污水廠的處理流程中的工藝細節管理（四）
污水提升泵作為污水廠污水提升設備，對全廠的工藝管控起到整體調控的作用，根據預先設定的恒液位或者恒流量的運行模式，決定了廠內設施、設備、活性污泥的微生物系統的處理沖擊負荷的變化，可以說對污水提升泵的精確管理的運行，是系統進水平穩的首要條件。污水廠應該結合地方污水主管部門的要求，靈活應用廠內的調節措施，在保證進水液位的控制下，盡力實現進水量的平穩，減少每日不同時段水量變化帶來沖擊負荷對活性污泥系統的影響。
污水提升泵在工藝功能上對整個污水廠承擔了重要的負荷控制作用，在能耗上也是在污水廠中所占的比例較高的設備，因此對污水提升泵的精細化管理中，針對污水提升泵的能耗控制也是日常管理中的重要的內容。
污水提升泵是通過電機驅動葉輪轉動，將輸送的污水賦予一定動能，并通過管路將其輸送到指定地點的一種設備，這種設備由于是將電能轉化為機械能，因此在轉化過程中一定存在能量的損失，在運行中，需要通過合理的調控，將這部分的能量損失降低到最低，也就是保持水泵的高效運行，相對意義上也就是實現水泵的節能降耗運行（這里要注意污水處理設備的節能降耗運行不僅僅是簡單的停運或者降頻運行，將設備的運行效率提升起來，把能量的轉化率提到可調控的最高點，這也是節能降耗運行的方式）。在確定了水泵能耗調整的目標：提升水泵的能量效率之后，就要圍繞提升水泵的能效提升進行細化管理。
對于水泵的能效提升，需要了解水泵的工況曲線，水泵的流量、揚程、功率和效率是主要的性能參數。這些參數之間的關系，可通過實驗測定。水泵生產部門將其產品的基本性能參數用曲線表示出來，這些曲線稱為離心泵的特性曲線，這個曲線圖一般會在水泵包裝中隨機附帶的樣本手冊中查詢到。在污水設備安裝時，要注意收集這些設備資料，對于今后的精細化運行都有非常重要的指導意義。
這些樣本中附帶的水泵的特性曲線是提升液體在水泵內賦能后的可測量的數據表達，這三條曲線是根據試驗的方法（水泵廠家在實驗裝置上，啟動水泵后，逐漸開啟水泵出口閥門改變其流量，測得一系列的流量及相應的揚程和軸功率，然后將H-Q、N-Q、η一Q曲線繪制在同一張坐標紙上，即為某種型號的離心泵在一定轉速下的特性曲線），不同的水泵特性曲線不同，水泵的特性曲線由設備生產廠家提供，并會隨機配給用戶。
上圖是一個水泵的特性曲線的圖，水泵的特性曲線——指泵的揚程（即泵的能量供應）與流量的關系曲線，在一定轉速n下，列出揚程（H）、軸功率（N）、效率（η）以及允許吸上真空高度（HS）等隨流量（Q）變化的函數關系稱為特性曲線：流量-揚程曲線Q—H；粉色的流量-軸功率Q—N曲線；紅色的流量-效率曲線Q—η;；藍色的流量-容許吸上高度曲線Q—HS(或Q—HSV)。它反映水泵的運行的基本性能的變化規律，是選擇和使用的依據。作為運行管理人員要學會看懂這張圖，才能確定水泵高效運行的控制區域。
通過紅色的流量效率Q—η曲線可以看到，在流量在24m3/h時，水泵的運行效率最高，為80%左右，這時的可吸上高度是20m（可吸上高度也就是水泵的實際揚程，是指泵房水面到水泵出水管、渠處的液位高度），這也是水泵的最高效的運行點位。但是實際上，在實際應用中水泵的運行是一個波動的變化情況，因此不可能穩定的保持在一個高效點運行，一般來說，把低于高效點的90%范圍都成為高效段，也就是效率在72%~80%之間的范圍，這個范圍對應的流量是18~28m3/h，對應的可吸上高度是18~25m，水泵在這個區間運行就是它的高效段，偏離這個區域效率就會下降，同時還會帶來水泵的非正常的運行工況，可能會造成水泵的電耗高；電機可能過載燒毀；葉輪氣蝕，運行不平衡導致劇烈震動等，嚴重時導致水泵損毀的情況出現。
通過閱讀水泵的樣本中的特性曲線，可以找到水泵的運行的高效段。但是污水廠的運行人員往往會發現，在實際運行工況下，是無法滿足水泵的高效區域的，比較常見的一種情況是污水廠為了避免大量柵渣快速通過粗格柵、水泵，一般會把水泵泵坑內液位控制較高，這樣柵渣大部分漂浮在水面上，對格柵的壓力較小，同時高液位也可以充分保護水泵電機的冷卻運行，不造成水泵的電機燒毀，這樣的控制思維下，導致水泵泵坑內的液位過高，水泵的實際可吸上揚程小于設計揚程，水泵流量增大，偏離水泵的高效段。造成水泵的異常運行工況；同時隨時段變化的進水量也使污水提升泵的運行不斷地在高效段內外來回波動，造成水泵的運行不穩定。
為了提升水泵的運行效率，較多的污水廠采用的是使用變頻調節流量來進行水泵的運行，但是變頻調節具有一定范圍，當頻率調控到一定程度，水泵可吸上高度低于實際提升高度時，水泵無法將水提升到出水管渠處，從而限制了水泵的調控范圍。
合理的調控措施，應從兩個方面進行：1、保持恒液位運行，2、合理的置換不同流量的水泵，進行相互組合匹配每日各時段的流量值。
恒液位運行可以結合污水管網的管控，保持在一定的泵房液位高度運行，這樣保持了水泵的可提升高度的Hs的穩定，但是對工藝系統來說，恒液位運行就意味著沖擊負荷要隨時間段變化而出現，泵房無法起到削峰平谷的作用，對工藝運行造成一定的壓力。
合理的置換不同的流量水泵，在污水廠的設計之初，大部分水泵都是根據全天的平均水量計算后采用的同一型號水泵，便于水泵的采購和安裝，但是同一型號水泵的可調控流量較小，滿足不了污水廠實際進水的高峰低谷的變化需求，因此在污水廠的精細管理中，應對這些水泵進行調整，更換不同流量的水泵或者葉輪，來適應不同的流量，保持水泵的高效運行，實現節能降耗。不同時段的流量統計需要污水廠進行長期的日流量變化記錄和分析，最終得出不同時段的流量值，根據這個流量值，選擇最為合理的水泵流量組合，提升水泵的運行效率。
延伸閱讀：
污水廠的處理流程中的工藝細節管理（一）
污水廠的處理流程中的工藝細節管理（二）
污水廠的處理流程中的工藝細節管理（三）
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