关于污水处理厂泵的选型、管理维护与故障分析

水泵，作为污水处理厂所有的设施中最为基础的一部分，其能否正常运行直接影响到污水处理厂的经济效益。鉴于污水的类型多样，如工业废水、生活污水等，工业废水中成分又各不相同，因此污水处理工艺对泵的需求也各不相同。不过总的方向是无堵塞、磨损慢、寿命相对较长、防腐蚀、节能环保以及高效。

目前国内泵厂家生产的泵，在效率和寿命上与国外仍然有差距，但是国外的泵价格高，交货期长，维护成本高，零配件价格昂贵且供货难，使得污水厂生产稳定性受到一定程度的制约。相比之下，国内泵在工艺上已经是比较成熟了。

 

今天，小编就和水友们聊聊泵的选型、运行维护以及水泵出了故障该如何解决的问题，目录如下，大家可则需阅读：

 

• 污水厂常用泵的种类

• 污水泵的选型

• 污水泵的运行管理（潜水泵、螺杆泵）

• 污水泵常见故障及处理方法

 

 

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污水厂常用泵的种类

 

潜水污水泵（WQ系列）

 

WQ系列潜污泵属于离心泵，主要工作原理是泵和潜水电动机组合成一体在水下进行作业，上部为潜水电动机，下部为泵体，电动机运转直接带动叶片作业，结构简单，水泵与出水管自耦连接，依靠配电柜、控制柜，可远程控制。WQ螺旋离心泵的性能曲线和无过载功率曲线如图所示。

在市政污水处理厂主要于各工艺段的污水提升及输送。常用于进水泵房、出水泵房、中水、回流及井坑排水等。部分项目会用于污泥的输送和回流。具有操作简单，监控方便，也可自动变频，节省人力，绿色节能的优点。

 

计量泵

 

计量泵常选用机械隔膜泵，用于添加污水处理药剂，如聚合氯化铝、乙酸钠和次氯酸钠等。该类泵具有计量精确，冲程和转速与流量成严格正比关系，便于生产部门准确控制药剂用量。

 

单螺旋杆泵

 

单螺杆泵将污泥池中流入的污泥输送至离心机。螺杆泵损失小，经济性能好，流量均匀，转速高，压力高而均匀，能与原动机直联。单螺杆泵的技术目前相对比较成熟，国外品牌的单螺杆泵的关键部位（磨损部位） 采用的材质及处理工艺优于国产品牌，因此国外品牌的单螺杆泵使用寿命要长于国产品牌，而国产品牌的性价比高于国外品牌。

 

其他类型泵

 

污水处理厂还需要用到蠕动泵（用于取样机）、射流泵、真空泵、多级离心泵、深井泵及管道泵等，需要根据污水处理厂的工艺要求具体选型。

 

 

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污水泵的选型

 

在污水处理厂中，水泵主要用于进水提升、三级处理提升、污泥回流以及剩余污泥排放等。根据通过介质的特点，大多使用专用的污水泵，如潜水排污泵和污泥螺杆泵。在具体的选型上应遵循以下原则：

 

• 泵应满足扬程和流量的技术要求，其运行工作点应在高效区的范围内。

• 水泵在长期运行中，多年平均扬程下的装置效率高，运行维护费用少。

• 在校核最高扬程下, 水泵能正常高效工作。

 

基于上述原则，对水泵选型可以从以下几个方面入手：

 

1）泵稳定运行工况点的确定

 

水泵安装到特定管路系统中，实际工作扬程和流量不仅与泵本身的性能有关，还与管路的特性有关。

管路特性曲线和泵特性曲线

 

管路的He－Qe曲线与泵的H－Q曲线的交点是泵的运行工况点，即m点对应的流量Qm和扬程Hm，就是泵最佳的流量和扬程；管路的NPSHa－Q曲线和泵的NPSHr－Q曲线的交点是输送系统的临界汽蚀点，泵的工作流量必须小Qd，否则会发生汽蚀。

 

泵的特性曲线由泵实际测试得到，一般由泵厂家提供。管路装置的特性曲线也应该由实际测得，但设计前无法实测，常由经验公式进行估算。

 

2）对于流量Q的选定

 

对于流量变化不大的场合，水泵流量直接根据需要的流量选定。对于进水提升泵，流量具有不定性和时间周期性，即高点和低点的差异较大，此时，不能以最高点流量为选型值，因为这样会造成大部分的运行偏离高效区，增加运行费用和能量损失。一般可取Q＝Qmax /1.2。

 

 

3）对于扬程H的确定

 

流量确定后，确定泵的进出口管径，完成整个管路的布置，确定扬程。在实际选择中，往往将管路的阻力系数取得偏大，另在选择泵的型号时，又增加了一个扬程余量，这样造成了实际运行的流量偏大，造成如下结果：

 

