淺議地埋式智能環(huán)保型污水泵站

王萍

【摘要】地埋式智能環(huán)保型污水泵站綜合利用粉碎型格柵機技術、水力旋流水面漂浮物清掃關鍵技術、無線遠程監(jiān)控技術等多種先進技術，解決了傳統(tǒng)泵站中存在的諸多問題。

【關鍵詞】污水泵站；智能環(huán)保；排水系統(tǒng)

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

隨著城鎮(zhèn)規(guī)模越來越大，城鎮(zhèn)的匯水面積也越來越大，污水輸送距離增加，造成污水管道埋深越來越大。一般來講，當埋深降至6 m時，就需要建污水泵站系統(tǒng)提升污水，降低管道埋深，減少管道建設費用。泵站系統(tǒng)設置數(shù)量，與一個城市地形坡度等有關，通常一個縣級城市一般要設置十多個污水提升泵站系統(tǒng)。

城市中的污水提升泵站在地理位置上一般非常分散。按傳統(tǒng)方式設計運行，污水經(jīng)管道收集至進水井，污水經(jīng)過粗細格柵過濾后流入集水池，最后由水泵提升至污水處理廠。泵站構筑物復雜，附屬建筑物多，泵站管理需要值班人員多，管理十分不便。另外，城市居住區(qū)內(nèi)的污水泵站，由柵渣打撈、存放等引起的臭味、蚊蠅等環(huán)境問題，對周圍市民工作生活影響非常大。

1、傳統(tǒng)提升泵站系統(tǒng)存在的不足

傳統(tǒng)提升泵站一般選用傳統(tǒng)機械格柵，部分靠人工清渣，對環(huán)境的污染比較嚴重，需要定期打撈柵渣、設置地上建筑，柵渣存放帶來臭味、蚊蠅等環(huán)境衛(wèi)生問題，殘渣定期外運，需要大量人力物力，日常運行費用高，通過格柵較大的漂浮物，容易堵塞水泵，燒毀電機；占地面積大，土建費用高，泵房多為半地下式，占地面積大尤其是附屬建筑物，如儲藏室、工具間及生活用的辦公室、休息室、廚房、衛(wèi)生間、會議室等均需要設置，導致占地面積大，土建費用高；管理費用高，每個泵站需建專門的泵房，有專人輪流值班，柵渣需定期外運，使日常管理費用比較高；工作環(huán)境惡劣，泵站位置比較分散，甚至在郊區(qū)野外，值班人員上下班交通不便，需要車輛接送，而且工作環(huán)境比較惡劣；安全性差，設備出現(xiàn)故障不容易發(fā)現(xiàn)，故障時間過長可能發(fā)生污水溢流，破壞環(huán)境的同時增大了勞動強度。

2、地埋式智能環(huán)保型污水泵站結(jié)構新技術介紹

2.1 粉碎型格柵機的應用

在地下格柵渠道里放置粉碎型格柵機，可將污水中的懸浮物粉碎。粉碎型格柵機有兩組或兩組以上刀片，刀片由高硬度合金鋼制成，整個完整的刀片組齒頭呈螺旋狀以便于捕捉懸浮物，在工作時，通過旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，污水中的污物在柵槽中通過粉碎型格柵機被粉碎，切割粒徑不超過10 mm，以保證污水泵正常工作。

2.2 集水池中采用水力旋流水面漂浮物清掃技術

集水池內(nèi)設置水力旋流自清池裝置，通過改變污水流態(tài)，由水泵將污水中懸浮物質(zhì)吸入提升排走。解決了地埋式無人值守泵站泵前集水池浮渣清除的關鍵技術問題。通過與水量相匹配的水力加速旋流污物清掃裝置與吸水喇叭口結(jié)合，可使集水池污水達到最佳旋流狀態(tài)，通過降低停泵液位等措施，由潛水泵將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，根據(jù)潛水排污泵吸水喇叭口位置和高度優(yōu)化達到最好的抽吸效果。

2.3 無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)應用

通過CDMA DTU無線通訊模塊，創(chuàng)建城市智能化排水系統(tǒng)安全管理平臺，遠程管理多個污水泵站，泵站不需要專人值守，泵站運行故障可通過網(wǎng)絡傳至電話或手機上。

2.4 采用自動遠程安全報警技術

解決了保證污水泵站運行安全問題。泵站系統(tǒng)出現(xiàn)水位、電流、軸溫、堵塞、盜竊等異常情況，系統(tǒng)會通過數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，把運行異常信息由無線網(wǎng)絡自動及時通知到手機或固定電話上。

