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污水和处理污水有关泵的应用

 发布时间:2012/5/14 0:00:00 点击量:655

污水和处理污水有关的应用
    与汇集污水和处理污水有关的大多数液体输送问题,可以根据被输送液体的一般性质来进行分类。主要可以分为:(1)未经处理污水,(2)澄清污水,(3)工业水,(4)泥浆。但是,也有许多特殊的应用,如砂砾和灰渣等磨料物质的输送。

1.未经处理污水
    未经处理污水泵用来将废水从汇集系统的一个水位输送到另一个水位,或者输送到处理装置以便进行处理。不论泵安装在哪个位置上,其基本设计问题仍然是相同的。
    在大型装置中,虽然污水在进入到吸水湿井以前通常己经过滤,但是污水中仍包含有大量难以处理的物质,诸如砂砾、破布、纤维状废料和小到能通过粗网筛的各种各样的固体。在小型装置中,常常可以省去网筛,因为来流污水管的口径较小,因而含有大的物体不是很大的问题。
    通常将未经处理污水输送装置的规模定在使装置的稳定流量等于或者能够扩大到容纳来流污水管的大总流入量的程度。稳定流量的定义为:一台或几台大的机组停用时泵站的总流量。
    当所要求的流量小于小的普通污水泵所提供的流量时,有时采用气动喷射泵。但是在预期超过50个连接点时,就不应采用这种形式的机组。
    到目前为止,常规污水泵就是普通的污水泵。常规污水泵可以更明确地描述为有悬臂式叶轮的端吸涡壳式离心泵,根据流量和压头的不同,叶轮可以是不堵塞型的,也可以是径流式的或混流式的.
    所谓不堵塞型的泵都是以新奥尔良(New Orleans)的Wood的初始研究成果为基础的。实际上,无论在泵中或是在它的附件中,都并没有研究出不会堵塞的泵。经验表明,绳子、长条纤维、棍子、罐头盒、橡皮、塑料制品以及油脂等都是容易引起堵塞的物品。
    目前,直径小于1Oin(25cm)的泵几乎都采用不堵塞型叶轮。不堵塞型泵与清水泵的区别在于将其设计成对于该泵的尺寸来说可以通过大的固体物质。虽然现在某些制造厂提出单叶片(无叶片)的叶轮,但是普通的不堵塞型叶轮却有两个叶片。两个叶片叶轮的叶片很厚,而且在叶片入口处的叶片和盖板之间具有大的圆角。无叶片叶轮没有叶梢,因而不会卡住垃圾。另一方面,由于不对称,所以叶轮本来就是不平衡的。
    根据扬程的要求,大型原污水泵可以使用混流式或径流式叶轮。根据泵的尺寸和被输送的固体颗粒的大小,混流式或径流式叶轮可以有两个或两个以上叶片。这类叶轮叶片的叶梢比不堵塞型叶轮较尖,所以运行效率就比较高。由于叶片的开度可以比小型泵的大,所以并不需要很厚的叶片。经验指出,纤维状的垃圾不会使叶片开度直径大于4in(102mm)的叶轮堵塞。
    常规处理固体物的涡壳式污水泵可以是干式、湿式和潜水型。由于从机械的角度来说易于靠近和维护,干式污水泵是目前应用得普遍的一种污水泵。
    湿式污水泵变得越来越普遍,尤其是在处理回收浆液方面。这种泵的结构上类似于立式涡轮泵或混流式扩散泵,但是它们在涡壳上装有限数量(一般两个)的圆形扩散器,叶轮可以处理固体物,并且没有安装位较低的吸入口轴承。因此,这种泵不太可能被污水中常见的一些垃圾堵塞。单级泵的工作全压头不大于100ft(30m)
    潜没式固体物输送泵常用在小型的污水处理站,常用的尺寸为12in(305mm)或更小,压头不大于100ft( 30mn ),电机功率不大于150hp(112k W )
    虽然Bin以下的不堵塞泵可以用自吸式结构,但是,大部分普通污水泵安装时都要使叶轮低于湿井内的水位,这样就不需要专门的引水系统。
