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螺旋离心泵的应用——螺旋离心泵在回流活性污泥中的应用

文章出处:华南泵业人气:-发表时间:2017-08-28 00:00:00【
摘要 : 传统活性污泥处理工艺是利用微生物进行污水处理,使用轴流螺旋桨泵输送回流污泥,容易造成纤维物体的堵塞和泵送前后絮凝体的破坏严重。用螺旋离心轴流泵代替了轴流螺旋桨泵,结果节省了大量运行费用,而且输送的活性污泥性能非常好,大大提高了污水处理的效率。

2001年,在新加坡召开的环境会议上,三位环境科学专家发表了一篇关于使用螺旋离心泵的论文——《螺旋离心泵在活性污泥回流中的应用》。这篇报告叙述了新加坡一家污水处理厂,在活性污泥回流中,用螺旋离心轴流泵代替了轴流螺旋桨泵,结果节省了大量运行费用,而且输送的活性污泥性能非常好,大大提高了污水处理的效率。


新加坡有六座污水处理厂,污水处理全部采用活性污泥处理工艺。通过对发达国家污水处理厂的采访发现,在这些发达国家中,污水中的纤维物并没有明显地影响到污水厂中设备的运行。而东南亚国家,在污水提升泵站不是使用格栅而是使用破碎机来切断污水中含有的固体物质。因为他们的提升泵站建于建筑物稠密的地区,如果设置格栅拦截物质,就会发出难闻的气味,这必将遭到居民的反对。所以污水中的纤维物就会一直流入污水处理厂,极易缠绕在处理设备中,引起设备的故障。


传统活性污泥处理工艺是利用微生物进行污水处理,这种工艺在污水处理中已被广泛应用。在此工艺中,曝气池内的污染物含量和微生物的含量必须保持一个严格的比例关系(F/M),否则,处理效果会受到严重影响。另外,污水中还含有大量的纤维状物质,这些纤维状物质容易使传统的回流污泥泵堵塞,减少回流到曝气池中的活性污泥的数量。因此,选择一种流畅、高效的污泥回流泵对于整个系统就是非常关键的。


新加坡所有六个污水处理厂都使用活性污泥法,而且在其中两个最大的ULU Pandan和Kim Chuan污水厂中,都使用轴流螺旋桨泵输送回流污泥。而使用轴流螺旋桨泵输送回流污泥存在许多弊病:

(1)由于泵体细长,所以对螺旋叶轮或电机不平衡引起的振动非常敏感,加快机械的损坏。

(2)液体沿叶轮轴向流动,水流转过90°角,这样悬浮在水中的一些细长的纤维物质,就会缠绕在叶轮上。一旦发生纤维物质的缠绕,泵的流量就会减小,而且由于叶轮失去动平衡,会产生强烈振动。最终,叶轮就会遭到破坏。长纤维对叶轮边缘也会产生很大的磨损和破坏。

(3)水泵被堵塞后,就必须拆卸开检修,包括等待订购的零备件时间,至少要花一个月才能完成。

(4)除了被长纤维堵塞这一问题外,活性污泥中的絮凝团还受轴流螺旋桨泵的叶片剪切力的影响。对用这种叶轮输送的污水取样测试表明,絮凝团粒径减小,而且有一些遭到破坏。测试结果见附页:Graph 1和Graph 2。


使用轴流螺旋桨泵输送回流污泥的两个主要问题即:纤维物体的堵塞和泵送前后絮凝体的破坏严重。为解决这两个问题,污水处理厂采取如下措施:

1)进水口安装自清理格栅:在ULU Pandan污水处理厂,安装了自清理格栅,但还是出现下述问题:散发臭味和纤维的堵塞。因此,ULU Pandan污水厂管理人员决定采用一种能够输送这些纤维物质的泵。

2)采用一种能够输送这些纤维物质的泵:离心泵和旋流泵首先被排除。因为水流在流经这种泵叶轮时,有一个突然的90°转角,许多絮凝体被打碎且很容易造成纤维物质缠绕。螺杆泵虽然能够输送高固体含量的污水,但不能提供所需的大流量,所以也被排除。阿基米德螺旋泵也是一种选择,但这种泵结构庞大,由于场地的限制,在这两个污水厂也不可能使用。


