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污水一體化預制泵站的自清潔

發布者：成都優普環保設備工程有限公司 發布時間：2020/11/6 點擊次數：1753

2012低碳城市與區域發展科技論壇中“海綿城市”的概念被首次提出，隨后國務院辦公廳出臺《關于推進海綿城市建設的指導意見》指出，采用滲、滯、蓄、凈、用、排等措施，其中泵站的應用是必不可少的，而預制泵站的優勢將會成為市政排水的系統首選。        作為中小型混凝土泵站的替代品，泵站內部的沉積是一個重要的問題。傳統泵站經常存在的問題是坑內雜物堆積和坑底淤積需要定期處理，長期淤積的垃圾發酵發臭，引起周圍環境的惡化，甚至產生有毒易燃易爆氣體，危害周邊環境。        一體化預制泵站在優化容積的同時，提出自泵站的自清潔方案，解決一體化預制泵站內部雜物殘留以及井筒淤積問題。針對上述問題，以雜物處理以及清理淤積兩個方面作為突破點，根據一體化預制泵站的工作原理，結合筆者相關一體化預制泵站的設計工作經驗，從其結構、配置等方面簡單介紹一體化預制泵站的自清潔功能。 一體化預制泵站的簡單模型及結構分別如圖1、圖2所示。 圖1  一體化預制泵站的簡單模型 圖2  一體化預制泵站結構 1—水泵及耦合  2—液位計  3—進口管 4—格柵裝置  5—閥門 6—出口管 二、雜物處理 1.格柵裝置        在一體化預制泵站的進口法蘭稍后，設置第一道攔截措施，即格柵裝置。作為一個高度集成、自動化的產品，目前工程中經常使用粉碎性格柵，粉碎型格柵具有占地小和使用方便等功能，能夠使進入泵站內的雜質第一時間被切割粉碎。粉碎格柵能夠把污水中的懸浮物和漂浮垃圾粉碎成6~10mm的細小顆粒，粉碎后的小顆粒雜質無需打撈，可以通過潛污泵直接排出。        從經濟角度出發，可以選擇提籃式格柵，特點是需要定期將格柵從泵站內提出，清理格柵內攔截下的雜物，結構簡單，成本低。相較于粉碎格柵，提籃格柵的柵格較大，攔截雜質的效果不是太好。        格柵裝置在泵站入口第一時間攔截、處理較大或者帶狀雜質，避免較大雜物進入泵站內部從而產生雜物堆積，為一體化預制泵站的預防沉積把好第一關。 2.水泵配置        給一體化預制泵站配置切割型潛水排污泵，可輕松粉碎污水中夾帶的纖維體。經過格柵的過濾，較大的雜物被處理，進入泵站內部的介質可能還帶有部分雜物殘留（比如帶狀纖維體、塑料等），切割型潛水排污泵在葉輪進口處設置有旋轉的刀頭（見圖3）和靜止的刀盤結構（見圖4），在刀頭的高速旋轉下，污水中的長纖維通過刀盤后背刀頭切割粉碎，粉碎后的殘渣被葉輪吸入，通過水泵出口排除泵站。 圖3  刀頭 圖4  刀盤 三、清理淤積 1.井筒自清潔結構        一體化預制泵站的筒體底部是經過CFD特殊設計（見圖5）的智能化下凹式結構，這種獨特的水力設計結構可以保證井筒能抵抗地下水的壓力而不變形，當水泵起動時，泵坑的坡面結構使泵坑內介質達到很高的流速，進而產生強烈的渦流，一方面將底部水流向水泵進口集中，方便使粉碎的雜物更好地被水泵輸送出去，另一方面帶動一體化預制泵站底部沉淀的雜質運動，避免淤積使沉淀的固體再次懸浮并進入水泵入口，可以達到自清潔的效果。 圖5  筒體底部CFD速度矢量圖 2.反沖洗裝置        保持一體化預制泵站外部結構不變，針對一體化預制泵站使用過程中出現的淤積問題，對一體化預制泵站的管路結構進行優化設計，如圖6所示。在一體化預制泵站內部的水泵出口的主管路上加設一道旁支管路結構，加設的旁支管路是一個或者多個較小口徑的管路，小口徑管路的出口對準一體化預制泵站井筒的內部容易產生淤積的位置。旁支管路和主管路之間設有電動閥門，閥門的電氣控制接入一體化預制泵站的控制柜系統，和水泵控制相關聯。        當一體化預制泵站中的水泵運行起動時，通過設定的控制程序打開旁支管路上的電動閥門，出水主管路內的部分壓力水從旁支管路流過，由于旁支管路管徑較小，使得流出的壓力水成為高速水流，高速水流對準一體化預制泵站井筒內部容易淤積的地方進行沖刷，使一體化預制泵站內沉積的雜質在水流重新沖擊下隨著水泵的運行而被輸送至一體化預制泵站外排出。根據一體化預制泵站具體運行工況，可以在控制系統中智能地調節電動閥門的啟閉以及開啟間隔。   圖6  管路結構優化設計 3.液位控制        當泵站處于枯水期時，液面降低至最低至設置的最低水位后，因為枯水期沒有液流進入泵站，導致液位不會上升到常規起泵位置，長時間的停泵期會導致一體化預制泵站井筒內污水中雜質逐漸沉淀、吸附，甚至水汽蒸發后沉積物結塊。這樣會導致泵站再次啟動后，沉積物根本無法排出泵站。        針對這一問題，對一體化預制泵站控制系統做出設定，系統判定水泵長時間停機狀態時，起動枯水期模式：控制系統關閉泵站出口總閥，打開反沖洗裝置中的電動閥門，控制水泵間隔一段時間后短時間運行（例如每間隔6h，水泵起泵運行2min），保證泵站內部污水不沉積，直至泵站下一次完全起動。 四、結語        對于污水一體化預制泵站中常見的固體雜質及其淤積問題的處理，上述方法已經在實際生產中證明了其有效性，得到了用戶的認可。但是對于污水一體化預制泵站內部的另一種污染：油污及漂浮垃圾，根據用戶反饋，上述措施還不能有效解決。對于國內的一體化預制泵站的優化，還需要堅持不懈的努力。