    自吸式泵己经成功地用来输送未经过滤的未经处理污水,特别是在美国南部地区更是如此。自吸泵的特点是可以免去建坑的投资,而且使离心泵具有容积式泵那样可以处理气体的优点,但是,泵的运行费用是比较高的,因为自吸泵的设计效率通常比一般的不堵塞泵要低10%-15%左右。
    有时也采用阿基米德螺旋泵来输送未经处理的污水。这种泵机组的优点是:阿基米德螺旋泵不需要普通的湿井,而且能自身补偿,这就说只要流量没有超过泵的设计流量,则不管液体的来流流量有多大,泵都能自动地将流来的液体输送走。达到上述目的并不需要用特殊的变速驱动装置。同样,螺旋泵装置的总工作压头小于要求有普通吸入管路和排出管路的那些泵的压头。但是,就阿基米德螺旋泵的输送压头而论,实际上是有限制的,一般来说,在提升压头超过25ft(7.6m)时就不使用这种泵了。
2.澄清污水
    澄清污水泵用来将经过部分处理或全部处理完的废水从装置的一部分提升到另一部分,或者输送到纳污河流。这类泵包括澄清污水泵、工业水泵和澄清水回水泵。
    所输送的液体通常含有某些固体,但是,砂粒、绝大部分破布和其他纤维状物质都己被除去。系统应具备足够的稳定流量来满足高峰流量的需要。在任何情况下,安装的机组数都不应少于两台。
    通常用湿式固体物输送泵或扩散泵来抽送沉淀过的污水。根据全压头情况和固相物质的去除程度,扩散泵既可以是螺旋桨叶式结构,也可以是混流式结构。然而,由于更不易堵塞,湿式固体物输送泵变得越来越流行。虽然这种泵通常装在湿坑中使用,但是有时也装在吸入管路上和装在干坑中使用。这两种使用形式都可以接受,虽然从经济性来考虑通常规定这种泵应该在湿坑中使用。压头和流量条件将确定采用哪一种结构型式的泵机组较为合适。
    普通的污水泵也可以用来抽送澄清污水。它们可以是干式、湿式和潜入型。在希望采用干式装置的情况下,可以用普通污水泵来抽送澄清污水。在这种情况下,用干式泵通常是不经济的,但是,就设备的适应性来说,这种泵还是可以接受的。
    如果提升的压头不太高,则可以用阿基米德螺旋泵来输送澄清污水。如前所述,这种泵具有一些固有的优点。
3.工业用水
    装置流出的废水常常用于冲洗、填料压盖的密封、有控制的泡沫喷洒、注氯作业、草地浇水、消防以及在废水处理厂内的各种其他用途。除了必须处理某些固体物料以外,这种使用条件与建筑物供水和小型配水系统中所遇到的情况在很多方面是相同的。
    通常,需要对固体颗粒进行过滤,根据不同的使用条件,可以在泵前或在泵后进行过滤。推荐采用管道式滤网,因为这种滤网不仅很经济,而且需要的空间也小,这种滤网还可以自动地反向冲洗,要比其他类型的设备更易于操作。
    如果废水在进入泵以前经过过滤,则任何一种类型的普通涡壳式清水泵或导叶式清水泵均可用于这种工业用水的应用场合。在不能做到预先过滤的情况下,应该采用能够输送一些固体颗粒的泵。
4.泥浆和浮渣
    按照被输送液体中固体颗粒的浓度,这类介质可分为两种不同的类型。对于较浓的泥浆,需要特殊的输送设备,而抽送稀泥浆和稀浮渣却颇有点类似于输送澄清污水。
5.稀泥浆或稀浮渣
    稀泥浆和稀浮渣的定义为所含的固体颗粒少于2%。消化泥浆的再循环是一个例外情况,这种泥浆的浓度通常超过了2%的限度。更稀的泥浆也包括在这一类内,因为它们使用的抽送设备是同类型的。
    一般来说,抽送稀泥浆仅限于将生物泥浆送回到处理流程中去,或者送到某个进一步浓缩或脱水、以及处理的地点。在将蒸煮器作为处理设备的一部分时,常常使泥浆通过外部热交换器进行循环,以便维持有利于发挥厌氧菌作用的温度。这种循环也有助于使煮解池内的成分保持混合。有时,原泥浆和原浮渣也以稀释的形式进行输送。
    稀泥浆输送设备的稳定流量应该等于预期的高峰负荷。生物泥浆回流泵应有的流量范围为流向处理装置的原污水平均设计流量的25%一100%。消化污泥循环泵的大小应该选择得可经常翻动蒸煮池内的物料,使之能足以维持所希望的温度。输送稀的原泥浆和废弃的生物泥浆用的泵应该有足够的流量,以便在不变的固体颗粒浓度下满足高峰泥浆负荷。