• 流量增大时，泵的轴功率增大，而电动机的效率不变，所以输入电动机的功率必然增大。过大的功率使电动机处于超负荷的运行状态，可能会造成发热甚至烧坏电动机。

 

• 如果流量大到超过Qd，会发生汽蚀产生振动，严重影响泵的使用寿命。因此，在选泵的扬程时不应过于保守，要尽量接近管路实际扬程，一般来说， 不能超过管路实际扬程的1.1倍。

 

最后，根据确定的Q和H，选择合适的泵的型号。需要注意的是，实际选择中，原则上选择的应该是最接近泵的性能曲线和装置性能曲线交点的泵的型号，泵的最佳运行点尽量在泵效率曲线的高效区。

 

 

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污水泵的运行管理

 

潜水泵的运行管理

 

1）调节液位使水泵运行在最佳工况点

 

在设备选型后，水泵的特性曲线和装置的特性曲线的交叉点为最佳运行工况点。

 

但是，随着水泵运行时间的增加，必然伴随着水泵效率的降低及过流部件的磨损，其中影响泵特性曲线最严重的参数为泵的叶轮磨损，叶轮磨损后，相当于泵的H－Q曲线下移，使得流量和扬程都有变小的趋势，为了保持原有处理水量，又不增加水泵数量，可以通过调整液池浮球，增高储水池液位，储水池液位增高后，装置的He－Qe曲线必然有右移的趋势，这时，两条曲线的交叉点的扬程变小，流量保持不变。

 

这样可以保证水泵一直在最佳的工况点运行，既满足了工艺需要，又减小了设备损耗，有利于延长设备的经济使用寿命。

 

2）潜水泵的日常检查及维护保养

 

值班人员应做到一听、二看、三摸、四记录。即一听设备运行噪声是否合理，二看报警单元是否有泄漏和过热报警信号，三摸导杆振动是否正常，四记录水泵运行的流量和电流。以上检查如有问题，需及时进行分析原因并上报。

 

维修人员定期检查潜水电缆松紧情况，钢丝绳或导链是否有磨损，是否固定好，是否有垃圾；定期检查水泵的三相相间电阻是否平衡，对地绝缘电阻是否低于1MΩ；定期检查电气保护装置是否可靠，定期对接线端子进行紧固。

 

每半年检查一次油室油质，是否有泄漏，并强制进行更换；检查叶轮磨损情况，确定是否需要修补和更换。

 

每年进行一次全面的预防性检修，包括：

• 更换所有O形密封圈；

• 检查轴承磨损情况，并添加新的润滑脂；

• 检查机械密封磨损状况，确定是否需要更换；

• 检查叶轮的磨损情况，检查叶轮和泵体之间的密封环磨损状况，确定是否需要修补和更换；

• 检查电动机定子绝缘情况，是否有扫膛损伤痕迹；

• 检查泵底是否有积沙和污堵，检查池底是否有沉沙，是否需要停水清淤。

 

螺杆泵的运行管理

 

奈莫泵（单螺杆泵）是一种容积式泵，在污水厂输送含固体颗粒的污泥、化学药剂方面有着广泛的应用。

 

其工作原理是：螺杆泵工作时，液体被吸入后进入转子与定子形成的密封空腔，由于转子的转动，液体跟随密封空腔沿着轴向由泵的吸入侧向排出侧运动，连续的吸入和排出实现了液体的输送功能。

 

1）螺杆泵的变速运行

 

在污水厂中，螺杆泵一般与污泥脱水机配套使用，不管是输送需处理的污泥，还是输送絮凝剂，对输送介质的流量有严格的控制。

 

螺杆泵的输送流量和输送压力无关，输送压力只与螺杆泵的级数有关系，而流量和转速有严格的正比例关系。所以需要控制输送流量时只需通过配备变频器调节电动机转速或者通过带无级调速实现。

 

2）运行中的保护 

 

在定子上一般安装了温度传感器，用来探测定子的温度，如果出现介质缺少而干运行的情况，定子和转子的磨损会非常大，而且温度伴随着摩擦而越来越高，进一步加大了磨损。所以目前所有螺杆泵厂家都把干运行保护定为设备采购必备单元。

 

3）螺杆泵正常运行对工艺前置处理单元的要求 

 

螺杆泵的定子一般为橡胶材质，转子为不锈钢材质，如果输送介质中含有沙粒，会造成定子和转子的双重磨损，由于加工工艺和材料的要求，目前国内生产的替代品的质量还不过关，进口备件价格昂贵；而且在后续的污泥处理单元，离心式脱水机的过流部件对沙粒的敏感性更为强烈。所以应尽量减少输送介质中的沙粒。

 

螺杆泵运行前置工艺处理单元中曝气沉砂池的吸砂泵和砂水分离器设备是用来清除污水中的沙粒，一定要保证其正常运行，以减少污泥中的沙粒，延长螺杆泵的使用寿命。

 

