一、水力设计
1、叶轮
污水泵的首要条件中，规定了必须能通过大的固态污物，即许多规范所规定的100～150mm直径的固体。
起初，这几乎是污水泵水力设计中考虑的参数。例如，如果采用功率与6英寸（152.4mm）污水泵相当的水泵的水力设计，然后将其修改成能通过100mm球状污物的话，那么，将会有什么情况呢？首先，你会发现该叶轮的宽度至少要增大200％，其次，为让球状污物通过，必须去除大多数叶片。
这样处理，球状污物仍有可能不能通过，叶轮的叶间通道仍可能太窄。因而，入口边将不得不移到大的半径上，并使叶片长度缩短。这样的设计就是我们通常所说的无阻塞泵。
这个问题的处理，将在泵的性能方面引入许多潜在的缺陷，而不能考虑污水泵设计的其他重要参数。
通常，老式无阻塞泵效率比较低，而且很可能会在泵的大部分运行区域受到入口回流的影响。尽管如此，这种泵已经正常使用了很多年，而且在许多应用场合仍可认为是经济的方案。
影响污水泵水力设计的还有其它两个参数，它们在近年来比以往更受重视，这就是处理高浓度碎布和纤维材料的能力和抗磨损的能力。
人们都知道，目前许多用户非常不愿意安装去除硬渣的设备或其它设备，宁可在污水处理厂外面的泵站安装粗格删。因为人们不愿意从事人工清洗工作，也希望泵定期地运行于非常低的水位以清洗泵池。
就叶轮的叶片而论，碎布和纤维物可能积聚的地方是在进口边缘，在叶片根部和后箍环的连接处容易挂留这种物料。一旦卡住一片，就会有更多纤维物缠住，直至形成会降低或阻止泵输水的很大阻碍物。
有人已经用一种后掠的进口边解决了这个问题。但是，这样也许会把问题转移到较外面的半径上，另一种方法是使进口边缘的形状能促使物料转向到根部，而且使叶片几乎觉察不到转移地伸入彀部（后箍环）。实际上，实施这个方法只能实用于单一叶片的叶轮，如在SPP自由流线泵中。
在解决磨损问题中，叶轮叶片的设计也能起很主要的作用。我们知道，将泵的工作点选在或接近于其佳性能点，就能减少磨损。理论上，在佳性能点，液流的角度与叶片的角度相匹配，加剧磨损的液流扰动小。污水泵的问题，在于短而宽的叶轮流道只提供极小的机会以控制液流，而回流可能正好出现于液流的佳性能点上。
设计人员防止回流的一种方法是增加“叶片重叠”以加长叶轮通道，这倾向于将开始出现回流的液流往后拉向闭阀工况。
当然，当您试图在通常的污水泵中增加叶片重叠时，你会发现非常困难，在径向平面上恰好没有足够空间使两个叶片或同一个叶片的两圈互相交叉，同时还为大固体污物的通过留有空间。
在SPP自由流线泵中，已经通过使用单叶片和将叶轮轴向延伸向着吸人口，从而解决了这个问题。
显然，更好的还是将泵的工作点尽可能选得接近佳性能点，但是吸入口回流效应大部分已经限制在8O％佳性能点以下的流体中。
在自由流线泵中所用的这种型式转子还有其它一些优点。其中一个特点是陡峭的H－Q曲线，它能与系统曲线形成较好的工况交叉，在多用途泵中尤其如此。功率曲线是非过载的，与常规的无阻塞泵相比，选用的电动机常常可以小一些。
当螺旋形单叶片叶轮用于泥浆泵时，有其独到的优点。该叶轮的作用能在泥浆中产生较低的剪切流率，降低这些高度非牛顿流体中的视粘度。这就使得这种型式的泵比老的无阻塞泵适合于稠厚得多的泥桨中使用。只要正确地安排好抽吸管道，这种泵能处理含8～10％固体污物的流体。在理想的抽吸状态下，泵能抽吸固体粒子浓度高达18％的流体。尽管如此，限制吸入回流问题，还是很重要的。
2、涡壳
从水力设计观点来看，污水泵涡壳通常不是很重要。同样，我们必须让lOOmm球体通过。在较小的泵中，可能要采用一个比常规要大的喉部面积。这样就可能改变液流在涡壳中的分布，从而也移动了佳性能点。
