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(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)污水處理廠脫水后的污泥的輸送方式一般采用皮帶輸送機(jī)，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(jī)是影響脫水機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵設(shè)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(jī)，自1997年以來，運(yùn)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(diǎn)
        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(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(zhǎng)圓，兩端是半圓，中間為長(zhǎng)4e的直線段（因?yàn)槁輻U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(gè)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(gè)可封閉的工作室，當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，靠近吸入室的第一個(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(dòng)，直到轉(zhuǎn)過180°（φ從180°到360°），這個(gè)工作室開始封閉，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)地吸入和排出介質(zhì)。

圖1

        單螺桿泵有如下特點(diǎn)：
        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(dá)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(dá)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(zhǎng)，維修費(fèi)用低。
        此外，單螺桿泵體積小，出泥管道可架空，占地面積小；污泥一旦進(jìn)入進(jìn)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(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)入螺桿泵的吸入口，為此，必須在螺桿泵的吸入口加一螺旋進(jìn)料器，將污泥強(qiáng)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(jìn)料器

圖2

        由圖2可以看出，螺旋進(jìn)料器加裝在單螺桿泵和電機(jī)之間，同軸安裝，螺旋進(jìn)料器和單螺桿泵共用一臺(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)的出泥可直接落入螺旋進(jìn)料器的料斗將泥餅輸送出去，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，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(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，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(zhǎng)度、管徑、流量和污泥的粘度來計(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.單螺桿泵流量
        根據(jù)脫水機(jī)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(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，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(gè)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(jìn)料器螺旋推進(jìn)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(jìn)料器的單螺桿泵的使用與維護(hù)
        1.嚴(yán)禁泵干運(yùn)轉(zhuǎn)，泵不能無液?jiǎn)?dòng)，否則會(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，先點(diǎn)動(dòng)幾下，然后投入使用。
        2.如泵的出口裝有閥門，泵啟動(dòng)前應(yīng)將泵的出口閥打開。
        3.泵如果擬長(zhǎng)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(dòng)時(shí)過載。
        4.室外輸送管道需保溫，防止冬天結(jié)冰凍結(jié)。