    普通污水泵适合于输送稀泥浆和稀浮渣。根据不同的流量,可以采用不堵塞型叶轮或混流式叶轮。
    如果在生物泥浆中没有大量的破布或纤维状物质,则导叶式泵特别适合于输送这种污泥。但是,并不推荐采用这种泵来输送稀浮渣,或者用来循环消化污泥。根据流量的要求,导叶式泵可以是混流式结构或是转浆式结构。导叶式泵在湿坑中是常用的,但是,在干坑装置中也偶尔使用。
    经常用旋流泵来输送含有一些砂粒的稀泥浆。这种机组特别适合于上述使用条件,因为旋流泵的结构并不需要很小的运转间隙。这就允许使用一些经过特殊硬化处理的材料。例如,使用不易进行机械加工的高镍铁。旋流泵普遍的用途是输送没有去除砂粒的稀污泥,以便进行重力浓缩和循环消化污泥。
    在某些情况下,可以用阿基米德螺杆泵来输送生物泥浆。这种泵一般局限于在低扬程到中扬程的范围内使用,或者在排出泥浆的地点离泥浆源很近的情况下使用。
6.浓泥浆或浓浮渣
浓泥浆或浓浮渣的定义是所含的固体颗粒超过2%。循环煮解泥浆的情况是一个例外,因为如上所述,这种情况己经包括在稀泥浆的类型内。
    每一个抽送装置都应该有一个足够的稳定流量,以适应在间隙式工作时能够按设计要求输送的高峰泥浆流量。在高峰负荷条件下运行时间的比例是变化的,对于处理原始泥浆的泵这个比例是25%,而对于为脱水设备供液的泵这个比例则接近80%.
    只推荐用容积式泵来输送浓泥浆或浓浮渣,主要是由于这种型式的泵能输送带气泡的粘性液体而不会丧失吸入能力。而且,这些物质是触变性的,计算摩擦损失的普通公式不再有效。在用普通方法计算得出的输送压头上,至少应该加上251b/in2( l70kPa)的适当裕量,以便在粘度变化时和在管线发生部分堵塞时仍能进行输送。不论排出压头是否变化,容积式泵能够保持比较恒定的流量。
    在大多数使用场合,容积式泵可以是柱塞式结构或单螺杆式(Pro-gressing cavity)结构.这两种泵的性能都取决于很小的运行间隙,所以,这些泵的维修工作量很大,特别是在输送含有砂粒的物质时维修工作量更大。尽管如此,这种型式的泵还是目前所拥有的好的输送设备,而且,这两种结构型式使用得都很成功。已经在特定的使用条件下采用罗茨式齿轮泵。但是,在所输送的介质中只要有可能含有很少量的砂粒,就应该避免采用罗茨式齿轮油泵
    柱塞泵应该是现有的重型的结构,它的流量应该规定为全冲程流量的一半左右。冲程越短,运行越稳定,并且所要求的维护工作量也越小。压头可高达80-1001b/in2( 550-690kPa),为了获得尽可能大的适应性,应该将压头规定在上述范围内。
    经过专门设计的单螺杆式泵可以用来输送污水泥浆。随着泵转速的提高,磨损将增加,所以应该避免采用过高的转速。从理论上说,单螺杆式泵的大转速不应超过350rpm。这种泵能很容易地产生高达501h/in2的压头,因而应该将泵的压头规定在上述范围内。
    在一些比较新的泥浆处理和脱水流程(例如加热处理和压力过滤)中,要求泵的扬程能超过5001b/in2 ( 3450 k Pa )。这是一种非常困难的工况,应该特别注意选择所用设备的型式。到目前为止,泵制造厂还很少注意到这个应用领域。
7.其他各种用途
    用旋流泵或气压泵可以比较成功地输送砂粒。旋流泵需要大量的冲洗水,而气压泵要求的冲洗水却比较少。在有必要以液体形式处理燃烧炉的炉渣时,就需要用特殊的灰渣泵。这种泵是专门设计用于冲除灰渣的,所以用特殊的硬化金属制成。在这种使用条件下没有其他型式的泵可以考虑。

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