浅议地埋式智能环保型污水泵站

王萍

【摘要】地埋式智能环保型污水泵站综合利用粉碎型格栅机技术、水力旋流水面漂浮物清扫关键技术、无线远程监控技术等多种先进技术，解决了传统泵站中存在的诸多问题。

【关键词】污水泵站；智能环保；排水系统

Abstract： Buried intelligent environmental protection sewage pumping station made comprehensive utilization of a variety of advanced technology such as crushing type grille machine technology， key technology of hydrocyclone surface floater cleaning and wireless remote monitoring technology to solve the problems that exist in the traditional pump station.

Key words： sewage pumping station； smart environmental protection； drainage system

引言

随着城镇规模越来越大，城镇的汇水面积也越来越大，污水输送距离增加，造成污水管道埋深越来越大。一般来讲，当埋深降至6 m时，就需要建污水泵站系统提升污水，降低管道埋深，减少管道建设费用。泵站系统设置数量，与一个城市地形坡度等有关，通常一个县级城市一般要设置十多个污水提升泵站系统。

城市中的污水提升泵站在地理位置上一般非常分散。按传统方式设计运行，污水经管道收集至进水井，污水经过粗细格栅过滤后流入集水池，最后由水泵提升至污水处理厂。泵站构筑物复杂，附属建筑物多，泵站管理需要值班人员多，管理十分不便。另外，城市居住区内的污水泵站，由栅渣打捞、存放等引起的臭味、蚊蝇等环境问题，对周围市民工作生活影响非常大。

1、传统提升泵站系统存在的不足

传统提升泵站一般选用传统机械格栅，部分靠人工清渣，对环境的污染比较严重，需要定期打捞栅渣、设置地上建筑，栅渣存放带来臭味、蚊蝇等环境卫生问题，残渣定期外运，需要大量人力物力，日常运行费用高，通过格栅较大的漂浮物，容易堵塞水泵，烧毁电机；占地面积大，土建费用高，泵房多为半地下式，占地面积大尤其是附属建筑物，如储藏室、工具间及生活用的办公室、休息室、厨房、卫生间、会议室等均需要设置，导致占地面积大，土建费用高；管理费用高，每個泵站需建专门的泵房，有专人轮流值班，栅渣需定期外运，使日常管理费用比较高；工作环境恶劣，泵站位置比较分散，甚至在郊区野外，值班人员上下班交通不便，需要车辆接送，而且工作环境比较恶劣；安全性差，设备出现故障不容易发现，故障时间过长可能发生污水溢流，破坏环境的同时增大了劳动强度。

2、地埋式智能环保型污水泵站结构新技术介绍

2.1 粉碎型格栅机的应用

在地下格栅渠道里放置粉碎型格栅机，可将污水中的悬浮物粉碎。粉碎型格栅机有两组或两组以上刀片，刀片由高硬度合金钢制成，整个完整的刀片组齿头呈螺旋状以便于捕捉悬浮物，在工作时，通过旋转轴转动，污水中的污物在栅槽中通过粉碎型格栅机被粉碎，切割粒径不超过10 mm，以保证污水泵正常工作。

2.2 集水池中采用水力旋流水面漂浮物清扫技术

集水池内设置水力旋流自清池装置，通过改变污水流态，由水泵将污水中悬浮物质吸入提升排走。解决了地埋式无人值守泵站泵前集水池浮渣清除的关键技术问题。通过与水量相匹配的水力加速旋流污物清扫装置与吸水喇叭口结合，可使集水池污水达到最佳旋流状态，通过降低停泵液位等措施，由潜水泵将集水池中的漂浮物旋流吸入提升排走，旋流速度不小于0.9 m/s，根据潜水排污泵吸水喇叭口位置和高度优化达到最好的抽吸效果。

2.3 无线远程监控系统应用

通过CDMA DTU无线通讯模块，创建城市智能化排水系统安全管理平台，远程管理多个污水泵站，泵站不需要专人值守，泵站运行故障可通过网络传至电话或手机上。

2.4 采用自动远程安全报警技术

解决了保证污水泵站运行安全问题。泵站系统出现水位、电流、轴温、堵塞、盗窃等异常情况，系统会通过数据采集处理系统，把运行异常信息由无线网络自动及时通知到手机或固定电话上。

