污水处理工程中水泵的选型
在污水处理工程中，水泵是整个系统中最为基础和关键的一环，能够直接影响到整个系统的处理能力、稳定性和经济性等。本文从水泵型号的选择入手，介绍了各类水泵的特点以及选型所需要注意的问题，对工程人员的设计工作有指导性意义。
引言
水泵是污水处理工程中必不可少的设备之一，其作用是将相对高程较低的污水提升至后续相对高程较高的处理单元，为污水处理的顺利进行提供足够的动力。水泵选型是否正确对整个系统的稳定性，投资和运行的经济性、运行效果的合理性都有着重大的影响。
1 影响水泵选型的因素
1.1 水泵安装现场的环境
通常在污水处理中所采用的水泵分为两种，一种安装于污水外，称为离心泵即干式泵，另一种直接安装在污水中，称为潜水泵。两种泵各有其优缺点，需根据不同的场合进行选择。
离心泵运行时，叶轮的叶片高速旋转产生离心力，将介质输送到高压端出口，并在吸入口形成负压吸入介质以此循环。由于其安装于污水外，运行时只有水泵的吸水管和叶轮淹没在污水中，能够保持设备的干燥，避免泵体受污染，方便后续的管理、养护及维修。但是由于其构造关系，如果水泵中没有水就无法进行介质的输送，且极易损伤叶轮和泵体导致设备损坏。
潜水泵的工作原理也是利用离心力，但由于泵体安装于水池内，运行时水泵及管件均淹没在水中，不存在进水管灌水及水泵吸程的问题，水池的有效容积会更大，其缺点是设备浸入污水中会受到腐蚀，养护管理及维修较为麻烦。
当污水处理厂占地面积不大，对水泵的安装环境无特殊要求，建议采用潜水泵；若水池深度超出水泵吸程，则必须采用潜水泵。当污水处理厂的占地足够大，且客户要求水泵安装于水池外，可以考虑采用离心泵。当水泵必须置于液体外，且启动液面低于水泵叶轮淹没水位时，必须选用带引水辅助设备的离心泵或自吸泵。
1.2 水泵输送的介质
污水处理中涉及到的污水种类繁多，有人们日常生活排放的生活污水，有工业生产中排放的生产废水，且不同行业排放的工业废水特性也各不相同，只有选择合适的水泵，污水处理工程的运行才能稳定和有效。
根据输送介质中所含杂质的多少可将水泵分为清水泵和污水泵两种。清水泵对输送介质的清洁度要求较高，一般要求介质中固体体积含量不超过0.1%，粒度不大于0.2mm，否则极易堵塞水泵，对泵体、叶轮造成损坏。污水泵的结构原理同清水泵一样，但进行了一些内部构造的更改，如加大水泵流道、增大叶轮间隙、取消叶轮护圈、增加锯齿片等，因此可以输送含杂质较多的介质。
针对各类污水选择水泵的原则如下：
1）对于清洁度较高，物理化学性质类似于清水的污水，如清洗废水、含油废水等，建议采用清水泵进行输送；
2）对于含有大量杂质（如较大固体颗粒、各种纤维）的污水，如生活污水、纺织业废水、造纸业废水等，必须选择污水泵来作业。
3）对于有腐蚀性的或高温的污水，必须有针对地选用特殊材质的耐腐蚀泵，如塑料、不锈钢等材质制造的水泵，否则泵体容易被腐蚀，使整个系统的运行受到影响。
1.3 水泵具体型号的选择
在选择水泵的具体型号前，首先需要根据具体的设计参数计算出所需水泵的流量和扬程，然后根据实际水泵的特性曲线进行比较和选择。
1.3.1 水泵流量的计算
与大型泵站相比，污水处理工程由于排水总量有限，且一般均设有较大的污水调节池，水泵的运行流量较为稳定。根据工程设计水量和设计水泵数量，即可计算出单台水泵的设计流量。
Q=Q总
n（m3/h）Q-单台水泵设计流量（m3/h）；
Q总-工程平均小时流量（m3/h）；
n-水泵台数（台）。
对于小流量的工程一般采用2台水泵，1用1备；对于大流量的工程可采用3台水泵，2用1备，运行时2台水泵同时运行，若使用中的水泵出现故障则更换备用水泵，故障水泵可拆下进行维修，这样备用水泵的投资比1用1备要更经济。采用多台水泵时应尽量选用同型号水泵，方便维护管理。
