城市排水泵站是城市排水系统的 “心脏”，承担着收集、输送雨污水的核心功能。然而，泵站进水常混入工业废水、化工废液等含高腐蚀性物质（如强酸、强碱、重金属）或高浓度污染物（如高 COD、高氨氮）的污水，这些污水会加速水泵叶轮磨损、管道腐蚀、电机绝缘老化，轻则导致设备故障停机（年均维修成本增加 30% 以上），重则引发泵站瘫痪，影响城市排水安全。通过构建 “精准监测、智能预警、联动防护、长效维护” 的进水水质监测体系，可提前识别高风险污水，采取针对性防护措施，从根本上避免设备损坏，保障泵站稳定运行。

一、进水水质风险识别：明确监测核心指标

城市排水泵站进水来源复杂（生活污水、工业废水、初期雨水、合流制溢流污水），需先识别不同场景下的水质风险类型，再定制差异化监测指标，确保监测直击设备损坏风险点。

（一）高腐蚀性风险指标：聚焦 “酸碱性 + 腐蚀性物质”

高腐蚀性污水是导致泵站设备（如水泵、管道、阀门）材质损坏的主要诱因，需重点监测以下指标：

pH 值：直接反映水体酸碱性，是判断腐蚀性的核心指标。当 pH＜6（酸性）或 pH＞9（碱性）时，会加速金属设备腐蚀 —— 酸性污水会溶解铸铁管道内壁的氧化层，导致管道变薄漏水；碱性污水会破坏不锈钢水泵叶轮的钝化膜，引发点蚀。监测标准需严格控制在 6-9（中性范围），预警阈值设置为 5.5-6.0（轻度酸性预警）、9.0-9.5（轻度碱性预警），超出 5.5 或 9.5 则触发紧急响应。

氯离子（Cl⁻）：高浓度氯离子会引发金属设备 “应力腐蚀开裂”，尤其对不锈钢材质（如 304、316L 不锈钢水泵）危害显著。当氯离子浓度＞200mg/L 时，会破坏不锈钢表面的钝化膜；浓度＞500mg/L 时，水泵叶轮短期内（3-6 个月）即出现明显腐蚀孔洞。监测需实时追踪氯离子浓度，预警阈值设为 150mg/L，超标时需启动防护措施。

硫化物（S²⁻）：主要来源于化工、印染、造纸废水，在酸性条件下会生成硫化氢（H₂S）气体，不仅具有毒性，还会与金属反应生成硫化亚铁（FeS），导致管道内壁结垢、水泵叶轮堵塞，同时加速碳钢设备腐蚀。监测阈值设为 10mg/L，超标时需防止气体逸出与设备反应。

重金属（如 Cr⁶⁺、Cu²⁺、Zn²⁺）：工业废水（如电镀、冶金废水）中的重金属离子会与金属设备发生电化学反应，形成 “微电池”，加速设备电化学腐蚀。例如，六价铬（Cr⁶⁺）浓度＞0.5mg/L 时，会对碳钢管道产生强烈腐蚀；铜离子（Cu²⁺）浓度＞1mg/L 时，会附着在水泵电机绕组上，破坏绝缘性能。监测需覆盖常见重金属，总重金属浓度预警阈值设为 1mg/L。

（二）高污染物风险指标：聚焦 “堵塞 + 磨损 + 生物黏附”

高浓度污染物虽不直接腐蚀设备，但会导致设备堵塞、磨损或生物黏附，间接引发故障：

悬浮物（SS）：雨污水中的泥沙、固体残渣会随水流进入泵站，高速流经水泵时会磨损叶轮（年均磨损量增加 2-3mm），同时沉积在管道与阀门处导致堵塞。监测阈值设为 100mg/L，雨季初期雨水 SS 浓度常超 500mg/L，需重点关注。

化学需氧量（COD）：COD 过高（如＞800mg/L）表明污水中有机物浓度高，易在水泵叶轮、管道内壁形成生物黏泥（由细菌、真菌繁殖形成），黏泥会增加水流阻力，导致水泵能耗上升 10%-15%，同时遮挡设备表面，加速局部腐蚀。

油脂类物质：餐饮污水、工业含油废水会带入大量油脂，油脂会附着在水泵叶轮表面，降低输水效率，同时在管道内形成油膜，阻碍缓蚀剂作用，加剧腐蚀。监测阈值设为 20mg/L，超标时需启动除油装置。