是否让规定的大固体污物通过叶轮和分水处之间是更令人值得注意的问题。在这个问题上，设计人员似乎分歧很大。有些人认为分水处间隙必须大于规定的大固体污物，否则泵会堵塞。另一些人认为，他们并不要求固体污物在分水处通过，他们要求污物从完整的通道中排出，因此，采用较小间隙，能得到较高的效率。
对这个问题，我不能给予明确的答案。可以认为小的间隙就会需较长的分水处，能更好地处理碎布，但是不能限定任何分水处角度。
就我所知，大间隙事实上对高流率非常有效，对低流率也没有不利之处。
二、机械设计
分别考虑水力设计和机械设计是方便的，但是，重要的是在考虑了所有影响后得出一个综合性处理方法。污水泵从来不能长期工作在理想状态下，它会发生磨损和堵塞（尽管在现代设计中很少发生），机械设计应考虑便于设备尽可能快地恢复满载，并可进行调整，以补偿磨损、调换磨损零件和提供手孔以清除各种障碍物。这些都是机械设计的重要内容。
污水成份当然将大大地影响泵及其磨损零件的寿命，例如，在混合污水系统中，很可能包含较多会减少磨损零件寿命的硬渣。
已有的研究证明，当考虑硬渣去除设备的维修费用时，泵的磨损零件寿命的缩短在经济上还是合算的。另一方面，使用者也可考虑，在外围泵站中的泵可与污水处理厂中的泵具有相同的寿命。综合考虑就是在各种条件下规定合理的预期寿命。
为了提高易损件的使用寿命，设计人员可以采用各种解决办法，但是这些办法是否能适用呢？有时，简单的办法却是好的。例如，在衬套里增加径向沟槽就可大大延长自由流线泵中叶轮磨损衬套的调换周期，因为这个方法可使任何硬渣粒子在损坏衬套之前就被清除出来了。
在一些情况下，即使好的设计人员也是无能为力的。例如，泵在吸进一根长800mm直径80mm的树枝时就会被堵塞，或者因为一块600mm建筑绝缘块的嵌入，又因是低流量，而导致在吸入弯管中出现故障。
上面叙述了系统特别是污水泵池会如何地影响泵的寿命和性能。成功的污水泵池的设计是一个先决条件，但往往被忽视。
在机械设计中，值得专门一提的是轴密封。污水泵的轴通常相当坚固，弯曲相对很小，这对密封而言是好的，但由于污水会引起堵塞和磨损，从而也产生了一些特有的问题。
在许多情况下，既没有干净水又没有处理过的污水来润滑密封装置。大多数柔性装填的填料函是由泵所抽的液体和润滑脂的混合物来润滑的。在SPP自由流线泵中，已经采用了一种“浮动”的填料函，它能随轴作非常小的移动。这样，在填料上仅需要小的载荷就可获得满意的密封。这个设计的另一个优点是整个填料函可容易地用机械密封组件取代。
把机械密封装到污水泵上并不简单。大多数污水泵都是竖直安装的，不管是由于排气不充分，还是由于用泵达到极低水位的工况，这都将促使密封面出现干运转。在这种情况下，就必需在密封的大气一侧给于合适的润滑介质，在应用污水泵时，要非常仔细地考虑密封系统的选择。
毫无疑议，如果设计人员能常常使用机械密封，那么他们就能制造出更紧凑，也许更价廉的泵。人们可能要问，为什么潜水泵不全部使用机械密封呢？但是，困循守旧者们不是仍会坚持干井泵要用软填料吗？
三、展望未来
未来的污水泵将会是怎么样呢？像机架安装式的干井泵还会存在吗，或者将会完全流行紧凑的潜水泵吗？
人们肯定会更重视包括泵的能耗费用和可靠性费用在内的泵的所有费用。有人也许会认为，这可能对潜水泵不利，潜水泵的预期寿命为8～10年，而干井泵预期寿命则为15～25年。
使用部门已经在注意现场的定量性能监测，并初步探索污水泵在涂覆各种涂层后的效能问题。还要过多久才能做到维修人员去现场不是因为泵的堵塞问题，而是根据计算机测出了泵效率下降5％及其要求来更换磨损零件，这是使用部门非常感兴趣的问题。
QQ交流群
