高廷耀《水污染控制工程》第4版上册笔记和课后习题(含考研真题)详解(排水泵站的设计)【圣才出品】

高廷耀《水污染控制工程》第4版上册笔记和课后习题（含考研真题）详解

第五章排水泵站的设计

5.1复习笔记

【知识框架】

【重点难点归纳】

一、排水泵站的功用和设置地点

1．泵站的功用

①目的是把离地面较深的污水提升到离地面较浅的位置上。设在管渠中途的泵站称为中途泵站，设在管渠系统末端的泵站称为终点泵站。

②当污水和雨水需要直接排入水体时，假如管道中的水位低于河流中的水位，需要设置终点泵站。

③当设有污水处理厂时，在处理构筑物前面常需设置泵站；在污水处理厂内，污泥的处理和利用过程中，一般都需设置污泥泵站。

④在某些地形复杂的城市，有些地区比较低洼，这里的污水往往需要用水泵输送至高位地区的干管中，另外，一些低于街管的高楼的地下室，地下铁道和其他地下建筑物的污水也需要用泵提升送入街管中，这种泵站常称为局部泵站。

2．设置地点的选择

①选择排水泵站的位置时，应考虑当地的卫生要求、地质条件、电力供应以及设置应急出口渠的可能性；

②排水泵站应与居住房屋和公共建筑保持适当距离，以防止泵站的臭味和机器的噪音对居住环境的影响；

③中途泵站的设置受整个管渠系统的规划和街道干管与主干管之间高程上的衔接等因素的影响；

④有污水厂的管道系统的终点泵站，一般应设在污水厂内，以便于管理。

二、常用排水泵

1．几种常用排水泵

（1）离心泵

通常使用的排水泵是离心式的，叶轮的叶片装在轮盘的盘面上，转动时泵内主流方向呈现辐射状。

①分类

离心式排水泵有轮轴平放的卧式泵和轮轴竖放的立式泵两大类。

②特点

a．立式污水泵占地面积较小，能节省造价且水泵和电动机可以分别安放在适宜的地方；

b．立式污水泵轴向推力很大，泵轴又很长，各零件易遭磨损，故对安装技术和机件精度要求都较高，其检修也不如卧式泵方便。

（2）混流泵

混流泵构造基本上与离心泵相同，叶轮的设计不同，泵内主流方向介乎辐射与轴向之间。

（3）轴流泵

轴流泵的主流方向和泵轴平行，其叶片装在短柱状叶轮外缘的柱面上，呈现辐射状。

（4）螺旋泵

①构造

泵壳为一圆筒，也可以圆底形斜槽代替泵壳。叶片缠绕在泵轴上，呈现螺旋状，叶片断面一般呈现矩形。泵轴主体为一圆管，下端有轴承，上端连接减速器。减速器用传动轮连接电动机，构成泵组。泵组用倾斜的构件承托，泵的下端浸没在水中。

②特点

a．没有阻塞问题；b．结构简单，可自行制造；c．无需辅助设备；d．无需正规泵站；e．基建投资省；f．低速运行，机械磨损小，维修方便；g．电能消耗少，提升高度和提升流量相同时，螺旋泵的电能消耗小于其他类型的泵；h．运行费用低；i．占地较大。

（5）潜水泵

①定义

潜水泵是指能放在水中的泵组。潜水泵根据泵内主流方向的不同，可分为潜水离心泵、潜水轴流泵、潜水混流泵和潜水螺旋泵等。

②特点

无需正规的泵站，占地面积小；管路简单，配套设备少等。

（6）螺杆泵

螺杆泵应用范围很广，可输送一切流动介质甚至非流动物料，流量、压力稳定，无脉动，变转速即可改变输出流量，可作计量投加。吸入能力强，工作噪音小，无泄漏无温升。

（7）空气提升泵（器）

在污水处理厂中，空气提升泵可用于提升回流活性污泥。工作原理是利用回流活性污泥与泵内的混有气泡的活性污泥之间的相对密度差γ1－γ2造成的浮力。空气提升泵效率较低，但结构简单，管理方便。

2．排水泵的工作特性

（1）离心泵

离心泵的特点是流量较小，扬程较高，所以常用来提升污水。离心泵的轴功率曲线，见图5-1，表明，其最高效率点两侧下降较缓，比较容易控制在高效率状况下运行。Q p=0时，轴功率最小，所以应闭闸启动，以减少电动机的启动电流。

图5-1离心泵特性曲线

（2）轴流泵

流量大，扬程低，额定点效率较高，吸水高度很低，仅有1～2m。轴流泵常用于输送雨水，广泛应用于城市雨水防洪泵站、大型污水泵站、农业排灌泵站以及大型工矿企业的冷却水泵站中。轴流泵的特性曲线，见图5-2，表明，轴流泵随着流量的减小，泵轴功率反而增大，当Q p=0时，轴功率达到最大值。因此，轴流泵与离心泵相反，应在出水闸门开启时启动，以减小电动机的启动电流。

图5-2轴流泵特性曲线

（3）螺旋泵

扬程低，转速低，流量范围较大，效率稳定，适用于农业排水、城市排涝，尤其适用于污水厂提升回流活性污泥。当进水水位变化很大（进水量变化很大而引起的）时，可采用多台不同提升水量和不同提升水头的螺旋泵并列布置的方式以满足实际需要。

3．排水泵引水设备

（1）真空泵系统

真空泵启动迅速，效率高，尤其适用于大、中型水泵和吸水管较长的水泵系统；但操作较繁，自控复杂。目前使用的真空泵大多是水环式，其型号有SZB型、SZ型和S型三种。如图5-3所示为泵站内真空泵引水系统示意图。

①真空度表；②气水分离箱；③真空泵；④真空引水止水阀；⑤水泵

图5-3泵站内真空泵引水系统

（2）水射器（泵）