二、进水水质监测技术方案：构建 “实时感知 + 精准分析” 体系

基于风险指标，结合泵站进水口工况（如水流湍急、杂物多、空间有限），需定制适配的监测技术方案，确保数据实时、准确、可靠。

（一）监测点位与设备部署：适配泵站进水场景

泵站进水口（格栅后、集水井前）是监测核心区域，需根据水流状态与空间条件部署设备：

核心监测区（集水井入口）：部署多参数水质在线监测仪，集成 pH、氯离子、硫化物、SS、COD 传感器，采用 “沉入式安装 + 防堵塞保护罩” 设计 —— 传感器探头包裹 316L 不锈钢保护罩，避免杂物撞击损坏；配备自动反冲洗装置（每 2 小时冲洗 1 次），防止 SS 附着影响检测精度。推荐设备如哈希 HQ40d 多参数监测仪（pH 测量精度 ±0.02pH，氯离子测量范围 0-1000mg/L）、岛津 TOC-4200 在线 COD 监测仪（检测范围 0-5000mg/L，响应时间＜5 分钟）。

辅助监测区（格栅前）：部署红外油脂监测仪与重金属快速检测仪，格栅前污水杂物多，需采用 “非接触式 + 预处理” 设计 —— 红外油脂监测仪通过光学反射原理检测水面油脂浓度，无需接触污水；重金属检测仪配备自动采样与过滤装置，去除大颗粒杂质后再检测，避免堵塞。推荐设备如德国 WTW OilTrac 在线油脂监测仪（检测范围 0-100mg/L，误差≤±5%）、天瑞 ICP-MS 2000 在线重金属监测仪（可同时检测 Cr、Cu、Zn 等 10 种重金属，检测限≤0.01mg/L）。

数据传输与可视化：所有监测设备通过 4G/5G 或工业以太网连接泵站 SCADA 系统，数据采集间隔设为 1 分钟（关键指标如 pH、氯离子）或 5 分钟（辅助指标如 SS、油脂），SCADA 系统实时显示水质数据，超标时自动触发声光报警，同时推送预警信息至运维人员手机 APP（如微信公众号、专用运维 APP）。

（二）数据校准与质量控制：确保监测准确性

泵站进水水质波动大（如雨季暴雨稀释、工业废水突发排放），需建立数据校准机制：

定期校准：pH 传感器每周校准 1 次（使用 pH4.01、7.00、10.01 标准缓冲液），氯离子、硫化物传感器每月校准 1 次（使用标准溶液），COD、重金属传感器每季度校准 1 次，确保测量误差≤±5%。

现场比对验证：每周采集进水口水样，送实验室检测（采用国标方法），与在线监测数据比对，若偏差＞10%，立即校准在线设备。例如，实验室检测 COD 为 500mg/L，在线监测数据为 560mg/L，偏差 12%，需调整在线监测仪的校准系数。

异常数据过滤：SCADA 系统内置数据质量控制算法，自动过滤因设备故障（如传感器损坏）、水流冲击（如暴雨导致传感器晃动）产生的异常数据，避免误报警。例如，pH 值瞬间从 7.0 跳至 10.0，且其他指标无变化，系统判定为设备故障，不触发预警，同时推送设备维修提示。

三、超标水质联动处置机制：从 “预警” 到 “防护” 的闭环

监测到超标水质后，需快速启动联动处置措施，避免高风险污水进入泵站核心设备（水泵、电机、管道），形成 “预警 - 处置 - 恢复” 的闭环。

（一）轻度超标（预警阈值内）：启动内部防护措施

当水质轻度超标（如 pH=5.8、氯离子 = 160mg/L），未达到紧急停机标准时，采取内部防护措施：

投加缓蚀剂与调节剂：在集水井投加碱性调节剂（如碳酸钠）或酸性调节剂（如盐酸），将 pH 值回调至 6-9；投加缓蚀剂（如聚磷酸盐类缓蚀剂，投加量 5-10mg/L），在金属设备表面形成保护膜，抑制腐蚀。例如，pH=5.8 时，投加 10% 碳酸钠溶液，每小时投加量 50L，直至 pH 回升至 6.5。

调整水泵运行参数：降低水泵转速（从 1450rpm 降至 960rpm），减少水流对设备的冲刷磨损；缩短单台水泵连续运行时间（从 8 小时 / 台调整为 4 小时 / 台），避免高污染物污水长时间接触设备。