1.3.2 水泵扬程的计算
水泵总扬程由水泵吸水高度、扬水高度及管路水头损失三方面决定，一旦水泵流量、管径及管道布置确定，水泵设计扬程就可确定。
H≥h1+h2+h3+h4（m）H-水泵总扬程（m）；
h1-吸水管水头损失（m），一般包括吸水喇叭口、90°弯头、直线段、阀门，渐缩管等；
h2-出水管水头损失（m），一般包括渐扩管、止回阀、阀门、短管、90度弯头（或三通）、直线段等；
h3-集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差（m）；
h4-安全水头（m），估算扬程时可按0.5m~1.0m计；详细计算时应慎用，以免工况点偏移。
下面分别为不同安装高度水泵扬程的计算示意图
图1水泵扬程计算示意图
对于污水处理工程而言，水泵的主要作用是提升高程而不是长距离送水，输水管路一般不长，沿程阻力损失可忽略不计，水头损失只需计算局部阻力损失即可。
1.3.3 比较选择
通常水泵的制造商会针对其生产的每一款水泵提供如图2所示的H-Q曲线和-Q曲线。其中H-Q曲线为水泵的高程-流量特性曲线，-Q曲线为水泵的效率-流量曲线。针对每个不同的工程，计算得出实际所需要的水泵的高程为Hc，流量为Qc，在上图中显示为一个具体的坐标点（Qc，Hc）。
选取水泵的原则如下：
1）选取的水泵的H-Q曲线必须同时满足流量和扬程的要求。理想状态是（Qc，Hc）能落在曲线上，但实际工程中这种情况很少，此时必须在保证流量的前提下，让水泵工况点扬程略高于设计扬程，从H-Q曲线图上看也即所选择的水泵的H-Q曲线需要略高于工程需求点（Qc，Hc）。
2）一般水泵的工况点不会是水泵的最高效率点，但要求工况点应靠近水泵的最高效率点，以保证水泵的运行效率。从η-Q曲线图上显示为Qc位于η-Q曲线的波峰位置附近。同时，由于水泵在运行过程中，水池中的水位是变化的，水泵或者水泵组在这个范围内变化时都应处于高效区。
2 结论
本文从污水处理中水泵的选型出发，介绍了各类常用水泵的特点和使用要求，以及选择水泵型号需要考虑的关键点，供工程技术人员参考
WQ型潜水排污泵是污水泵系列产品里面比较常用到的一款泵类，因为它不需要另外建设泵房、通常建设一个泵房需要浪费不少的时间及成本也需要不少，QW潜水排污泵系列产品只需要接上出口管道把泵吊入到水池通上电源即可投入使用，大流量重量重的潜水排污泵可以选择耦合式安装对检修维护也及其方便。
WQ型潜水排污泵的选型方法及注意事项
1、生活污水的排放在选用潜水排污泵时它的流量应按生活排水设计秒流量选定；当有排水
量调节时，可按生活排水小时流量选定。
2、消防电梯集水池内排水泵流量不小于10L/s。
3、潜水排污泵的扬程按提升高度、管道损失计算确定后，再附加一定的自由水头。自由水头宜采用0.02～0.03MPa。吸水管和出水管流速不应小于0.7m/s，并不宜大于2.0m/s。
4、公共建筑内应以每个生活排水集水池为单元设置一台备用泵，平时宜交互运行。
5、 地下室、设备机房、车库冲洗地面的排水，如有两台及两台以上排污泵时可不设备用泵。当集水池无法设事故排水管时，排污泵应有不间断的动力供应；当能关闭排 水进水管时，可不设不间断动力供应，但应设置报警装置。 当山东中煤集团排污泵提升带有较大杂质的污、废水时，不同集水池内的潜水排污泵出水管不应合并排出；当提升一般废水时，可按实际情况考虑不同集水池的潜水排污泵出水管合并排 出。
6、两台或两台以上的排污泵共用一条出水管时，应在每台潜水排污泵出水管上装设阀门和止回阀。单台排污泵排水有可能产生倒灌时，应设止回阀。不允许压力排水管与建筑内重力排水管合并排出。
