泵站调度与污水厂进水水质关联性分析—智慧排水之乱弹(178)

刘志迎 李萌
2026-07-28

小编按:本文利用流量和水质监测数据,对4种工况下泵站与污水厂的水质关联性进行了分析对比,用数据验证了不同工况下的影响规律,对泵站调控及下一步整治都可以提供定量参考。

【文章文字太多不好看?那就翻到最下面看看8幅图片的漫画版吧。】

在线监测 “智破” :泵站调度与污水厂进水水质关联性

排污泵站与地下管网就像城市排水系统的 “心脏” 与 “血管”,泵站的启停、管网的液位波动,都悄悄影响着污水厂水质和河道生态。但这些 “看不见的关联”,曾让管理者头疼不已 —— 泵站怎么调才不影响污水厂水质?雨天总是引发管网高液位?在线监测技术的出现,就像给排水系统装上了 “智慧大脑” 和 “火眼金睛”,通过实时捕捉流量、液位数据,一步步揭开这些隐藏的运行规律。今天就通过真实监测案例,聊聊在线监测如何破解泵站调度与管网风险的问题。

污水厂进水 COD 浓度忽高忽低,到底和泵站启停有没有关系?为了找到答案,小编用在线监测系统做了一场 “追踪实验”,聚焦 1#、2#两台核心泵站,通过实时数据还原工况与水质的 “对话”。当1#泵站启动时,污水厂服务片区的部分污水会被排往其他系统,抽走的污水是不是对污水厂进水有影响?影响程度有多大?当2#泵站启动时,污水厂的水质又是怎样的变化呢?业主如果想让污水厂的进水水质保持最佳,应该如何调度呢?

1.监测 “侦探” 布局

小编在管网 5 个关键节点(支管1~5),同步安装流量在线监测仪,并搭配微型水质自动采样仪设备,每日自动采集4次原样后送检化验,实现 “数据 + 水质” 双重追踪。进水水质水量分析四天记录数据,确保工况切换与水质变化 “全程不脱节”。【水质采样怎么做?TWS来帮忙!—智慧排水之乱弹(101)

工况设定:依据 4 种典型 “排污工况”,覆盖两台泵站的启停组合:

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图 1 管网拓扑结构和四种工况水质水量变化示意图

2.工况切换引发的 “水质反转”

监测期间里,在线水质水量监测仪记录四种工况下戏剧性的 “水质变化”,清晰揭示了泵站工况的影响:

对各工况下支管COD分析发现,工况二(1#泵站停运时),相对于1#泵站启动,1#支管和2#支管的COD浓度均值分别为223mg/L和216mg/L,污水厂服务范围内1#支管和2#支管属于较优质的污水来源。工况三和四(2#泵站停运),相对于2#泵站启动,3#和5#支管的COD均值浓度也有上涨,污水厂服务范围内3#支管和5#支管属于较优质的污水来源。

以上结果说明1#和2#泵站的启动会沿线的支管污水水质下降,结合主干管与支管的液位与流量联动分析,发现泵站启动能造成支管的排污受阻、顶托甚至逆流,形成低水质与支管水质混合的情况,从而降低了支管的水质;而泵站的停止能让支管的污水排放自主,恢复本来的排污规律,水质不再被混合,从而变现水质升高。

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图 2 支管3#、5#与2#泵站启停关系的COD浓度变化曲线

2、总体水质分析

在工况一~四,污水厂进水日均COD浓度出现不同程度的表现均值分别为183mg/L、187mg/L、172mg/L、167mg/L。令小编差异的是各支管COD水质都较高的工况三,污水厂进水浓度却不是最优,反而污水厂COD水质在工况二是最高。但通过比对主干管流速与污水厂COD总负荷,发现工况二的污水厂COD总负荷最高,工况二COD浓度高的原因是因为2#泵站启动引起主干管的流速提升,一方面减少管内水力停留时间和COD沉降幅度,另一方面卷动管底淤积层再悬浮,提高水体COD浓度。1#泵站启动提高流速会提高一级主管的COD浓度,相对于工况三,污水厂进水COD提升幅度约8.7%。

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图 3 四种工况下污水厂COD总负荷与流速变化曲线

工况一两台泵站都启动,主干管流速最高,但是1#泵站持续运行,抽排了支管1#和2#的大量优质污水,污水厂以南的污水成为绝大多数来源,4#支管的污水严重稀释了主干管的污水水质,从而降低污水厂进水水质浓度和污染物负荷总量。

3.核心发现:泵站是 “水质调节器”

在线监测数据直接锁定关键:两台泵站都是影响污水厂进水 COD 的 “核心变量”。

  1. 1#泵站启动+2#泵站启动→抽走高浓度污水 + 引入低浓度污水→COD 下降;
  2. 1#泵站停运+2#泵站启动→高浓度污水留存+主干管内耗降低→COD 上升最优;
  3. 双泵全停→各节点 COD 达峰值,但流速缓慢管内水质消解沉降严重→COD 下降;
  4. 1#泵站启动+2#泵站停运→抽走高浓度污水+主干管内耗降低→COD 下降最多;

若要暂时提高南片污水厂的进水COD浓度,工况二(1#泵站停运和2#泵站启动)可能是较好的选择,避免1#支管等片区较高浓度的污水被1#泵站抽走的同时,提高主干管的流速,以实现污水厂进水水质最大化。

1#泵站的设置主要是因为污水厂服务范围出现雨水、山泉水混入导致超过污水厂设计处理水量,抽排往其他系统减轻污水厂的水量负荷冲击。若考虑生产问题,既不让大量优质污水从1#泵站排走,也不想让4#支管的低浓度污水冲击水质,可以减少1#泵站的泵机启动数量或时间,2#泵站的泵机启动数量不变,这样既保证污水厂服务片区污水量不过载,也保证污水厂进水的水质。

另外笔者也建议针对低浓度污水的4#支管汇水范围开展更精细的溯源排查,完成该片区的提质增效改造,提高污水厂的进水浓度。

4.小结

泵站工况与 COD 的 “关联破解”,在线监测用数据发挥了两大核心作用,成为智慧排水的 “核心工具”:(1)做工况与水质的 “数据军师”:不用盲目猜测,通过实时监测流量、液位、COD,建立泵站启停与水质变化的量化关系,明确两台 泵站的 “关联作用”,给出 提 COD、长期稳水质的方案,避免无效调度。(2)做系统运维的 “降本高手”:通过监测数据明确主干管安全液位、优化泵站调度,减少管道顶托和淤泥沉降,降低清淤频次,推动排水系统从 “经验管理” 升级为 “数据驱动”。

在线监测技术就像给城市排水系统装上了 “感知神经” 和 “智慧大脑”,它不仅能精准捕捉流量、液位的每一个变化,还能解锁隐藏在数据背后的运行规律。随着技术的不断成熟,在线监测将在更多城市的排水系统中发挥作用,让泵站调度更科学、运维成本更经济,为智慧排水建设注入源源不断的 “数据动力”。

漫画版

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