进水渠道进入到集水井当中。进水渠道被不锈钢的格栅分成了两个区域，即内部区域与外部区域，并且在渠道内外区域中安装了超声波液位差计，其目的在于能够有效的检测格栅前后的液位差状况。

（三）、集水井构成分析

在集水井设置多台潜水污泵，其中至少一台为备用泵。同时，在集水井的内壁上装有超声波液位计，以便对集水井内的污水液位进行一定的监测。

（四）、除污机构成分析

在污水泵站中，应该有一台除污机，并要保证该除污机是钢丝绳牵引式的格栅除污机，应用这种除污机，不仅能够将附在格栅上的污物以及垃圾有效提取出来，还能够保证对垃圾的有效处理。

（五）、控制室构成分析

在控制室内主要安装低压进线柜，联络柜以及污水泵和其他的动力开关柜，并且设置功率因数补偿柜及PLC控制柜。

（六）、变压器房构成分析

通常，污水泵站会设置2台电力变压器，双电源供电能够保障泵站工作的可靠性。

五、结束语

污水泵是污水处理过程中必不可少的设备，我们应要重视污水处理的问题，对于城市中的污水排放，应该采取合理的方法，培养具有专业经验的人员，不断地在实际生活中摸索科学规律。从而提高人们的生活水平，保护人们的生活环境。

参考文献

[1]董杰.浅谈污水泵站的选泵方法[J].科技创新导报.2013

[2]李广恩，郭金祥.污水处理厂污水泵的选择[J].能源环境保护.2013