污水處理廠的剩余污泥,不論是采用帶式壓濾機(jī)脫水還是采用離心脫水機(jī)脫水,脫水后的污泥都需輸送到脫水機(jī)房外,然后進(jìn)行外運(yùn)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(jī)。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(jī)一旦損壞,脫水機(jī)就停運(yùn),是影響脫水機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。由于污泥的性質(zhì)所決定,采用皮帶輸送機(jī)無(wú)法將污泥遠(yuǎn)距離輸送到脫水機(jī)房外。
1.1 G型螺桿泵的工作原理和特點(diǎn)
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(jī)械是一個(gè)鋼制螺桿(轉(zhuǎn)子)和一個(gè)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(zhǎng)圓,兩端是半圓,中間為長(zhǎng)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(gè)可封閉的工作室。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),靠近吸人室的第一個(gè)工作室容積逐漸增大(φ從0°到180°)形成負(fù)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(dòng),直到轉(zhuǎn)過(guò)180°(φ從180°到360°),這個(gè)工作室開(kāi)始封閉,將介質(zhì)沿軸向推向排出室,與此同時(shí)上下兩個(gè)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(diǎn):
(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(dá)270000~st;
(4)能夠連續(xù)地均勻輸送送介質(zhì),無(wú)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(zhǎng),維修費(fèi)用低。從螺桿泵的工作原理和特點(diǎn)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(dòng)性差,污泥難以進(jìn)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(jìn)料器,將污泥強(qiáng)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(guò)螺桿泵加壓在輸送管道內(nèi)流動(dòng)時(shí),都要受到與流動(dòng)方向相反的流體阻力,消耗動(dòng)力,而以壓力降反映出來(lái),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(mén))兩種,壓力損失的大小要根據(jù)管道長(zhǎng)度、管徑、流量和污泥的粘度來(lái)計(jì)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(jī)的最大產(chǎn)泥量來(lái)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(dòng)性差,并且污泥中含有許多細(xì)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(mǎn)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(yīng)脫水機(jī)產(chǎn)泥量的變化,在脫水機(jī)產(chǎn)泥量較少時(shí),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(gè)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(jìn)進(jìn)料器螺旋,考慮耐磨和耐腐蝕,盡量選用不銹鋼材料來(lái)加工。
2.5 帶螺旋進(jìn)料器的G型螺桿泵
使用與維護(hù)
(1)嚴(yán)禁泵干運(yùn)轉(zhuǎn),泵不能無(wú)液?jiǎn)?dòng),無(wú)液?jiǎn)?dòng)會(huì)損壞定子,首次啟動(dòng)或再次啟動(dòng)長(zhǎng)期封存的泵,螺旋進(jìn)料器的料斗應(yīng)先注入部分水,行點(diǎn)動(dòng)幾下,然后投入使用。
(2)如泵的出口裝有閥門(mén),泵啟動(dòng)前應(yīng)將泵的出口閥打開(kāi)。
(3)泵如果長(zhǎng)期停止使用,應(yīng)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(dòng)時(shí)過(guò)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(jìn)料器
3、螺旋進(jìn)料機(jī)構(gòu)
由圖2可以看出,螺旋進(jìn)料器加裝在G型螺桿泵和電機(jī)之間,同軸安裝,螺旋進(jìn)料器和G型螺桿泵共用一臺(tái)電機(jī),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)轉(zhuǎn)可靠。如果是單臺(tái)脫水機(jī),脫水機(jī)的出泥可直接落人螺旋進(jìn)料器的料斗直接將泥餅輸送出去,如果是兩臺(tái)或三臺(tái)脫水機(jī)。可用一臺(tái)螺旋輸送機(jī)將兩臺(tái)或三臺(tái)脫水機(jī)的泥餅收集起來(lái),一并輸送進(jìn)螺旋進(jìn)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(yùn)行的可靠性
帶螺旋進(jìn)料器的螺桿泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,故障率低,運(yùn)轉(zhuǎn)可靠。皮帶輸送機(jī)結(jié)構(gòu)龐大,皮帶長(zhǎng)、托輥數(shù)量輸送機(jī)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(yán)重,污泥易進(jìn)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(jī)有一部分在室外,污泥凍結(jié)在皮帶和輥?zhàn)由厦?,根本無(wú)法運(yùn)行,因此,皮帶輸送機(jī)的運(yùn)行可靠性差。
4.2 輸送距離
帶螺旋進(jìn)料器的螺桿泵是容積泵。出口壓力可達(dá)2.4 MPa,因此,污泥可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸
送,能輸送到室外200 m遠(yuǎn)的地方。由輸送污泥的性質(zhì)決定,皮帶輸送機(jī)輸送的距離較近,難以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸送。
4.3 維修費(fèi)用
帶螺旋進(jìn)料器的螺桿泵,不論是定子還是轉(zhuǎn)子,以及螺旋進(jìn)料器,都不易損壞,使用壽命長(zhǎng),維修費(fèi)用低。皮帶輸送機(jī),皮帶打滑、跑偏,磨損嚴(yán)重,輥?zhàn)虞S承易損壞,維修費(fèi)用高。
4.4 占地面積
帶螺旋進(jìn)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(jī)結(jié)構(gòu)龐大,占地面積大。
4.5 對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響
帶螺旋進(jìn)料器的螺桿泵泥餅一旦進(jìn)入進(jìn)料器的料斗,污泥無(wú)散落和泄漏,不污染室內(nèi)環(huán)境。皮帶輸送機(jī)、污泥在皮帶上面易散落,嚴(yán)重污染室內(nèi)環(huán)境。
5、結(jié)論
(1)利用帶螺旋進(jìn)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(yùn)轉(zhuǎn)可靠,占地面積小,維修費(fèi)用低,不污染室內(nèi)環(huán)境,并能實(shí)現(xiàn)污泥的遠(yuǎn)距離輸送。
(2)泵的選型要合理,既要滿(mǎn)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。