摘要：將醫院地下排污系統的潛污泵改裝成地面自吸式渦流不堵塞排污泵，結合壓力（液位）傳變送器和智能測控儀，實現液位感應全自動控制和智能報警提醒，并利用數字測量顯示儀表使得日常檢查工作更加直觀簡易，有效解決醫院地下排污系統因設計建造時受空間限制而沒有建設沉淀池造成故障頻發及維護維修困難的難題，經改裝后的排污系統故障率比原來降低90%，且日常檢修與維護工作更加安全健康，取得了良好的效果，為大型公共建筑地下排污系統排污問題的解決提供了參考。
引言
中南大學湘雅醫院醫療綜合大樓地下負二層功能定位按照戰時醫院設計和建造，平時作為車庫使用，面積約 8 000 平方米，地下二層至地上一層（含二樓以上個別科室）生活與醫療產生的污水和廢水通過立管引至負二層集水井，地下總共設置有 56 個集水井，井內污水和廢水通過潛污泵抽排到室外。經過 2 年的運行觀察，發現其中的 18 個污水井故障發生率過高，月均維修處理約 40 臺/次，每個污水井月均維修處理 2次以上，甚至由于多處排污設備故障同時發生導致地下車庫被污水淹泡，造成嚴重安全事故。經多方調查和論證，結合醫院實際情況提出用地面自吸泵替代液下潛污泵的改進方案，經 1 年時間改裝完畢，運行穩定，達到預期效果。
1 現實情況與原因分析
中南大學湘雅醫院醫療綜合大樓地下負二層有 18 個污水井，分布位置不規則不集中，井的大小為 2米長×1.5 米寬×2 米高，設計建造時因各種原因沒有按照正常要求在泵坑前設置沉淀池，醫療和生活產生的糞便和各種垃圾進入污水井后，沒有經過沉淀和清理就直接用潛污泵抽排。原排污系統采用每個集水井配置兩臺 4 kW 潛污泵，采用電纜浮球液位開關控制潛污泵啟停，當浮球在液體浮力的作用下隨液位的上升或下降到與水平面呈一定角度時，浮球體內的驅動機構驅動大容量微動開關，從而輸出開（On）或關（Off）的信號，實現報警和控制功能，排污管立管上安裝旁通式逆止閥防止污水倒流。經現場調查和分析，原排污系統主要故障和原因分析如下：
（1）電源控制箱跳閘或潛污泵燒壞，原因為井內各種垃圾堵塞在潛污泵入水口導致潛污泵不上水空轉燒壞，或者排污管立管逆止閥被垃圾堵塞污水無法排出，潛污泵長時間運轉過載跳閘或燒壞；
（2）潛污泵啟動但污水無法排出，原因為排污管立管旁通式逆止閥被垃圾堵塞；
（3）排污泵不自動控制運行或誤報警，原因為污水井內糞渣結塊導致電纜浮球液位開關失靈，在結塊的糞渣中浮球失去正常工作環境，浮球不能隨液位的上升或下降產生水平角度變化，浮球體內的驅動機構無法正常開關，無法正常輸出開（On）或關（Off）的信號，從而導致排污泵不自動控制運行或誤報警。
原排污系統功能缺陷引起的其它問題：
1）出現故障需要維修時非常不方便，而且維修工作環境惡劣，對維修人員身體健康非常不利,由于潛污泵安裝在糞坑里面，每次都需要加裝臨時泵將污水抽排至別的井，并清洗糞池內壁，同時還要相關科室配合停止用水，再安排工作人員下井維修作業，維修時間長難度大，井內空間小，衛生環境惡劣，經常下井作業容易損害維修人員身體健康。
2）日常檢查不方便。由于沒有液位顯示，每次檢查都要用撬桿撬開井蓋才能觀察到井內水位情況（且經常有車輛停在井蓋上導致無法按時檢查），檢查時間長，巡查人員工作效率低。
3）潛污泵燒壞頻繁，設備維修更換成本居高不下，經統計 2014 年共計更換 21 臺潛污泵。
4）地下排污系統故障發生頻繁，如果故障發現不及時容易出現污水溢流情況，造成車庫浸水，且污水流到地面臭味難聞，容易滋生細菌，尤其是夏天孳生蚊蟲，對環境和人員造成負面影響。
2 改進方案
針對以上排污系統問題，經多方考察和研究提出以下改進方案：
（1）將潛污泵改成自吸式渦流不堵塞排污泵，采用產品為亞力泵業 ZW 系列自吸式渦流不堵塞排污泵，型號為 50ZW20-15PB，每個污水井裝兩臺自吸式渦流不堵塞排污泵泵，正常情況一備一用，來水量大時可兩臺泵同時工作加速排水。ZW 自吸式渦流不堵塞排污泵又稱固液泵或雜質泵，這種泵設計獨特，葉輪是縮在單獨的葉輪室內，連接葉輪室的是壓力室，當葉輪旋轉時，泵體內液體產生強烈的軸向渦流作用，使進口造成真空，出口產生揚程。因而雜質可以從壓水室排出，所以它的流道是完全暢通的，排污性能強，可以吸排含有大顆粒固體塊、長纖維、沉淀物、糞便處理等污水。此項措施可以大大減少因水泵堵塞產生的故障，同時自吸式渦流不堵塞排污泵是安裝在地面的，維護維修時無需下井，更加方便、安全。
（2）將原來的電纜浮球液位開關控制潛污泵啟停改為