7、当QW排污泵提升含有大块杂物时，潜水排污泵宜带有粉碎装置；当提升含较多纤维物污水时，宜采用大通道潜水排污泵。
8、当QW排污泵电机功率大于等于7.5kW或出水口管径大于等于DN100时 ymhy1，可采用水泵固定自耦装置；当潜水排污泵电机功率小于7.5kW或出水口管径小于DN100时，可设软管移动式安装
9、污水集水池采用潜水排污泵排水时，应设潜水排污泵固定自耦装置，方便潜水排污泵检修。
10、无堵塞潜水排污泵应能自动启停和现场手动启停。多台无堵塞潜水排污泵可并联交替运行，也可分段投入运行。
污水泵属于离心杂质的一种，具有多种形式：如潜水式和干式二种，目前最常用的潜水式为WQ型潜水污水泵，最常见的干式污水泵如W型卧式污水泵和WL型立式污水泵二种。主要用于输送城市污水，粪便或液体中含有纤维。纸屑等固体颗粒的介质，通常被输送介质的温度不大于80℃。由于被输送的介质中含有易缠绕或聚束的纤维物。故该种泵流道易于堵塞，泵一旦被堵塞会使泵不能正常工作，甚至烧毁电机，从而造成排污不畅。给城市生活和环保带来严重的影响。因此，抗堵性和可靠性是污水泵优劣的重要因素。
【型号选择技巧】
应根据工艺流程，给排水要求，从五个方面加以考虑，既液体输送量、装置扬程、液体性质、管路布置以及操作运转条件等。
1、流量是选泵的重要性能数据之一，它直接关系到整个装置的的生产能力和输送能力。如设计院工艺设计中能算出泵正常、最小、最大三种流量。选择泵时，以最大流量为依据，兼顾正常流量，在没有最大流量时，通常可取正常流量的1.1倍作为最大流量。
2、装置系统所需的扬程是选泵的又一重要性能数据，一般要用放大5%—10%余量后扬程来选型。
3、液体性质，包括液体介质名称，物理性质，化学性质和其它性质，物理性质有温度c密度d，粘度u，介质中固体颗粒直径和气体的含量等，这涉及到系统的扬程，有效气蚀余量计算和合适泵的类型：化学性质，主要指液体介质的化学腐蚀性和毒性，是选用泵材料和选用那一种轴封型式的重要依据。
4、 装置系统的管路布置条件指的是送液高度送液距离送液走向，吸如侧最低液面，排出侧最高液面等一些数据和管道规格及其长度、材料、管件规格、数量等，以便进行系梳扬程计算和汽蚀余量的校核。
5、 操作条件的内容很多，如液体的操作T饱和蒸汽力P、吸入侧压力PS（绝对）、排出侧容器压力PZ、海拔高度、环境温度操作是间隙的还是连续的、泵的位置是固定的还是可移的。
耗电量又如此之高。因此水泵能否高效正常运行成为直接影响污水处理厂的污水处理效率和运行成本的重要因素。
水泵的选型要求
国内污水处理厂的实际生产运行中，水泵往往不能高效运转，能耗较大，并且其控制方式比较落后。由于工业污水水质复杂，对水泵的要求更加严格，总结工业污水处理行业对水泵的优化选型的要求如下：
1)合理确定工程的流量q和扬程h值，水泵的运行工作点要严格控制在高效区范围内。
2)应使多年平均扬程下的装置保持高效率和低运用费。
3)在校核最高扬程下，水泵仍然可以保证能正常高效工作。
4)水泵电动机能够承受长期满负荷运行。为了达到最大限度地保护电动机，即使在偶然的不正常运行情况下，电缆损坏且电动机仍在水下，电缆进口也不会有湿汽进入电动机和接盒。
水泵的应用
污水处理厂常用的水泵有离心泵、螺杆泵、隔膜计量泵及螺旋泵等，下面是几种污水处理厂常用的水泵的特点及使用场合：
(1)pw型卧式离心泵此水
泵的效率在50%左右，可输送80℃以下含有纤维或其他悬浮物的废水，此泵比较适合用于小型污水处理厂。
(2)wl立式排污泵此水泵
