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1、第第5 5章章 排水泵站工艺设计排水泵站工艺设计 5.1 5.1 概述概述 5.2 5.2 污水泵站的工艺特点污水泵站的工艺特点 5.3 5.3 雨水泵站的工艺特点雨水泵站的工艺特点 5.4 5.4 合流泵站的工艺特点合流泵站的工艺特点 5.5 5.5 螺旋泵站的工艺特点螺旋泵站的工艺特点 5.1 5.1 概述概述 5.1.1 5.1.1 组成与分类组成与分类 (1)(1)组成组成 排水泵站的基本组成包括：机器间、集水池、格栅、辅排水泵站的基本组成包括：机器间、集水池、格栅、辅助间，有时还附设有变电所。助间，有时还附设有变电所。特点特点: :抽升的水不干净抽升的水不干净, ,含有大量的杂质含有
2、大量的杂质. . (2)(2)分类分类 排水泵站按其排水的性质，可分为污水排水泵站按其排水的性质，可分为污水( (生活生活污水、生产污水污水、生产污水) )泵站、雨水泵站、合流泵站和泵站、雨水泵站、合流泵站和污泥泵站。污泥泵站。排水系统中作用排水系统中作用: :中途泵站中途泵站 终点泵站终点泵站( (又叫总泵又叫总泵站站););泵房的平面形状泵房的平面形状: :圆形圆形/ /矩形矩形集水池与机器间的组合情况集水池与机器间的组合情况: :合建式合建式/ /分建式分建式启动前能否自流充水启动前能否自流充水: :自灌式自灌式/ /非自灌式非自灌式控制方式控制方式: :自动自动/ /人工人工/ /遥控
3、遥控 5.1.2 5.1.2 排水泵站的基本类型排水泵站的基本类型 排水泵站的类型取决于进水管渠的排水泵站的类型取决于进水管渠的埋没深度埋没深度、来水流来水流量量、水泵机组的型号与台数水泵机组的型号与台数、水文地质条件以及施工水文地质条件以及施工方法方法等因素。等因素。 选择排水泵站的类型应从选择排水泵站的类型应从造价、布置、施工、运行条造价、布置、施工、运行条件件等方面综合考虑。等方面综合考虑。 合建式圆形排水泵站合建式圆形排水泵站适于中、小型排水量，水泵不超适于中、小型排水量，水泵不超过过4台。台。优点：优点：圆形结构受力条件好，便圆形结构受力条件好，便于沉井法施工，降低工程造价，于沉井法
4、施工，降低工程造价，水泵启动方便，易于根据吸水井水泵启动方便，易于根据吸水井中水位实现自动操作。中水位实现自动操作。缺点：缺点：机器内机组与附属设备布机器内机组与附属设备布置较困难，当泵房很深时，工人置较困难，当泵房很深时，工人上下不便，且电动机容易受潮。上下不便，且电动机容易受潮。1、排水管渠；、排水管渠；2、集水池；、集水池；3、机器间；、机器间； 4、压水管；、压水管； 5、卧式污水泵；、卧式污水泵；6、格栅、格栅n合建式矩形排水泵站合建式矩形排水泵站1、排水管渠；、排水管渠；2、集水池；、集水池；3、机器间；、机器间； 4、压水管；、压水管； 5、立式污水泵；、立式污水泵；6、立、立式
5、电动机；式电动机；7、格栅、格栅适于大型泵站适于大型泵站优点：优点：在机组、管道和附属在机组、管道和附属设备的布置方面较为方便，设备的布置方面较为方便，启动操作简单，易于实现自启动操作简单，易于实现自动化。电气设备置于上层。动化。电气设备置于上层。不易受潮，工人操作管理条不易受潮，工人操作管理条件良好。件良好。缺点：缺点：建造费用高。当土质建造费用高。当土质差，地下水位高时，因不利差，地下水位高时，因不利施工，不宜采用。施工，不宜采用。n分建式矩形排水泵站分建式矩形排水泵站1、排水管渠；、排水管渠；2、集水池；、集水池；3、机器间；、机器间； 4、压水管；压水管； 5、水泵机组；、水泵机组；6
