利用螺桿泵輸送脫水后的污泥
污水處理廠的剩余污泥,不論是采用帶式壓濾機脫水還是采用離心脫水機脫水,脫水后的污泥都需輸送到脫水機房外,然后進行外運處置。目前,大多數(shù)污水處理廠脫水后的污泥的輸送方式一般采用皮帶輸送機,由于脫水后污泥含水率一般在75%左右,粘度大,易粘帶,容易造成皮帶跑偏和打滑,皮帶使用壽命短,維修工作量大。因而污泥輸送機是影響脫水機正常運轉(zhuǎn)的關鍵設備。淄博市污水處理公司經(jīng)考察論證,打破常規(guī),采用NW090SF02S12V, 單螺桿泵替代皮帶輸送機,自1997年以來,運行可靠,維修工作量小,效果良好。
一、NW090SF02S12V單螺桿泵的工作原理和特點
這種單螺桿泵是一種回轉(zhuǎn)式容積泵,只有一根螺桿,主要零件構(gòu)成是一個鋼制螺桿(轉(zhuǎn)子)和一個具有內(nèi)螺旋表面的橡膠襯套(定子),螺桿具有單頭螺紋,其截面為圓形,螺桿截面中心位于螺紋線上,與螺桿的軸心線偏離一偏心距e,如圖1所示。定子內(nèi)表面具有雙頭螺紋,其截面為一長圓,兩端是半圓,中間為長4e的直線段(因為螺桿截面中心與其軸心線偏離一偏心距e,而螺桿軸心線又與定子的軸心線偏離一偏心距e,所以兩個半圓的中心距為4e)。定子的內(nèi)螺紋的旋向與轉(zhuǎn)子的外螺紋的旋向相同,轉(zhuǎn)子表面與定子表面之間形成一個可封閉的工作室,當螺桿轉(zhuǎn)動時,靠近吸入室的第一個工作室容積逐漸增大(φ從0°到180°)形成負壓,在吸入室壓差的作用下介質(zhì)吸入工作室,隨著轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動,直到轉(zhuǎn)過180°(φ從180°到360°),這個工作室開始封閉,將介質(zhì)沿軸向推向排出室,與此同時上下兩個工作室交替循環(huán)地吸入和排出介質(zhì)。
圖1
單螺桿泵有如下特點:
1.單螺桿泵是一種容積泵,排出壓力高(壓力范圍為2.4MPa,流量范圍為0.01-300m3/h),輸送污泥距離可達200m。
2.自吸性能好,吸入可靠,可吸入高粘度的介質(zhì)。
3.定子為橡膠件,富有彈性,非常適用于輸送含固體顆粒的漿料及高粘度介質(zhì),輸送介質(zhì)最大粘度可達0.27m2/s。
4.能夠連續(xù)地均勻輸送介質(zhì),無脈沖現(xiàn)象。
5.單螺桿泵零件少,且容易更換,轉(zhuǎn)子、定子使用壽命長,維修費用低。
此外,單螺桿泵體積小,出泥管道可架空,占地面積?。晃勰嘁坏┻M入進料器的料斗,無污泥散落和泄漏,不污染室內(nèi)環(huán)境。
從螺桿泵的工作原理和特點可以看出,輸送脫水后的污泥是可行的,但由于脫水后的污泥流動性差,污泥難以進入螺桿泵的吸入口,為此,必須在螺桿泵的吸入口加一螺旋進料器,將污泥強制推入螺桿泵的吸入口,螺桿泵將污泥吸入并將污泥排出。
二、螺旋進料器
圖2
由圖2可以看出,螺旋進料器加裝在單螺桿泵和電機之間,同軸安裝,螺旋進料器和單螺桿泵共用一臺電機,結(jié)構(gòu)簡單,運轉(zhuǎn)可靠。
如果是單臺脫水機,脫水機的出泥可直接落入螺旋進料器的料斗將泥餅輸送出去,如果是兩臺或三臺脫水機,可用一臺螺旋輸送機將兩臺或三臺脫水機的泥餅收集起來,一并輸送進螺旋進料器的料斗中,再將泥餅輸送出去,如圖3所示。
圖3
三、選擇單螺桿泵要考慮的因素
1.單螺桿泵壓力
脫水后的污泥通過螺桿泵加壓在輸送管道內(nèi)流動時,都要受到與流動方向相反的流體阻力,消耗動力,而以壓力降反映出來,即壓力損失,管道中的壓力損失分沿程壓力損失和局部壓力損失(彎頭、閥門)兩種,壓力損失的大小要根據(jù)管道長度、管徑、流量和污泥的粘度來計算確定,螺桿泵的出口壓力要大于管道中的壓力損失,并且要有充分的余量。
2.單螺桿泵流量
根據(jù)脫水機的最大產(chǎn)泥量來確定,也要考慮一定的余量。
3.單螺桿泵轉(zhuǎn)速
脫水后的污泥粘度大,流動性差,并且污泥中含有許多細小的顆粒物質(zhì),泵的轉(zhuǎn)速越高越容易引起轉(zhuǎn)子和定子的磨損,因此,在滿足流量和壓力要求的前提下泵的轉(zhuǎn)速要盡可能選低一些,最好要用變頻調(diào)速,以適應脫水機產(chǎn)泥量的變化,在脫水機產(chǎn)泥量較少時,盡量降低泵的轉(zhuǎn)速,以減少轉(zhuǎn)子和定子的磨損,提高螺桿泵的使用壽命。
4.單螺桿泵定子橡膠材料
單螺桿泵的定子為橡膠制品,也是單螺桿泵的一個易損件,要考慮橡膠材料的耐磨性、抗老化性和耐腐蝕性,一般選用丁腈橡膠或乙丙橡膠作為定子的材料。
5.螺桿泵轉(zhuǎn)子和進料器螺旋推進裝置材料
考慮耐磨和耐腐蝕,盡量選用不銹鋼材料來加工。
四、帶螺旋進料器的單螺桿泵的使用與維護
1.嚴禁泵干運轉(zhuǎn),泵不能無液啟動,否則會損壞定子,首次啟動或再次啟動長期封存的泵,螺旋進料器的料斗應先注入部分水,先點動幾下,然后投入使用。
2.如泵的出口裝有閥門,泵啟動前應將泵的出口閥打開。
3.泵如果擬長期停止使用,要用水將泵和輸送管道內(nèi)的污泥沖洗干凈,防止堵塞管道,避免再次啟動時過載。
4.室外輸送管道需保溫,防止冬天結(jié)冰凍結(jié)。
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