3、地埋式智能環(huán)保型污水泵站優(yōu)點

a） 選用粉碎型格柵，無需人工清渣，無環(huán)境污染，不需要柵渣打撈；柵槽上部不需建地上建筑；無柵渣存放，不存在臭味、蚊蠅等環(huán)境衛(wèi)生問題；不需要柵渣外運，省去大量人力物力，節(jié)約日常運行管理費用；粉碎型格柵機柵前溢流格柵和溢流擋板結(jié)合，避免較大飄浮物越過現(xiàn)象，因而水泵一般不會堵塞；

b） 占地面積少，節(jié)省占地40%以上，土建低，節(jié)省土建費用約20%，采用占地面積較小的粉碎型格柵，節(jié)省了格柵間占地，省去儲藏室、工具間及生活用辦公室、休息室、廚房、衛(wèi)生間、會議室等附屬建筑物，無需建專門泵房，占地面積相對較小；

c） 系統(tǒng)自動化程度高，管理費用低，可節(jié)約70%以上，只需在監(jiān)控中心值班，不需每個泵站都設專門管理人員，節(jié)省人員管理費用，真正實現(xiàn)泵站無人值守；

d） 整個系統(tǒng)控制程度高，既可手動控制又可自動控制還可遠程控制，各臺水泵可以定時交替運行，如果一臺泵出現(xiàn)故障，備用泵自動投入工作；

e） 運行安全性強，系統(tǒng)采用先進的無線網(wǎng)絡監(jiān)控技術、自動化控制技術和粉碎型格柵機，及時處理設備運行故障，減少水泵堵塞幾率，增加運行安全性；

f） 管理方便，采用SCADA系統(tǒng)，通過無線傳輸方式，能夠及時方便了解掌握泵站現(xiàn)場生產(chǎn)和運行情況，實現(xiàn)各個泵站集中統(tǒng)一管理和遠程監(jiān)控；

g） 集水池浮渣自行排出，在水泵吸水口處，采用獨特設計，達到系統(tǒng)自動清潔，能有效抽吸浮渣或沉淀物，減少這些物質(zhì)殘存產(chǎn)生的異味對周圍環(huán)境的影響；

h） 地上景觀綠化，地下式泵房，頂部覆土后可綠化，無臭味、蚊蠅等引起的環(huán)境污染問題。

4、城市智能化排水系統(tǒng)安全管理平臺優(yōu)點

a） 在線監(jiān)控，通過無線網(wǎng)絡每個排水系統(tǒng)控制設備的運行參數(shù)如流量、液位、電機溫度、水壓等均可實時傳到監(jiān)控中心，同步監(jiān)測和控制排水系統(tǒng)控制設備的運行狀態(tài)；

b） 自動預警功能，泵站可根據(jù)正常運行參數(shù)，總結(jié)出正常運行的參數(shù)范圍。如運行數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤，系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動預警，并將預警信號及時通知到數(shù)個手機或固定電話上；

c） 具有自動遠程安全報警技術，泵站系統(tǒng)水位、電流、軸溫、堵塞、盜竊等出現(xiàn)異常情況時，報警系統(tǒng)能夠自動完成對信號采集、分析處理及傳送。能夠準確及時地通知到數(shù)個手機或固定電話上；

d） 數(shù)據(jù)采集及記錄存檔，對采集到的數(shù)據(jù)進行存檔管理。在必要時，可以把現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過大屏實時顯示和報警；

e） 無線傳輸，現(xiàn)場監(jiān)測終端可以將采集到的實時數(shù)據(jù)通過無線方式上傳到數(shù)據(jù)監(jiān)控計算機上；

f） 數(shù)據(jù)傳送速率高，傳輸容量大，每個排水系統(tǒng)控制設備信息采集點每次數(shù)據(jù)傳輸量在10 kbps內(nèi)。GPRS網(wǎng)絡傳送速率理論上可達171.2 kbit/s。

g） 遠程優(yōu)化調(diào)度，根據(jù)水量、水位等情況，由城市智能化排水系統(tǒng)安全管理平臺，優(yōu)化調(diào)度排水系統(tǒng)控制設備運行，最大限度地發(fā)揮排水系統(tǒng)的排水能力，在提高運行的安全可靠性的基礎上，提高系統(tǒng)運行效率。

5、傳統(tǒng)污水泵站與地埋式智能環(huán)保型污水泵站系統(tǒng)建設計運行管理費用對比

以6 000 m3/d的污水泵站為例，對兩種污水泵站的建設運行管理費用進行對比，見表1。

地埋式智能環(huán)保污水泵站與傳統(tǒng)泵站比較，建設費用節(jié)省115.60-69.47=25.23×104元，即節(jié)省21.82%。運行管理費用比較節(jié)省17.24-5.15=12.09×104元/a，即節(jié)省70.13%。

6、結(jié)語

良好的排水系統(tǒng)是城鎮(zhèn)生產(chǎn)、生活、交通、環(huán)境等各個方面高效率、高質(zhì)量運轉(zhuǎn)的必要條件。在整個城市排污系統(tǒng)中，城市污水提升泵站肩負城市排污的重要任務，關系到整個城市的城市安全。因此，針對傳統(tǒng)污水提升泵站存在的諸多不足，借鑒國內(nèi)外先進技術經(jīng)驗，開發(fā)了旋流自清潔技術，保證整個排水系統(tǒng)安全、高效、經(jīng)濟運行，以提高城市污水提升泵站安全性和現(xiàn)代化管理水平。