6、、格栅、格栅优点优点：结构上处理比：结构上处理比合建式简单，施工较合建式简单，施工较方便，机器间没有污方便，机器间没有污水渗透和被污水淹没水渗透和被污水淹没的危险。的危险。缺点：缺点：要抽真空启动，要抽真空启动，为了满足排水泵站来为了满足排水泵站来水的不均匀，启动水水的不均匀，启动水泵较频繁。泵较频繁。 小结小结设计要点设计要点： 水泵台数不多于四台的污水泵站和三台或以下的雨水泵站水泵台数不多于四台的污水泵站和三台或以下的雨水泵站，其地下部分结构采用其地下部分结构采用圆形圆形最为经济，其地面以上构筑物的最为经济，其地面以上构筑物的形式，必须与周围建筑物相适应。形式，必须与周围建筑物相适应。 当
7、当水泵台数超过水泵台数超过4台时台时，地下及地上部分都可以采用，地下及地上部分都可以采用矩形矩形或由矩形组合成的多边形或由矩形组合成的多边形；地下部分有时为了发挥圆形结；地下部分有时为了发挥圆形结构比较经济和便于构比较经济和便于沉井施工沉井施工的优点，也可以来取将集水池的优点，也可以来取将集水池和机器间分开为两个构筑物的布置方式，或者将水泵分设和机器间分开为两个构筑物的布置方式，或者将水泵分设在两个地下的圆形构筑物内，地上部分可以处理为矩形或在两个地下的圆形构筑物内，地上部分可以处理为矩形或腰圆形。这种布置腰圆形。这种布置适用于流量较大的雨水泵站或合流泵站适用于流量较大的雨水泵站或合流泵站。
8、对于抽送会对于抽送会产生易燃易爆和有毒气体的污水泵站产生易燃易爆和有毒气体的污水泵站，必须设，必须设计为计为单独的单独的建筑物，并应采取相应的建筑物，并应采取相应的防护措施防护措施。5.2 5.2 污水泵站的工艺特点污水泵站的工艺特点 5.2.1 水泵的选择水泵的选择 1、泵站设计流量的确定、泵站设计流量的确定 排水泵站的设计流量一般均按排水泵站的设计流量一般均按最高日最高时最高日最高时污水流量污水流量决定。决定。 一般小型排水泵站一般小型排水泵站(最高日污水量在最高日污水量在5000m3以下以下)，设，设l-2套机组；大型排水泵站套机组；大型排水泵站(最高日污水量超过最高日污水量超过1500
9、0m3)设设3-4套机组。套机组。 2、泵站的扬程、泵站的扬程)21 (hhHHHdssdSSHss吸水地形高度吸水地形高度(m)，为集水池内最低水位与，为集水池内最低水位与水泵轴线之高差；水泵轴线之高差；Hsd压水地形高度压水地形高度(m)，为水泵轴线与输水最高，为水泵轴线与输水最高点点(即压水管出口处即压水管出口处)之高差；之高差；hs和和hd污水通过吸水管路和压水管路中的污水通过吸水管路和压水管路中的水水头损失头损失(包括沿程损失和局部损失包括沿程损失和局部损失)。3、选泵要点、选泵要点(1)所选水泵所选水泵在集水池水位变化范围在集水池水位变化范围内都应在高效段内内都应在高效段内(2)水
10、泵水泵并联时并联时，联合运行与单泵运行时都应在，联合运行与单泵运行时都应在高效段内高效段内集水池中水位变化时水泵工况集水池中水位变化时水泵工况水泵并联及单独运行时工况水泵并联及单独运行时工况(3) 选用工作泵的要求是在选用工作泵的要求是在满足最大排水量的条件下满足最大排水量的条件下，减减少投资，节约电耗，运行安全可靠，维护管理方便。少投资，节约电耗，运行安全可靠，维护管理方便。 (A)流量选择：大小兼顾、型号整齐流量选择：大小兼顾、型号整齐 (B)泵的形式：污水泵站中泵的形式：污水泵站中一般选立式离心污水泵一般选立式离心污水泵；当；当流量大时，可选择轴流泵流量大时，可选择轴流泵；当泵房；当泵房