壓力（液位）變送器和單回路智能測控儀控制，不但實現智能控制，同時也可以實現以下功能：1）實時測控并顯示井內液位情況，超高和超低水位報警信號準確，單回路智能測控儀能做到井內液位實時測控，并采用高亮度 LED 數碼顯示液位，將會方便日常檢查維護工作人員快速、及時、準確的判斷排污系統是否運行正常，無需每次檢查都要撬開井蓋；2）壓力（液位）變送器不受糞池內糞渣結塊影響，不像電纜浮球液位開關那樣，需要將浮球浮在液面上并隨液位的上升或下降產生水平角度變化才能工作，壓力（液位）變送器深入液面下將壓力變化轉化為線性的電流或電壓信號，從而解決電纜浮球液位開關控制失靈問題；3）可向大樓 BA 系統提供準確實時的測控數據信號，
為實現中央遠程智能監控提供數據基礎。
（3）在污水井內加裝隔柵，采用直徑 12 mm 的鋼筋焊接成隔柵，隔柵間隙不大于 20 mm，將吸水口與周圍區域隔離開，防止排污泵吸入太大的垃圾雜物，減少排污泵和排污出口立管上逆止閥堵塞。
（4）改造工作分兩個階段實施，先改一個井觀察 6 個月，如果有效果則全面推開，將其余 17 個井也改造。
3 改造實施完成后情況
按照以上方案先選擇一個污水井進行了試驗性改造，試運行期間對一些細節問題進行了改進，如泵體安裝位置調整，隔柵密度和位置調整、在聯軸器部位加裝安全保護罩，外圍加裝護欄等等。經 6 個月試運行和進一步完善，改進后的排污設備故障發生率大幅下降，維護維修也更加方便安全。鑒于試驗性改造的成功，從 2015 年 7 月開始逐步對余下的 17 個污水井進行改造，到 2015 年 12 月完成全部污水井的改造。經過 2016 年一年的運行情況觀察分析，改進后的系統運行穩定，故障率大幅下降，達成了預期目標。具體運行效果和收益情況如下：
（1）排污系統故障由原來的約 40 臺次/月減少至約 4 臺次/月，故障率下降少了 90%，2016 年沒有出現過因多處排污設備故障同時發生導致地下車庫被污水淹泡并造成嚴重安全事故現象。
（2）2016 年僅更換燒壞排污泵 1 臺，原因為食堂油污混流入糞池結塊造成堵塞，相比 2014 年更換潛污泵 21 臺，更換設備量大幅下降，節約資金 10 萬元。
（3）自吸式渦流不堵塞排污泵是安裝在地面的，維護維修時無需下井，更加方便、安全。維修員工不再需要在臟臭環境下、冒著病菌感染的危險下井維修作業，員工更加穩定，日常巡檢人員工作效率也大大提高，原來需要 2 個人用 1 天時間完成的檢查工作，改造后只需一個人半天就可以完成。
4 系統常見問題及處理方法
4.1 泵體內未加儲液或儲液不足，啟動自吸排污泵不上水
打開儲液箱旋塞加滿液體后再啟動。
4.2 自吸排污泵吸入管路漏氣
消除管路漏氣現象,檢查進口管道是否漏氣最簡單方便的方法是先把自吸泵灌滿水后出口閥門打開啟動運行 5 分鐘左右，再把泵停機后，貼近管道仔細聽，如果有某個點發出哧哧的吸氣聲證明這個點有漏氣現象，自吸泵只要進口管道有頭發絲那么大的眼漏氣就會影響泵吸不上水，查到漏氣點采用涂層白乳膠等方法進行修補。如果檢查到拍門磨損變形關閉不嚴則需更換拍門。
4.3 吸程過高或吸入管路太長彎頭太多
降低吸程或縮短管路 90 度彎頭改為 45 度彎頭或者斜坡安裝。
4.4 機械密封泄漏過大
自吸泵無液體工作導致空轉損壞機械密封，更換機械密封。液體具有腐蝕性導致機械密封或者泵體遭到腐蝕，漏液也會吸不上水，需選用不銹鋼自吸泵。
4.5 泵體里面或者進口管道有過多雜物導致堵塞
檢查清理掉堵塞物。
4.6 出口管道急彎向下或彎頭太多管道變細導致空氣無法排掉產生氣蝕現象
建議在彎頭或者在管道頂部安裝自動排氣閥，排除空氣。
4.7 液位顯示失靈
檢查壓力（液位）變送器電纜是否松動，根據井深固定好電纜。如圖 1 所示。
5 存在的不足和改進空間
5.1 自吸式渦流不堵塞排污泵運行時泵體產生一定的振動和噪音。需加強巡視，發現異常及時維修，按時添加潤滑油，及時軸對中，更換軸承和背靠輪。如有靜音效果更好的同類產品可以考慮使用。
5.2 由于泵體安裝在地面，需占用車庫地面空間。要結合設備運行性能和考慮減少對地面影響設定好安裝位置，并考慮安全需要，加裝安全護欄和醒目標識，防止車輛碰撞。
5.3 醫院產生的污水和廢水量大，需根據污水井污物產生情況，定期清理糞渣和垃圾，建議每季度不少于一次，尤其是使用人多的門診和餐廳公共廁所產生糞便多，需要加大清理頻率。
中南大學湘雅醫院就是典型的地下排污系統投入運行后出現各種缺陷，甚至不能滿足使用功能需求，經系統論證后，引入智能測控儀和自吸式渦流排污泵等設備對原排污系統進行改造，解決了故障頻率高，維護維修困難，運行成本高的缺陷。改造完成后經過一年時間運行考察與評估，認為達到了預期效果。這個案例的成功經驗可以為醫療、商業、工業等行業中類似地下排污問題的解決提供借鑒。
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