于是有人建议使用螺旋离心泵。这种泵最早用来把鱼从船上泵送到岸上的加工厂,后来也用来输送土豆和西红柿。但那时,还没有用这种泵输送过活性污泥。


螺旋泵.jpg


2002年7月试验四台螺旋离心泵的计划完成了,主要测试了技术和运行情况,发现有如下优点:

(1)由于液体流动平稳,柔和输送,使活性污泥中的菌胶团能够保持其物理特性,因此,这种泵非常适合输送活性污泥。在ULU Pandan污水厂,每一个曝气池都安装上两台新的螺旋离心泵后,回流污泥量增加;泵出水的取样测试表明,污泥絮凝团的特性几乎没有改变,并且结构基本保持完整,保证了回流污泥的活性,提高了处理效率。

(2)用螺旋离心泵输送活性污泥,还可以更好地控制回流比。通过调节两台泵转数,来控制回流比。两台泵同时高转数运行,或同时低转数运行,或一台高转数另一台低转数运行,可以得到三个不同的回流比。如果最终沉淀池中的活性污泥含量增加,可以将两台泵同时高转数运行,提高回流比,在短时间内解决问题。

(4)节省空间,操作维修方便:污水厂还发现螺旋离心泵可以设计成立式,安装在原来的轴流螺旋桨泵的位置,这样可以节省建设工作。也可以安装在标准的基座上,这样检修保养时,可以快速拆卸,而不需要拆卸相连的污泥管道,并很快替换上另一台工作。这种设计不仅使工作量降到最低,而且把污水处理过程的影响也降到最低。

(5)对水处理影响小:在与旧的轴流螺旋桨泵比较之后,专家们认识到这一点的重要性。由于旧的泵时常出现故障,污泥回流经常中断,因此,曝气池中污水所含的活性污泥达不到要求的2000mg/l,而且需要经常监测,尤其在小流量阶段。

(3)节约资金:在没有更换新泵以前,因为纤维物质严重影响泵的运行,轴流螺旋桨泵必须每年检修一次,平均每台泵要花费4500(新加坡)元。而螺旋离心泵连续运行两年不需要检修,也没有进行保养。由于电机型号基本相同,可以认为运行费用相差不多。这样,如果所有34台轴流螺旋桨泵全部用螺旋离心泵替代,每年可以节省153000(新加坡)元。


实践表明,轴流螺旋离心泵可以成功地输送回流活性污泥,完全可以替代阿基米德螺旋泵,尤其是在土地和空间有限的情况下,意义更大。当污泥中含有大量纤维物质或水质条件恶劣的情况下,轴流螺旋离心泵维修量小,可靠性高。通过采用此泵,处理效果得到很大改善,出水水质性能稳定。这种独一无二的螺旋离心泵已被介绍推广,在今后的污水处理厂设计中采用。


螺旋离心泵的应用领域

泵的性能优劣可以通过水泵的应用领域和使用情况来判断,这些年来,许多的螺旋离心泵已经应用在许多领域。下面简要列举螺旋离心泵的应用领域。

A 柔性输送

柔性输送即:低流速,低剪切力和摩擦。此领域列举如下:

采用生物处理法的污水厂:无损坏地输送活性污泥。

食品工业:

输送活鱼、蔬菜、水果等。

化工:

输送含有颗粒的化学纸浆

输送油水混合物

纸浆及造纸工业

a.柔性输送含有纤维的纸浆

b.输送长的纸质纤维


B 输送粘性液体

输送污泥

常见的是输送固含量为13%的污泥

食品工业

输送水果汁、果浆、30白利的番茄酱、糖浆、芒果渣、棕榈渣等

化工:

输送粘度达4000CST的化学物质,其修正因数比传统离心泵低得多。


C 无堵塞输送

污水处理厂:输送未经格栅的污水及工业废水。

食品工业:

输送活鱼

输送水果和谷物

输送甘蔗和甘蔗汁

化工

输送含有固体的化学药剂

纸浆及造纸

造纸的循环利用工艺中输送纸浆

输送含有长纤维的纸浆


D 有效气蚀余量低

在有效气蚀余量低的场合,所需气蚀余量低的螺旋离心泵就可以解决此问题。


E 含有气体的液体

螺旋离心泵可以输送含有气体的液体


综述:          

在固体输送领域螺旋离心泵将不断得到大家的认可,也将不断证实这种叶轮就是将来固体输送领域要发展和推广的叶轮。 


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