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)污水處理廠脫水后污泥的輸送方式一般采用皮帶輸送機。由于脫水后的污泥,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。皮帶輸送機一旦損壞,脫水機就停運,是影響脫水機正常運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵設備。由于污泥的性質(zhì)所決定,采用皮帶輸送機無法將污泥遠距離輸送到脫水機房外。
1.1 G型螺桿泵的工作原理和特點
G型螺桿泵是一種回轉(zhuǎn)式容積泵,只有一根螺桿,主要工作機械是一個鋼制螺桿(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-偏心距e,如圖1。
螺桿表面為正弦曲線,定子內(nèi)表面具有雙頭螺紋.其橫截面為一長圓,兩端是半圓,中間為長4e的直線段,定子內(nèi)螺紋的旋向與轉(zhuǎn)子外螺紋的旋向相同,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,靠近吸人室的第一個工作室容積逐漸增大(φ從0°到180°)形成負壓,在吸人室壓差的作用下介質(zhì)吸人工作室,如圖1所示。隨著轉(zhuǎn)子續(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)地吸人和排出介質(zhì)。
從G型螺桿泵的工作原理可以看出螺桿泵的特點:
(1)G型螺桿泵排出壓力隨阻力增大而提高,壓力范圍為0-2.4 MPa,其流量范圍為0.01-300 m3/h。
(2)自吸性能好,吸入可靠,可吸人高粘度的介質(zhì);
(3)定子內(nèi)襯為橡膠件,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270000~st;
(4)能夠連續(xù)地均勻輸送送介質(zhì),無脈沖現(xiàn)象;
(5)G型螺桿泵零件少,且容易更換,轉(zhuǎn)子、定子使用壽命長,維修費用低。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人口,為此,必須在螺桿泵的吸人口加一螺旋進料器,將污泥強制推人螺桿泵的吸人口,螺桿泵將污泥吸人并將污泥排出去。
2、G型螺桿泵的選型
2.1 壓力確定
脫水后的泥餅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。
2.2 流量的確定
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。
2.3 轉(zhuǎn)速的選擇
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,以提高螺桿泵的使用壽命。
2.4 轉(zhuǎn)子與定子材料的選擇 -
G型螺桿泵的定子襯套為橡膠制品,也是單螺桿的一個易損件,它的選擇好壞,直接影響定子的壽命,要考慮橡膠材料的耐磨性,抗老化性和耐腐蝕性,一般多選用丁晴橡膠或乙丙橡膠。泵轉(zhuǎn)子和進進料器螺旋,考慮耐磨和耐腐蝕,盡量選用不銹鋼材料來加工。
2.5 帶螺旋進料器的G型螺桿泵
使用與維護
(1)嚴禁泵干運轉(zhuǎn),泵不能無液啟動,無液啟動會損壞定子,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,行點動幾下,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)泵如果長期停止使用,應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)。
圖2 螺旋進料器
3、螺旋進料機構(gòu)
由圖2可以看出,螺旋進料器加裝在G型螺桿泵和電機之間,同軸安裝,螺旋進料器和G型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人螺旋進料器的料斗直接將泥餅輸送出去,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
4、螺桿泵輸送和皮帶輸送方式比較
4.1 運行的可靠性
帶螺旋進料器的螺桿泵結(jié)構(gòu)簡單,故障率低,運轉(zhuǎn)可靠。皮帶輸送機結(jié)構(gòu)龐大,皮帶長、托輥數(shù)量輸送機多,輸送脫水后的污泥,污泥粘度大,易粘帶,造成皮帶打滑跑偏,皮帶磨損嚴重,污泥易進入托輥軸承中,造成托輥軸承損壞,特別是在寒冷的冬天,皮帶輸送機有一部分在室外,污泥凍結(jié)在皮帶和輥子上面,根本無法運行,因此,皮帶輸送機的運行可靠性差。
4.2 輸送距離
帶螺旋進料器的螺桿泵是容積泵。出口壓力可達2.4 MPa,因此,污泥可實現(xiàn)遠距離輸
送,能輸送到室外200 m遠的地方。由輸送污泥的性質(zhì)決定,皮帶輸送機輸送的距離較近,難以實現(xiàn)遠距離輸送。
4.3 維修費用
帶螺旋進料器的螺桿泵,不論是定子還是轉(zhuǎn)子,以及螺旋進料器,都不易損壞,使用壽命長,維修費用低。皮帶輸送機,皮帶打滑、跑偏,磨損嚴重,輥子軸承易損壞,維修費用高。
4.4 占地面積
帶螺旋進料器的螺桿泵體積小,出泥管道可架空,占地面積小。皮帶輸送機結(jié)構(gòu)龐大,占地面積大。
4.5 對室內(nèi)環(huán)境的影響
帶螺旋進料器的螺桿泵泥餅一旦進入進料器的料斗,污泥無散落和泄漏,不污染室內(nèi)環(huán)境。皮帶輸送機、污泥在皮帶上面易散落,嚴重污染室內(nèi)環(huán)境。
5、結(jié)論
(1)利用帶螺旋進料器的G型螺桿泵輸送脫水后的污泥是一種行之有效的方式,運轉(zhuǎn)可靠,占地面積小,維修費用低,不污染室內(nèi)環(huán)境,并能實現(xiàn)污泥的遠距離輸送。
(2)泵的選型要合理,既要滿足流量和壓力的要求,還要考慮選擇合適的材質(zhì),以提高泵的使用壽命。