3、地埋式智能环保型污水泵站优点

a） 选用粉碎型格栅，无需人工清渣，无环境污染，不需要栅渣打捞；栅槽上部不需建地上建筑；无栅渣存放，不存在臭味、蚊蝇等环境卫生问题；不需要栅渣外运，省去大量人力物力，节约日常运行管理费用；粉碎型格栅机栅前溢流格栅和溢流挡板结合，避免较大飘浮物越过现象，因而水泵一般不会堵塞；

b） 占地面积少，节省占地40%以上，土建低，节省土建费用约20%，采用占地面积较小的粉碎型格栅，节省了格栅间占地，省去储藏室、工具间及生活用办公室、休息室、厨房、卫生间、会议室等附属建筑物，无需建专门泵房，占地面积相对较小；

c） 系统自动化程度高，管理费用低，可节约70%以上，只需在监控中心值班，不需每个泵站都设专门管理人员，节省人员管理费用，真正实现泵站无人值守；

d） 整个系统控制程度高，既可手动控制又可自动控制还可远程控制，各台水泵可以定时交替运行，如果一台泵出现故障，备用泵自动投入工作；

e） 运行安全性强，系统采用先进的无线网络监控技术、自动化控制技术和粉碎型格栅机，及时处理设备运行故障，减少水泵堵塞几率，增加运行安全性；

f） 管理方便，采用SCADA系统，通过无线传输方式，能够及时方便了解掌握泵站现场生产和运行情况，实现各个泵站集中统一管理和远程监控；

g） 集水池浮渣自行排出，在水泵吸水口处，采用独特设计，达到系统自动清洁，能有效抽吸浮渣或沉淀物，减少这些物质残存产生的异味对周围环境的影响；

h） 地上景观绿化，地下式泵房，顶部覆土后可绿化，无臭味、蚊蝇等引起的环境污染问题。

4、城市智能化排水系统安全管理平台优点

a） 在线监控，通过无线网络每个排水系统控制设备的运行参数如流量、液位、电机温度、水压等均可实时传到监控中心，同步监测和控制排水系统控制设备的运行状态；

b） 自动预警功能，泵站可根据正常运行参数，总结出正常运行的参数范围。如运行数据出现错误，系统可以实现自动预警，并将预警信号及时通知到数个手机或固定电话上；

c） 具有自动远程安全报警技术，泵站系统水位、电流、轴温、堵塞、盗窃等出现异常情况时，报警系统能够自动完成对信号采集、分析处理及传送。能够准确及时地通知到数个手机或固定电话上；

d） 数据采集及记录存档，对采集到的数据进行存档管理。在必要时，可以把现场数据通过大屏实时显示和报警；

e） 无线传输，现场监测终端可以將采集到的实时数据通过无线方式上传到数据监控计算机上；

f） 数据传送速率高，传输容量大，每个排水系统控制设备信息采集点每次数据传输量在10 kbps内。GPRS网络传送速率理论上可达171.2 kbit/s。

g） 远程优化调度，根据水量、水位等情况，由城市智能化排水系统安全管理平台，优化调度排水系统控制设备运行，最大限度地发挥排水系统的排水能力，在提高运行的安全可靠性的基础上，提高系统运行效率。

5、传统污水泵站与地埋式智能环保型污水泵站系统建设计运行管理费用对比

以6 000 m3/d的污水泵站为例，对两种污水泵站的建设运行管理费用进行对比，见表1。

地埋式智能环保污水泵站与传统泵站比较，建设费用节省115.60-69.47=25.23×104元，即节省21.82%。运行管理费用比较节省17.24-5.15=12.09×104元/a，即节省70.13%。

6、结语

良好的排水系统是城镇生产、生活、交通、环境等各个方面高效率、高质量运转的必要条件。在整个城市排污系统中，城市污水提升泵站肩负城市排污的重要任务，关系到整个城市的城市安全。因此，针对传统污水提升泵站存在的诸多不足，借鉴国内外先进技术经验，开发了旋流自清洁技术，保证整个排水系统安全、高效、经济运行，以提高城市污水提升泵站安全性和现代化管理水平。