螺旋離心泵在污泥處理中的應(yīng)用

1  螺旋離心泵的概念
螺旋離心泵最關(guān)鍵的一個部位是它獨(dú)特的螺旋離心葉輪，同時擁有螺旋段和離心段，結(jié)合了傳統(tǒng)離心泵的高效率和螺旋泵的無堵塞性兩者的優(yōu)點(diǎn)，故稱螺旋離心泵。

2  螺旋離心泵的起源
螺旋離心泵起源于瑞士，最初目的是為了幫助秘魯漁廠從漁船上輸送活魚，依托螺旋離心葉輪的無堵塞及柔和輸送特性，泵可以完好無損的將活魚從魚網(wǎng)輸送至船上再由船上輸送至加工廠。隨著產(chǎn)品的日益發(fā)展和完善，螺旋離心泵的應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)大。

３  螺旋離心泵的應(yīng)用領(lǐng)域
廣泛的應(yīng)用于市政污水、污泥，石油化工，紙漿廢水，食品處理等領(lǐng)域。

４  螺旋離心泵的特點(diǎn)
與一般的普通雜質(zhì)泵和旋流泵相比，螺旋離心泵的結(jié)構(gòu)決定了其具有以下特點(diǎn)：
1）無堵塞性能好
　　葉片形成的大通道，加上進(jìn)口導(dǎo)向和螺旋推進(jìn)作用可以輸送含大顆粒及纖維物質(zhì)的液體，尤其是長纖維物體可以順利通過。輸送的固體濃度比其他型式無堵塞泵高，與相近外徑的傳統(tǒng)離心葉輪相比，通徑可提高很多。
２）柔和輸送，無損性能好
　　固液態(tài)兩相流體在受均衡的螺旋力作用逐漸向前推進(jìn)，流動方向無突然變化，因而流動平衡。在污泥處理過程中特別適合于輸送活性污泥，可以保持活性污泥的特性。
３）效率高且高效區(qū)寬
４）功率曲線平坦

意嘉泵業(yè)其他產(chǎn)品：管道泵 多級離心泵 磁力泵 排污泵 化工泵 螺桿泵 多級泵 隔膜泵 自吸泵 油桶泵 齒輪油泵 計(jì)量泵 屏蔽泵 離心泵 潛水泵 深井泵 塑料泵 氟塑料泵 液下泵 漩渦泵 紙漿泵 玻璃鋼泵 轉(zhuǎn)子泵 管道離心泵 濃漿泵 消防泵 水泵控制柜 污水泵 成套給水設(shè)備

５）具有陡降的特性曲線
　　在揚(yáng)程變化時，流量變化小，可保證連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
６）泵的吸入性能好
　　泵葉片前伸到吸入口，因此可抽送含氣介質(zhì)，當(dāng)吸入微量氣體時，泵的性能、振動、噪音基本不發(fā)生變化，當(dāng)含氣量超過40％時，泵雖然會產(chǎn)生斷續(xù)振動，但仍能運(yùn)行。
７）高含固率
 

5  螺旋離心泵在污水處理中的應(yīng)用
在我們的大量調(diào)查中，污水廠水泵反映最突出的問題就是經(jīng)常堵塞。一個原因就是泵房通水使用前很多建筑垃圾沒有得到及時清理，很多松動的小石塊、小的鋼筋(公眾號:泵管家)、腳手架管卡在建筑施工完成后仍然被留在了進(jìn)水泵房池底。另外一個原因就是污水中本身含有各種垃圾，雖然有格柵攔截但粗格柵柵距較大一般為20-30mm。雜物，尤其是纖維物質(zhì)等還是會通過攔截象滾雪球般在水泵中越纏越大直至葉輪堵塞，設(shè)備停止運(yùn)行。

傳統(tǒng)的離心泵，當(dāng)水流沖進(jìn)渦殼，通過離心作用被甩出，由于90度角的方向急變勢必產(chǎn)生明顯的沖撞，這種方向上的突然改變，容易使固體因?yàn)閼T性停留在渦殼內(nèi)或在葉輪上，從而造成阻塞，并極大的降低了傳統(tǒng)離心泵的泵送能力。

同時，傳統(tǒng)的離心泵在輸送纖維固體時更是無能為力。傳統(tǒng)無堵塞泵所宣稱的通過固體的球形顆粒直徑只是針對較規(guī)則固體顆粒而言，并不能反應(yīng)輸送纖維物體的能力。但實(shí)際上，當(dāng)通過較多數(shù)量的纖維物體時（如頭發(fā)、女士長筒襪、衛(wèi)生巾等），這些纖維物在進(jìn)入泵體后被葉輪勾住，纏繞在葉輪上，直到水泵停轉(zhuǎn)。

螺旋離心泵無堵塞的優(yōu)勢在于葉輪有一扭曲螺旋葉片，由吸入口沿軸向延長，葉片的半徑逐漸增大，形成一個非常開闊的螺旋形流道。殼體由吸口、內(nèi)襯和渦殼三部分組成，吸口部分的葉輪，產(chǎn)生螺旋推進(jìn)作用，渦殼部分的葉輪產(chǎn)生離心作用，葉片進(jìn)口的銳角部分將雜物導(dǎo)向軸心附件，再利用螺旋作用使之沿軸線推進(jìn)，固體顆粒進(jìn)入葉輪后受均衡的螺旋力作用沿螺旋葉片旋轉(zhuǎn)形成的拋物面進(jìn)入泵體，盡管同樣是轉(zhuǎn)了90度，但顆粒通過螺旋離心泵的軌跡是漸變的，所以液流是在一個平滑敞開式通道，而且是在低應(yīng)力、低混流的條件下通過泵的。而且這個獨(dú)特設(shè)計(jì)也同時允許含固量很大的液體無阻塞的通過。