 

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污水泵常见故障及处理方法

 

由于水泵的型号、使用程度、使用方法各异，发生故障和问题也多种多样，以下对于经常见到的水泵故障、故障原因及具体的处理方法进行了总结。

 

1）无法启动

 

水泵无法启动可能是电源或者是水泵自身故障两方面的原因。

 

具体处理方法如下：

 

首先查看电源的供电情况，看看电源的接头否牢靠，开关是否紧密，保险丝是否完好。如果出现短路、短路、保险丝烧坏等问题，应及时进行修复。如果不是电源问题，应检查水泵自身有没有故障。

 

应作如下检查：

 

• 是否是填料太紧导致叶轮与泵体间有杂物。

• 泵轴是否发生弯曲或者生锈。如果有上述问题，应将填料放松，同时对引水槽进行疏通，或者拆去泵轴进行校正或更换新泵轴。

 

2）水泵不上水或者流量不足

 

水泵不上水或者流量不足很有可能是吸水管有漏水现象或者底阀出现漏气，但还有下面几种可能的原因：

 

• 进水口发生堵塞；

• 底阀在水下的深度不够；

• 水泵运转速度不够；

• 叶轮磨损过于严重；

• 吸水达不到或者超过指定高度：也有可能不是水泵本身的问题，而是当地水量太小。

 

处理方法如下：

 

1、查看这时水泵的电流电压是否有异常。如果电流明显变小，比如只有平常的一半或者稍多，就有可能是叶轮磨损或者止逆阀出现堵塞现象。如果跟平时电流相比没有太大差异，有可能是管垫、管子或是泵体出现了漏水现象。倘若比平时的电流还大，就要从易损件的磨损方面找问题。

 

2、对吸水管和底阀进行检查，查找是否有漏气源。对进水口的淤泥等堵塞物进行清除。查看底阀的入水深度，确保不小于进水管直径的2倍，如果不够要加深底阀的入水深度。

 

3、检查电压，看是否是因为电压过低带动不起来。或者动力与转速不相配套或者出现皮带打滑现象，造成转速过低。

 

3）电动机过热

 

电动机过热的原因有很多，可能是因为电源电压过高、或者是水泵或者电动机本身出现了问题等等。

 

处理方法如下：

 

1、检查电源电压：如若电压变化浮动很大，就是因为电压不稳造成的，应暂时立即停止使用，以防造成更严重的后果。或者对电动机安装相应的散热保护措施进行保护。

 

2、查看水泵：有可能是水泵的选用与电动机不配套，使电机长时间运行后温度过高；还有可能是工作时间超过了电动机的规定工作时间，此时，应该严格限制使用时间和次数，选用正确的热保护，并且要按说明书上标定的定额使用。

 

3、查看电动机本身的接线：有可能是接线错误造成的高温，如果接线错误要迅速接回正确的方法。

 

4、检查是否是通风系统出现问题：看看风扇有没有被损坏，风扇的旋转是不是正确，有没有异常物把通风孔堵塞。

 

5、查看电动机的绕组：如果绕组受潮或者是绕组上有灰尘、沙粒等附着物，有可能会导致绕组的绝缘性降低，应立刻予以清除。

 

6、查看周围环境：当周围温度高于 35 度时，会使进风的温度升高，造成电动机的过热，应尽量改善工作环境。比如搭建荫棚来遮阳等等。

 

4）功率损耗过大

 

功率损耗的原因有以下：

 

• 螺旋杆的运转速度太高。

• 水泵的主轴出现弯曲或者水泵与电机的主轴出现不同心或者不平行现象。

• 选用了不适合的水泵扬程。

• 水泵中有堵塞物。

• 电机的滚珠或轴承出现损坏。

 

处理方法如下：

 

• 首先对电路电压进行检查，减少水泵的转速。

• 对水泵主轴进行矫正，对水泵与电机的位置进行相对调整。

• 尽量选择适合扬程的水泵。

• 清理水泵中或者周围的泥沙等堵塞物。

• 将电机的滚珠轴承进行更换。

 

5）泵体出现剧烈的振动

 

水泵出现剧烈震动原因有如下几个：

 

• 电动转子出现不平衡转动的现象。

• 轴承出现磨损发生弯曲。

• 水泵转动部分零件出现松动、破损。

• 管路支架不稳，出现晃动。

• 水泵安装不牢或者安装过高。

• 电机滚珠轴承损坏。

• 水泵主轴发生弯曲，主轴与电机主轴不平行。

 

处理方法如下：

 

• 安装是尽量保证水泵的平稳，水泵不宜装得过高。

• 对水泵的电机轴进行更换。

• 矫正发生弯曲的主轴，调整电机与水泵的位置使两者平行。
  
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