11、不太深时，也可选用不太深时，也可选用卧式离心泵卧式离心泵。对于排除含有酸性或其他腐蚀性工业废水。对于排除含有酸性或其他腐蚀性工业废水的泵站，应选择耐的泵站，应选择耐腐蚀的水泵腐蚀的水泵。排除污泥，应尽可能选。排除污泥，应尽可能选用用污泥泵污泥泵。(4) 备用泵选择：如果泵站经常工作的水泵不多于四台，备用泵选择：如果泵站经常工作的水泵不多于四台，且为同一型号，则可只设一套备用机组；超过且为同一型号，则可只设一套备用机组；超过4台时，台时，除安设一套备用机组外，在仓库中还应存放一套。除安设一套备用机组外，在仓库中还应存放一套。(5)考虑扩建考虑扩建 5.2.2 确定集水池容积确定集水池容积 在满足
12、安装格栅和吸水管的要求，保证水泵工作时的在满足安装格栅和吸水管的要求，保证水泵工作时的水力条件以及能够及时将流入的污水抽走的前提下，水力条件以及能够及时将流入的污水抽走的前提下，应应尽量小些尽量小些。 (1)全昼夜运行的大型污水泵站：全昼夜运行的大型污水泵站：不小于泵站中最大一不小于泵站中最大一台水泵台水泵5min出水量的体积出水量的体积。 (2) 小型污水泵站：能够满足小型污水泵站：能够满足储存夜间流入量储存夜间流入量的要求。的要求。 (3) 工厂的污水泵站：根据工厂的污水泵站：根据短时间内淋浴排水量来复核短时间内淋浴排水量来复核 (4)集泥池：根据从集泥池：根据从沉淀池、消化池一次排出的污
13、泥量沉淀池、消化池一次排出的污泥量或回流和剩余的活性污泥量计算确定或回流和剩余的活性污泥量计算确定(5)自动控制的污水泵站自动控制的污水泵站 集水池容积计算集水池容积计算 (A)泵站为一级工作时：泵站为一级工作时：(B)泵站分二级工作时：泵站分二级工作时：nQW40nQQW412 W集水池容积集水池容积(m3)； Q0泵站一级工作时水泵的出水量泵站一级工作时水泵的出水量(m3/h) ； Q1、Q2泵站分二级工作时，一级与二级工作泵站分二级工作时，一级与二级工作水泵的出水量水泵的出水量(m3/h) n水泵每小时启动次数，一般取水泵每小时启动次数，一般取n6。 5.2.3 机组与管道的布置特点机组
14、与管道的布置特点 1、机组布置的特点、机组布置的特点(a)适用于卧式污水泵；适用于卧式污水泵；(b)及及(c)适用于立式污水泵。适用于立式污水泵。2、管道的布置与设计特点、管道的布置与设计特点 (1)每台水泵应设置每台水泵应设置一条单独的吸水管一条单独的吸水管 (2)吸水管的设计流速一般采用吸水管的设计流速一般采用1.0-1.5ms ，最低，最低不不得小于得小于0.7ms ，以免管内产生沉淀。吸水管很，以免管内产生沉淀。吸水管很短短时，时，流速可提高到流速可提高到2.0-2.5ms 。 (3)压水管的流速一般压水管的流速一般不小于不小于1.5ms ，当两台或两，当两台或两台以上水泵合用一条压水
15、管而仅一台水泵工作时，其台以上水泵合用一条压水管而仅一台水泵工作时，其流速也不得流速也不得小于小于0.7ms，以免管内产生沉淀。以免管内产生沉淀。 (4)其它：每台水泵的压水管上均应装设闸门其它：每台水泵的压水管上均应装设闸门,污水泵污水泵出口一般出口一般不装设止回阀不装设止回阀；电气安全；防腐等。；电气安全；防腐等。 5.2.4 泵站内部标高的确定泵站内部标高的确定泵站内部标高主要根据泵站内部标高主要根据进水管渠底标高进水管渠底标高或或管中水位管中水位确定。确定。集水池集水池机器间底板标高机器间底板标高集水池最高水位集水池最高水位水泵轴线水泵轴线水泵基础标高等水泵基础标高等 5.2.5 污水
