文章摘要：
0 概况
广州开发区污水处理厂主要收集和处理广州开发区西区的污水。由于区内地势平坦，无自然的地势落差,为便于污水的收集，在9.6
km2的服务区域内规划了10个泵站(见图1)。目前除1#，2＃泵站未建设，8＃泵站正在建设未投入使用外，其余泵站均已投入使用。由图1可见，由于进厂污水多次提升，其中部分污水提升多达4次，使得污水的输送成本较高。泵站设计不合理，增大了电耗量，使泵站污水输送每m3电耗高达0.132
kW·h。
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0 概况
广州开发区污水处理厂主要收集和处理广州开发区西区的污水。由于区内地势平坦，无自然的地势落差,为便于污水的收集，在9.6
km2的服务区域内规划了10个泵站(见图1)。目前除1#，2＃泵站未建设，8＃泵站正在建设未投入使用外，其余泵站均已投入使用。由图1可见，由于进厂污水多次提升，其中部分污水提升多达4次，使得污水的输送成本较高。泵站设计不合理，增大了电耗量，使泵站污水输送每m3电耗高达0.132
kW·h。
图1 进厂管网及污水提升泵站示意
该厂处理水量按首期3万m3/d，二期6万m3/d，三期9万m3/d进行总体规划。而目
前污水厂的设计处理规模为3万m3/d，实际进水水量仅为1.7万～2.5万m3/d，但直接进厂的泵站（3#，5#，7#）设计安装的泵均按9万m3/d配置。由表1可见，在首期日处理污水3万m3情况下，原设计配置的3用1备或2用1备的泵，实际为1用3备或
1用2备，且1用的泵常处于时开时停的状态，部分泵站甚至每小时仅开10
min。这样不仅对设备的损坏大，而且对厂区的工艺易产生较大的水量、水质冲击负荷，增大泵站和厂区污水处理电能消耗。
表1 直接进厂泵站的原泵配置及泵的工作情况
| 泵站名称 |
原泵配置情况 |
现阶段
日水量
(万m3) |
现阶段
平均流量
(m3/h) |
原单泵每小
时开机时间
(min) |
数量
(台) |
额定功率
(kW) |
设计流量
(m3/h) |
| 5# |
4 |
75 |
806 |
1～1.5 |
417～625 |
30～46 |
| 3# |
4 |
75 |
806 |
0.3～0.5 |
125～208 |
9～15 |
| 7# |
3 |
75 |
893 |
0.4～0.5 |
167～208 |
11～14 |
此外，由图1可见，由于厂区未另设提升泵站，直接进厂的3#， 5#，7#泵站的管网通过厂区配水井而全部连通，形成了长达4
km的管网系统。这就会出现当1个泵站抽水而其余2个泵站未抽水时，抽水泵站的水将进入另两个泵站的管网，从而降低了泵的实际抽水效率，增加了重复抽水的成本。
1 调整泵组
根据服务区用水计划(在相当长时间内，污水水量不会超过设计水量),以及各泵站的输水水量不同的情况，在厂现有泵的范围内对各进厂泵站的泵进行调整。例如，5＃泵站的日输水量为10000～15000
m3之间，则将原设计配置的4台功率75 kW的泵改为1台55 kW，2台75 k
W泵的配置；3#泵站的日输水量为3000～5000 m3，将其泵的配置由原来的4台75 kW的泵改为1台22
kW，1台55 kW；7#泵站的日输水量为4000～5000 m3，其泵的配置由原来的3台75
kW的泵改为1台22 kW，1台55
kW，通过重新调整主要泵站泵的配置，使泵站输送每m3污水的电耗下降了8％左右。
2 改造泵的叶轮提高抽水效率
原有的75 kW，55 kW泵，其扬程分别为31 m，41 m，远高于泵站至厂区的实际提升高度（约15
m），所以水泵在扬程方面浪费很大。也就是说，原泵的设计选型，与实际情况相差较大。当然，换泵是最简便的办法，但是全面换泵，需要大量的资金投入；利用现有的电机泵体，重新设计更换叶轮，也是一个好办法，但是因为原泵为日本生产，加上改泵的品种多、数量少，目前还没有联系到厂家愿意承担此任务（此项工作还在继续做）。为此，采取了叶轮切削调节的方式对水泵进行改造。所谓叶轮切削调节即通过沿外径车小水泵的叶轮，改变水泵的性能曲线，使之更接近实际所需的扬程及流量范围，从而提高水泵的抽水效率。
根据叶轮切削的比例定律和地区的实际情况，并结合所需流量、扬程和消耗功率，通过详细的理论计算，首先选取适当的车削比率，然后进行了水泵叶轮切削试验（见表2）。由表2可以看出，叶轮切削13%以后，水泵抽水效率提高了30%～40%。
表2 切削叶轮前后水泵效率测试
| 泵型 |
55 kW |
75 kW |
| 切削量 |
流量
(m3/h) |
实测功率
(kW) |
抽水效率
(m3/(kW·h)) |
提高效率
(%) |
流量
(m3/h) |
实测功率
(kW) |
抽水效率
(m3/(kW·h)) |
提高效率
(%) |
| 原叶轮 |
428 |
51 |
8.3 |
|
806 |
86 |
9.4 |
|
| 5% |
396 |
41 |
9.7 |
16.9 |
724 |
65 |
11.1 |
18.1 |
| 10% |
364 |
34 |
10.6 |
27.7 |
659 |
53 |
12.4 |
31.9 |
| 13% |
344 |
31 |
11.1 |
33.7 |
644 |
49 |
13.2 |
40.4 |
3 泵站自动化改造
原有的泵站，采用的是简单的继电器-接触器控制，完全靠人工控制，加上选泵过于保守，单台泵的容量选得较大，且扬程选取太高，无法实现合理调度，形成对厂区水质水量的冲击负荷，电能消耗较大。为此，在泵站机械设备改造完后，即进行自动化改造，在每个泵站配置一台PLC和一台变频器，通过水位测量仪检测泵房水位值，调节水泵使用的频率与开启数量，保持水泵在最佳效率范围内运行，减少能耗，避免因频繁启动对设备带来的损坏，实现了对厂区的均匀输水，保证厂区的水处理工艺经济平稳地运行，也避免了污水在管网的重复流动。此步改造完成后，输水电耗在前面改造的基础上又降低29.5%。
图2为该厂泵站2000～2001年的实际电耗情况。由图2可见，自2000年3月起到6月，通过对泵的合理调配和泵的叶轮改造，泵站的平均输水电耗从改造前的0.132
kW·h/m3 下降到 0.105
kW·h/m3左右；从2001年1月起到4月，自动化改造完成后，输水电耗又进一步下降到0.075
kW·h/m3左右 。
图2 2000～2001年泵站实际电耗情况
4 结语
广州开发区污水处理厂针对泵站的设计过于超前、设计量过大而与实际使用差距较大造成泵站输水电耗过高的情况，采取了多种改造措施。全部改造完成后，整个泵站实际输水电耗比改造前降低了43.9
％。
◇作者通讯处： 510730 广州开发区污水处理厂
○电话：（020）82099909
○E-mail:maito:guihongyanemail@sina.com
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