效率在75%左右，可以提升温度较高和腐蚀性较强的废水，此水泵也可用于提升杂质污水或泥浆水，因此此水泵比较适合用于工业污水处理厂。
(3)zlb型立式轴流泵此水泵具有低扬程、大流量的特点，可以用于大型污水处理厂。
(4)qz系列潜水轴流泵此
水泵效率在75%——83%左右，具有低扬程、大流量、安装简单且可不设泵房的特点，所以此水泵可用于提升回流污泥。
(5)qw系列潜水排污泵此水泵效率为70%——85%，可输送60℃以下、ph值在4——10的工业废水，此泵可用于提升杂质污水泥浆水，此泵也比较适合用于工业污水处理厂。
(6)qh系列潜水排污泵此泵具有高扬程、大流量的优点，适用于大型污水处理厂。
(7)螺旋泵具有低电耗此泵优势低扬程、效率较高，可以用作提升回流污泥。
(8)螺杆泵具有低流量此泵具有高扬程的特点，可以作为加药或输送浓度黏度较大的污泥。
(9)隔膜泵柱塞泵具有低流量此泵具有高扬程的特点，可以作为加药或者输送小流量的污泥。
工业污水处理厂对于水泵的选择
首先，要加强泵的优化选型工作其次，结合变频调速、优化组合和污水源热泵等先进且高效的节能技术对泵类设备进行节能技术改造,
从而达到节能降耗的目的最后，还要考虑泵的耐腐蚀和抗酸碱性能，因为工业污水的水质复杂，具有悬浮物含量高、酸碱性强等特色。
1)根据设计扬程，在离心泵型谱图或泵的产品特性曲线图上，初步选出扬程符合要求而流量不等的几个泵系列型号。
2)根据泵站或泵装置系统的设计流量及每种泵型的设计流量，计算出每种泵所需要的台数。
3)根据初步选出的离心泵，确定管径及管路的具体布置，作出管路系统的特性曲线，并由泵性能曲线和管路待性曲线，求出在最大、设计和最小实际扬程时的工作点。要求工作点落在泵的高效率区范围内。扬程、流量能满足需要，同时不发生空化，动力机械不过载。如果不符合要求，可采用调节措施或另选泵型，使其尽量在合理的范围之内运行。
4)根据选型的原则，对各种方案进行比较，选出其中较好的一种泵型。
5)对所选定的泵型，进行各种扬程下性能参数的计算，绘出其运转特性曲线，并将吸水高度也绘在运转特性曲线图上。
水泵可以选2台或三台流量为1000m^3/h。扬程按题中的信息量无法确定。
污水处理厂、自来水厂等的水泵是关键设备，一般要有1~2台机组备用。因此要选2台或三台同型号的水泵，每台水泵的流量都应该能满足使用要求。一般水泵选型时，水泵的额定流量应该是污水处理厂设计流量的1.1倍，即833x1.1=916（m^3/h），圆整为1000（m^3/h)。
水泵的扬程要根据实际的工作扬程h确定。计算实际扬程时不仅要考虑水泵安装的实际几何高差，还要考虑管道水损、弯头水损等因素。水泵的额定扬程也要有一定的裕量，一般选1.1h，h为实际所需扬程。
1、了解排污泵的使用环境，选择正确的水泵类型。
2、测量排污泵所需扬程。扬程传统意义上是指水泵出口端的垂直高度，并不是平行输送的直线距离。管路弯头磨损、管道摩擦等都要计算在内，实际情况中这些都是不同的，要计算准确也是相当麻烦，所以建议留点空间，保证水泵能打出水。
3、知道排污泵所需的吸程。吸程就是泵的入口端的垂直高度。
4、如果选择排污泵，还要弄清楚水质的酸碱度含颗粒直径等，选择合适的不锈钢材质。一般304材质适合PH4~10之间，超过这个范围建议使用316或者316L不锈钢。
5、排污泵管道必须疏通，如果管道不通同样会造成电机过载，严重情况下会烧坏电机。
水泵扬程=净扬程+水头损失。 净扬程就是指污水提升泵的吸入点和高位控制点之间的高差，如从清水池抽水，送往高处的水箱。净扬程就是指清水池吸入口和高处的水箱之间的高差。水泵扬程即水泵垂直提升高度。比如水泵的扬程是20米，即水泵的垂直提升高度为20米。