16、泵站中的辅助设备污水泵站中的辅助设备1、格栅：最主要的辅助设备、格栅：最主要的辅助设备2、水位控制器、水位控制器3、计量设备、计量设备4、引水装置、引水装置5、反冲洗装置、反冲洗装置6、排水设备、排水设备7、采暖与通风设施、采暖与通风设施8、起重设备、起重设备 5.2.6 排水泵站的构造特点及示例排水泵站的构造特点及示例(1)泵站往往设计成为半地下式或地下式。泵站往往设计成为半地下式或地下式。(2) 集水池应尽可能和机器间合建在一起，缩短吸水管路。集水池应尽可能和机器间合建在一起，缩短吸水管路。(3)辅助间辅助间(包括工人休息室包括工人休息室) 往往分开修建。往往分开修建。(4)当集水池和机器
17、间合建时，应当用无门窗的不透水的隔墙当集水池和机器间合建时，应当用无门窗的不透水的隔墙分开。集水池和机器间各设有单独的进口。分开。集水池和机器间各设有单独的进口。(4)在地下式排水泵站内，扶梯通常沿着房屋周边布置。如地在地下式排水泵站内，扶梯通常沿着房屋周边布置。如地下部分深度下部分深度超过超过3m时，应设中间平台时，应设中间平台。(5)在机器间的地板上应有在机器间的地板上应有排水沟和集水坑排水沟和集水坑。(6) 对于非自动化泵站，在集水池中应设置水位指示器。对于非自动化泵站，在集水池中应设置水位指示器。(7)当泵站有被洪水淹没的可能时，应设必要的防洪措施。当泵站有被洪水淹没的可能时，应设必要
18、的防洪措施。(8)集水池间的集水池间的通风管通风管必须伸到工作平台以下，以免在抽风时必须伸到工作平台以下，以免在抽风时臭气从室内通过。臭气从室内通过。(9) 集水池中一般应集水池中一般应设事故排水管设事故排水管。5.3 5.3 雨水泵站的工艺特点雨水泵站的工艺特点 5.3.1雨水泵站的基本类型雨水泵站的基本类型 “干室式干室式” “湿室式湿室式”1来水干管；来水干管；2格栅；格栅；3水泵；水泵；4压水管；压水管；5传动轴传动轴6立式电机；立式电机；7拍门；拍门；8出水井；出水井；9出水管；出水管；10单梁吊车单梁吊车 5.3.2 水泵的选择水泵的选择 (1)流量：应满足最大设计流量的要求，但也
19、必须考虑流量：应满足最大设计流量的要求，但也必须考虑到雨水径流量的变化。雨水泵的台数，一般不宜少于到雨水径流量的变化。雨水泵的台数，一般不宜少于23台以便适应来水流量的变化。台以便适应来水流量的变化。 大型雨水泵站按流入泵站的雨水道设计流量来选择水大型雨水泵站按流入泵站的雨水道设计流量来选择水泵，小型雨水泵站中泵，小型雨水泵站中(流量在流量在25m3h以下以下)，水泵的，水泵的总抽水能力可略大于雨水道设计流量。总抽水能力可略大于雨水道设计流量。 (2) 水泵的型号不宜太多，最好选用同一型号。如必须水泵的型号不宜太多，最好选用同一型号。如必须大小泵搭配时两种。如采用一大二小三台水泵时，小大小泵搭
20、配时两种。如采用一大二小三台水泵时，小泵出水量不小于大泵的泵出水量不小于大泵的13。 (3) 雨水泵可以在旱季检修，因此，通常不设备用泵。雨水泵可以在旱季检修，因此，通常不设备用泵。 (4)水泵的扬程必须满足从集水池平均水位到出水他最水泵的扬程必须满足从集水池平均水位到出水他最高水位所需扬程的要求。高水位所需扬程的要求。 5.3.3 集水池集水池(也称吸水井也称吸水井)的设计的设计 （1）在雨水泵站设计中，一般不考虑集水池的调节）在雨水泵站设计中，一般不考虑集水池的调节作用，只要求在保证水泵正常工作和合理布置吸水口作用，只要求在保证水泵正常工作和合理布置吸水口等所必须的容积。一般采用不小于最大
