污水厂的处理流程中的工艺细节管理（四）

污水提升泵作为污水厂污水提升设备，对全厂的工艺管控起到整体调控的作用，根据预先设定的恒液位或者恒流量的运行模式，决定了厂内设施、设备、活性污泥的微生物系统的处理冲击负荷的变化，可以说对污水提升泵的精确管理的运行，是系统进水平稳的首要条件。污水厂应该结合地方污水主管部门的要求，灵活应用厂内的调节措施，在保证进水液位的控制下，尽力实现进水量的平稳，减少每日不同时段水量变化带来冲击负荷对活性污泥系统的影响。

污水提升泵在工艺功能上对整个污水厂承担了重要的负荷控制作用，在能耗上也是在污水厂中所占的比例较高的设备，因此对污水提升泵的精细化管理中，针对污水提升泵的能耗控制也是日常管理中的重要的内容。

污水提升泵是通过电机驱动叶轮转动，将输送的污水赋予一定动能，并通过管路将其输送到指定地点的一种设备，这种设备由于是将电能转化为机械能，因此在转化过程中一定存在能量的损失，在运行中，需要通过合理的调控，将这部分的能量损失降低到最低，也就是保持水泵的高效运行，相对意义上也就是实现水泵的节能降耗运行（这里要注意污水处理设备的节能降耗运行不仅仅是简单的停运或者降频运行，将设备的运行效率提升起来，把能量的转化率提到可调控的最高点，这也是节能降耗运行的方式）。在确定了水泵能耗调整的目标：提升水泵的能量效率之后，就要围绕提升水泵的能效提升进行细化管理。

对于水泵的能效提升，需要了解水泵的工况曲线，水泵的流量、扬程、功率和效率是主要的性能参数。这些参数之间的关系，可通过实验测定。水泵生产部门将其产品的基本性能参数用曲线表示出来，这些曲线称为离心泵的特性曲线，这个曲线图一般会在水泵包装中随机附带的样本手册中查询到。在污水设备安装时，要注意收集这些设备资料，对于今后的精细化运行都有非常重要的指导意义。

这些样本中附带的水泵的特性曲线是提升液体在水泵内赋能后的可测量的数据表达，这三条曲线是根据试验的方法（水泵厂家在实验装置上，启动水泵后，逐渐开启水泵出口阀门改变其流量，测得一系列的流量及相应的扬程和轴功率，然后将H-Q、N-Q、η一Q曲线绘制在同一张坐标纸上，即为某种型号的离心泵在一定转速下的特性曲线），不同的水泵特性曲线不同，水泵的特性曲线由设备生产厂家提供，并会随机配给用户。

上图是一个水泵的特性曲线的图，水泵的特性曲线——指泵的扬程（即泵的能量供应）与流量的关系曲线，在一定转速n下，列出扬程（H）、轴功率（N）、效率（η）以及允许吸上真空高度（HS）等随流量（Q）变化的函数关系称为特性曲线：流量-扬程曲线Q—H；粉色的流量-轴功率Q—N曲线；红色的流量-效率曲线Q—η;；蓝色的流量-容许吸上高度曲线Q—H_S(或Q—H_SV)。它反映水泵的运行的基本性能的变化规律，是选择和使用的依据。作为运行管理人员要学会看懂这张图，才能确定水泵高效运行的控制区域。

     通过红色的流量效率Q—η曲线可以看到，在流量在24m³/h时，水泵的运行效率最高，为80%左右，这时的可吸上高度是20m（可吸上高度也就是水泵的实际扬程，是指泵房水面到水泵出水管、渠处的液位高度），这也是水泵的最高效的运行点位。但是实际上，在实际应用中水泵的运行是一个波动的变化情况，因此不可能稳定的保持在一个高效点运行，一般来说，把低于高效点的90%范围都成为高效段，也就是效率在72%~80%之间的范围，这个范围对应的流量是18~28m³/h，对应的可吸上高度是18~25m，水泵在这个区间运行就是它的高效段，偏离这个区域效率就会下降，同时还会带来水泵的非正常的运行工况，可能会造成水泵的电耗高；电机可能过载烧毁；叶轮气蚀，运行不平衡导致剧烈震动等，严重时导致水泵损毁的情况出现。

通过阅读水泵的样本中的特性曲线，可以找到水泵的运行的高效段。但是污水厂的运行人员往往会发现，在实际运行工况下，是无法满足水泵的高效区域的，比较常见的一种情况是污水厂为了避免大量栅渣快速通过粗格栅、水泵，一般会把水泵泵坑内液位控制较高，这样栅渣大部分漂浮在水面上，对格栅的压力较小，同时高液位也可以充分保护水泵电机的冷却运行，不造成水泵的电机烧毁，这样的控制思维下，导致水泵泵坑内的液位过高，水泵的实际可吸上扬程小于设计扬程，水泵流量增大，偏离水泵的高效段。造成水泵的异常运行工况；同时随时段变化的进水量也使污水提升泵的运行不断地在高效段内外来回波动，造成水泵的运行不稳定。

为了提升水泵的运行效率，较多的污水厂采用的是使用变频调节流量来进行水泵的运行，但是变频调节具有一定范围，当频率调控到一定程度，水泵可吸上高度低于实际提升高度时，水泵无法将水提升到出水管渠处，从而限制了水泵的调控范围。

合理的调控措施，应从两个方面进行：1、保持恒液位运行，2、合理的置换不同流量的水泵，进行相互组合匹配每日各时段的流量值。

恒液位运行可以结合污水管网的管控，保持在一定的泵房液位高度运行，这样保持了水泵的可提升高度的Hs的稳定，但是对工艺系统来说，恒液位运行就意味着冲击负荷要随时间段变化而出现，泵房无法起到削峰平谷的作用，对工艺运行造成一定的压力。

合理的置换不同的流量水泵，在污水厂的设计之初，大部分水泵都是根据全天的平均水量计算后采用的同一型号水泵，便于水泵的采购和安装，但是同一型号水泵的可调控流量较小，满足不了污水厂实际进水的高峰低谷的变化需求，因此在污水厂的精细管理中，应对这些水泵进行调整，更换不同流量的水泵或者叶轮，来适应不同的流量，保持水泵的高效运行，实现节能降耗。不同时段的流量统计需要污水厂进行长期的日流量变化记录和分析，最终得出不同时段的流量值，根据这个流量值，选择最为合理的水泵流量组合，提升水泵的运行效率。

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知识点：污水厂的处理流程中的工艺细节管理