對于特別柔軟的易纏繞的頭發(fā)絲等細(xì)小纖維，葉輪進(jìn)口內(nèi)襯設(shè)計(jì)了一個獨(dú)特的突起，可以有效的將這些纖維留下，使葉輪位于保護(hù)圈后面，這樣既防止了葉輪尖勾住纖維造成阻塞，也防止了纖維纏繞葉輪造成的葉輪尖部損壞，解決了傳統(tǒng)無堵塞泵的纖維堵塞問題。

６  螺旋離心泵在污泥處理中的應(yīng)用
市政污泥處理中，水泵被廣泛應(yīng)用在初沉污泥、活性污泥、消化污泥等工藝段，現(xiàn)結(jié)合這幾個工藝段的介質(zhì)特點(diǎn)闡述下螺旋離心泵的應(yīng)用。

1）初沉污泥及消化污泥的輸送
螺旋離心泵由于無堵塞性能好，能夠輸送高含固率的介質(zhì)，很好地解決了初沉及消化污泥含固率高、粘度大引起的輸送過程中堵塞、磨損、無法輸送等系列問題。

普通離心泵，對于含固率高、粘度大的初沉污泥、消化污泥，無法正常穩(wěn)定輸送，容積泵（如螺桿泵）雖然可以正常輸送，但由于污泥中雜質(zhì)對定轉(zhuǎn)子的磨損，導(dǎo)致螺桿泵定轉(zhuǎn)子過快失效。

2）回流污泥的輸送
在目前國內(nèi)大部分的污水處理廠，利用微生物進(jìn)行污水處理的活性污泥處理工藝被廣泛采用。在此工藝中，細(xì)菌粘合形成的球形菌膠團(tuán)（絮體）是活性污泥曝氣池中的主要組成部分，污水中溶解態(tài)污染物質(zhì)可以順利接近細(xì)菌被捕食，而以膠態(tài)存在的污染物質(zhì)必須先被吸附在菌膠團(tuán)（絮體）表面，然后在絮體內(nèi)逐漸被移動到細(xì)菌的周圍，通過細(xì)菌將膠態(tài)污染物質(zhì)水解成小分子的溶解性物質(zhì)后，才能將它們同其他溶解性污染物質(zhì)一起分解。因此在此工藝中，將污泥從最終沉淀池定量地回流至曝氣池，可以有效縮短微生物地培養(yǎng)時間。為了達(dá)到這一個目的，在活性污泥回流中，只有盡量不打碎活性污泥中的菌膠團(tuán)，使曝氣池中的微生物迅速達(dá)到有效濃度，才能提高污水處理的效率和速度，否則，處理效果會受到嚴(yán)重影響。

常規(guī)的回流污泥泵有一般離心泵、也有螺旋泵。螺旋泵有著顯著的優(yōu)點(diǎn)，其獨(dú)特的葉輪設(shè)計(jì)，不必在高速下運(yùn)行，既不易打碎活性污泥絮體，又不會發(fā)生堵塞，但不足之處是效率較低。離心泵的效率較高，但是污水輸送過程的90度突然轉(zhuǎn)向容易造成明顯的沖撞，使絮體受到嚴(yán)重破壞。而近年來出現(xiàn)的潛水式軸流螺旋槳泵一度被作為替代品廣泛使用，但從跟蹤效果看，在活性污泥回流中仍然存在許多弊?。?/p>

軸流螺旋槳泵為細(xì)長狀，上端耦合有重型電機(jī)，下端裝有重型青銅葉輪，轉(zhuǎn)軸位于泵中心。由于這種細(xì)長的結(jié)構(gòu)，葉輪或電機(jī)的不平衡就很容易引起泵的振動。

葉輪推動液體沿垂直方向流動，葉片與液流以90度相交，如果水中含有細(xì)長、帶狀的纖維物，它們就會纏繞葉輪。纖維狀物質(zhì)經(jīng)過長期的聚集，就會：（1）降低通過泵的流量；（2）增加電機(jī)的負(fù)載；（3）葉輪上雜質(zhì)的不均勻積聚，還會破壞葉輪的動平衡，從而引起更加劇烈的振動；（4）纖維物質(zhì)的大量積聚最終會使葉輪堵轉(zhuǎn)；（5）纖維物質(zhì)還會大大增加葉輪邊緣的磨損。

泵的中上部有一個中心襯套軸承。由于泵的振動，水會滲入軸承，劇烈的振動也會毀壞軸承。中心軸承的突出的支架還會纏繞纖維，引起泵的堵塞。一旦泵被堵塞，就必須將整個泵拆開進(jìn)行大修，以去除纖維物質(zhì)。頻繁的堵塞也會使泵的定期維修困難加大、周期加長。

其他如螺桿泵雖然能夠輸送高固體含量的污水，但不能提供所需的污泥回流量。阿基米德螺旋泵也曾被考慮使用，但這種泵結(jié)構(gòu)龐大，效率低且容易受到場地限制。

螺旋離心泵特有的結(jié)構(gòu)形成的無堵塞柔和抽吸特性此時得到了應(yīng)用，試驗(yàn)證明：

從上圖來看，采用螺旋離心泵輸送前后的活性污泥菌膠團(tuán)尺寸變化不大，維持原有污泥活性。而其他形式離心泵輸送前后尺寸變化較大，回流后的污泥效果變差，需要增大回流比來維持處理效果。

７  污泥輸送過程泵性能曲線的變化
按照ISO9906測試標(biāo)準(zhǔn)，所有的水泵性能測試都是在25℃清水環(huán)境下進(jìn)行的，在輸送高含固率污泥時，曲線都會有偏差。螺旋離心泵在輸送污泥時，性能曲線的變化很小，而普通離心泵變化很大。