启动除油与过滤装置：油脂超标时，开启集水井内的自动刮油机，将水面油脂刮至集油槽；SS 超标时，启动管道过滤器（过滤精度 50μm），去除大颗粒杂质。

（二）重度超标（超紧急阈值）：启动外部拦截与停机保护

当水质重度超标（如 pH=4.5、氯离子 = 600mg/L、重金属 = 2mg/L），可能严重损坏设备时，立即启动紧急措施：

关闭进水闸门，切换应急储水池：关闭泵站主进水闸门，将超标污水导入应急储水池（容积不小于泵站 2 小时进水量），避免污水进入集水井接触核心设备；同时打开雨水旁路闸门，若为雨季，优先排放雨水，减少超标污水滞留。

停机保护核心设备：若超标污水已进入集水井，立即停止水泵运行，关闭出水阀门，防止污水在管道内长时间停留加剧腐蚀；启动集水井排空泵，将超标污水抽至应急储水池，排空后用清水冲洗集水井与管道，去除残留污染物。

联动环保部门溯源管控：通过泵站 SCADA 系统推送超标数据至当地环保部门，提供进水口位置、超标指标、超标时间等信息，协助环保部门排查上游污染源（如工业企业偷排），从源头切断高风险污水。例如，某泵站监测到六价铬超标（浓度 1.2mg/L），环保部门通过溯源发现上游电镀厂偷排，24 小时内完成整改，避免后续超标。

（三）恢复阶段：设备检测与水质验证

超标处置完成后，需经过严格检测与验证，方可恢复泵站正常运行：

设备检测：运维人员采用超声波测厚仪检测管道壁厚（确保无明显腐蚀变薄）、用绝缘电阻表检测电机绝缘性能（绝缘电阻≥0.5MΩ）、拆解水泵检查叶轮磨损情况（磨损量≤0.5mm 为合格），检测合格方可启动设备。

水质验证：连续监测进水水质 3 小时，所有指标均稳定在安全范围（pH6-9、氯离子＜150mg/L、SS＜100mg/L），且实验室比对数据偏差＜5%，方可打开进水闸门，恢复正常运行。

四、长效保障措施：技术、管理、维护协同发力

（一）技术保障：持续升级监测与防护技术

设备升级：对高风险泵站（如工业区周边泵站），将普通碳钢管道更换为衬塑钢管（内层聚乙烯材质，耐酸碱腐蚀）、将 304 不锈钢水泵更换为双相钢（2205）水泵（耐氯离子腐蚀能力提升 3 倍）；试点部署数字孪生监测系统，通过三维模型模拟进水水质变化对设备的影响，提前优化防护方案。

药剂优化：研发适配泵站的复合型缓蚀剂（兼具缓蚀与阻垢功能），减少药剂投加量；采用自动加药系统，根据水质超标程度自动调整投加量，避免药剂浪费。

（二）管理保障：建立专业化运维体系

人员培训：每月开展 1 次水质监测与应急处置培训，确保运维人员掌握设备操作（如校准传感器、启动加药装置）、应急流程（如关闭闸门、联系环保部门），考核合格方可上岗。

制度建设：制定《泵站进水水质监测管理制度》，明确监测频次、校准周期、超标处置流程；建立 “每日数据巡查、每周设备检查、每月总结评估” 机制，及时发现并解决问题。

应急演练：每季度开展 1 次水质超标应急演练，模拟 “pH 超标”“重金属超标” 等场景，考核运维人员响应速度（从预警到启动处置≤15 分钟）与处置效果，提升实战能力。

（三）维护保障：延长设备使用寿命

定期维护：每月清理监测设备传感器探头，去除附着污物；每季度对水泵进行解体保养，更换磨损部件（如密封环、轴承）；每年对管道进行防腐处理（涂刷环氧煤沥青防腐漆），延长管道使用寿命。

备件储备：储备关键监测设备备件（如 pH 传感器、氯离子电极）与设备易损件（如水泵叶轮、密封件），确保故障时能快速更换，减少停机时间。

结语：以精准监测守护泵站 “心脏” 安全

城市排水泵站进水水质监测的核心是 “防患于未然”，通过识别风险指标、构建适配技术方案、建立联动处置机制，可有效避免高腐蚀性、高污染物污水损坏设备，降低运维成本，保障泵站稳定运行。未来，随着物联网、AI 技术的发展，监测系统将实现 “智能预测”—— 通过分析历史水质数据与上游污染源变化，提前预测超标风险，实现 “未超先防”，为建设韧性城市排水系统提供坚实支撑。