21、一台水泵等所必须的容积。一般采用不小于最大一台水泵30s的的出水量。出水量。（2）保证水泵良好的吸水条件。）保证水泵良好的吸水条件。 集水池设计的一般注意事项，见表集水池设计的一般注意事项，见表5-3。 5.3.4 出流设施出流设施 雨水泵站的出流设施一般包括出流井、出流管、超越雨水泵站的出流设施一般包括出流井、出流管、超越管管(溢流管溢流管)、排水口、排水口4个部分个部分 1、泵站；、泵站；2、出流井；、出流井；3、溢流管；、溢流管；4、出流管；、出流管；5、排出口、排出口 5.3.5 雨水泵站内部布置、构造特点与示例雨水泵站内部布置、构造特点与示例设计注意点：设计注意点：(1)机组布置机组
22、布置雨水泵站中水泵一般都是单行排列。雨水泵站中水泵一般都是单行排列。(2)吸水、压水管路吸水、压水管路吸水口、集水池吸水口、集水池压水管压水管(3)辅助设施辅助设施吊车吊车格栅格栅5.4 5.4 合流泵站的工艺特点合流泵站的工艺特点 5.4.1概述概述 在合流制或截流式合流行水系统设置的用以提升或在合流制或截流式合流行水系统设置的用以提升或排除服务区域内的污水和雨水的泵站为合流泵站。排除服务区域内的污水和雨水的泵站为合流泵站。 合流泵站的工艺设计、布置、构造等具有污水泵站合流泵站的工艺设计、布置、构造等具有污水泵站和雨水泵站两者的特点。和雨水泵站两者的特点。合流泵站设计选泵时，不仅要装设流量较
23、大的用以抽合流泵站设计选泵时，不仅要装设流量较大的用以抽送雨天合流污水的水泵，还要装设小流量的水泵，用于送雨天合流污水的水泵，还要装设小流量的水泵，用于不下雨时抽送经常连续流来的少量污水。不下雨时抽送经常连续流来的少量污水。 5.4.2 合流泵站示例合流泵站示例 5.5 5.5 螺旋泵污水泵站的工艺特点螺旋泵污水泵站的工艺特点 5.5.1概述概述 （1）组成：图示为螺旋泵站布置。污水由来水管，）组成：图示为螺旋泵站布置。污水由来水管，进入螺旋泵的水槽内，带动螺旋泵的电动机及有关的进入螺旋泵的水槽内，带动螺旋泵的电动机及有关的电气设备设于机器间电气设备设于机器间3内，污水经螺旋泵提升后进入出内，
24、污水经螺旋泵提升后进入出水渠水渠5，在渠道起端设置格栅，在渠道起端设置格栅4。1、来水管；、来水管；2、螺旋泵；、螺旋泵；3、机器间；、机器间；4、格栅；、格栅；5、出水渠、出水渠（2）优点：）优点：A、节约：可不设集水池，不建地下式或半地下式泵房，、节约：可不设集水池，不建地下式或半地下式泵房，节约土建投资。不需要封闭的管道，水头损失较小，节约土建投资。不需要封闭的管道，水头损失较小，电耗较省。电耗较省。B、 维护与检修方便：便于实行遥控和在无人看管的泵站维护与检修方便：便于实行遥控和在无人看管的泵站中使用，还可以直接安装在下水道内提升污水。中使用，还可以直接安装在下水道内提升污水。C、 构
25、造简单，便于安装：泵前可不必设置格栅。可取消构造简单，便于安装：泵前可不必设置格栅。可取消通常吸水喇叭管、底阀、进水和出水闸阀等配件。通常吸水喇叭管、底阀、进水和出水闸阀等配件。 D、特殊功能：用在提升活性污泥和含油污水时，不会、特殊功能：用在提升活性污泥和含油污水时，不会打碎污泥颗粒和矾花；用于沉淀池排泥，能使沉淀污打碎污泥颗粒和矾花；用于沉淀池排泥，能使沉淀污泥起一定的浓缩作用。泥起一定的浓缩作用。 （3）缺点：扬程低、占地大、有臭气）缺点：扬程低、占地大、有臭气 5.5.2 设计参数的选择设计参数的选择螺旋泵的直径和长度是两个主要的设计参数。螺旋泵的直径和长度是两个主要的设计参数。 5.5.3螺旋泵的安装螺旋泵的安装(1)斜槽斜槽(泵壳泵壳)的安装的安装(2)电动机安装方式电动机安装方式 5.5.4选泵举例选泵举例 5.5.4螺旋泵站实例螺旋泵站实例