单螺杆泵输送脱水干污泥的应用研究
摘要：脱水后干污泥，用单螺杆泵通过内衬塑料的钢管，从脱水机房送到运输车船、填埋场或其他处理装置中，不失为一种既方便可靠，又较为经济合理且能有效避免二次污染的输送方法。
关键词：脱水干污泥;单螺杆泵；管道输送
脱水干污泥的最终处理已逐渐引起各方面重视，但不管采用何种处理方式，如何将干泥从脱水机房送到处理地点或运输工具上，始终是一个要解决的问题。最早普遍采用的是皮带运输机将脱水干污泥送到脱水机房外，堆在地上，再用人工或其他机械输送出去。由于皮带运输机是敞开的，到处溅撒，遍地狼藉，造成二次污染。用无轴螺旋可以较好解决二次污染问题，但其一是输送距离有限，一般不超过20m，二是提升高度或者转弯较为困难。从2002年起，杭州兴龙泵业有限公司和有关使用单位配合，用单螺杆泵通过管道输送脱水干污泥，取得较好效果。
1 两个工程实例
1.1绍兴污水处理厂一期工程
由6台带式脱水机进行脱水，分2组由无轴螺旋将脱水后干污泥送入GN105-2A单螺杆泵，每台最大输送量为8m3/h，通过直径φ200的管道直接将污泥排放到填埋场[1]，其布置如图1。
从2002年至今已运行5年多，共已输送干污泥85000m3，目前正在填埋场边上建造烘干焚烧炉，届时将干污泥直接送入炉内处理。
1.2杭州水务集团祥符水厂（供水能力25万t/d）
由于水源地距水厂距离15km，在厂内设置干化装置，沉淀后的污泥，由2台离心机进行脱水，原用2台无轴螺旋送到脱水机房外堆泥场再装车外运。2台无轴螺旋串联布置（见图2）。
其中任何一台发生故障均会造成整个系统停止运行。2005年趁无轴螺旋需要更新机会，改用2台GN85-2A单螺杆泵，以单元布置形式通过管道，各自负担1台离心机干泥外输任务，单台最大输送量4m3/h（见图3），设备性能可靠，迄今已运行一年多。泥排入堆场后，目前仍用铲车装车外运，但保留了高位料仓的提升能力，将来可以通过料仓装车，省去1台装载铲车，进一步节约运行费用，也改善了环境条件。自来水厂的污泥由于没有经过生化处理，其黏稠度较污水厂污泥高，输送更为困难，经过对其进料系统进行改进才解决了顺利输送。
2 泵的选用
2.1泵的结构及材质
泵应采用带有喂料装置的结构，如图4所示。一般不需要加破桥装置。但泵的定、转子及轴封应充分考虑耐磨要求。
2.2流量及转速
由于输送介质基本上处于半干状态，从过滤机进入泵的过程中不可避免会掺入空气，因此其容积效率较低，一般只有50%～70%左右；因介质含固量大，泵的转速应控制在定、转子相对滑动速度Vgm=0.5m/s以下，以免泵早期磨损，此外，应具备转速调节装置，以便在不同负荷时输送量可以调节。
2.3工作压力和电动机功率
（1）工作压力：实际需要工作压力应控制在泵的额定工作压力1/2～2/3为宜，留有一定余量。
（2）电动机功率要留有余量。考虑停泵一段时间后管道内干泥局部结块，再次启动时阻力大大增加。
（3）泵内部要有加注润滑剂接口，以便必要时可以加注润滑剂；笔者认为位置在靠定子进口料腔比做在出口段有利于润滑剂注入。
3 输送管道
（1）管道材质以内衬塑料的钢管为好。既有足够的耐压强度，又能降低摩擦阻力。每根管道之间用法兰连接，万一阻塞时可拆开清理。
（2）管道直径要适当。一般按最大流量时的流速0.08～0.12m/s选择管道直径。管道直径过小，流速过大，流速引起的阻力增加，管道直径过大，内壁圆周面积增加，引起管壁阻力增加。只有选择合适的管径才能有最小的摩擦阻力（如图5）。
（3）需要提升高度或转弯时，尽量采用135°弯头代替90°弯头，以减少阻力。不可避免出现90°弯头时，其曲率半径R≥3-5D（管道内径）。
（4）对于距离很远，最终仍需用车船运输的工况可以在脱泥机房外适当位置设置一个料仓，进行中间储存。料仓容量应大于一台输送工具的容量，底部空间应能通过运输工具。当料仓内干泥达到一定容量时，打开料仓底部弧门卸料。可以很快装满外运，也节省了运输工具等待时间，提高运输效率。
4 寿命与经济性
4.1按上述条件选用的泵有较长的寿命
绍兴污水处理厂一期工程整机已运行五年半，转子寿命平均两年，定子寿命一年左右。
祥符水厂已运行一年多，因泥的黏度特别高，初期调试时用各种转速对比试验，更换过一个定子其余部件均无磨损。
4.2经济性
绍兴污水处理厂一期工程，用户曾对汽车运输和用螺杆泵管道输送进行过比较(见表1)
祥符水厂这次改造工程由兴龙泵业公司承包，包括原来的无轴螺旋拆除，螺杆泵及管道安装，控制设备，总费用为96000元，平均每台48000元，与无轴螺旋费用基本相当。如果输送距离再进一步增加，无轴螺旋费用是按长度成比例增加的，螺杆泵则只增加管道费用，更显出优越性。螺杆泵及其备品备件参数及价格如表2
如上所述，用螺杆泵输送脱水污泥在使用寿命及经济性上均有一定优越性，并不像某些资料上介绍的：定子价格600～1500美元，转子价格2000～3000美元，寿命只有2～3个月[2]。
5 前景瞻望
随着对脱水干污泥进行后处理日益提到议事日程，其输送问题也更显突出。根据目前技术水平和生产能力，单螺杆泵已能达到工作压力2.4MPa和4.8MPa。可以在0.5km范围内把干污泥从脱水机房直接送到需要的场所，基本可以满足各个处理方式的需要。可供有关方面选用。
参考文献
[1]李再澄.绍兴污水处理厂（一期工程）脱水污泥管道排放.中国水污染防治技术装备论文集，218.
[2]于东.市政污泥后续处理中的设备与技术[M].污泥处理处置技术研究进展，化学工业出版社，302.
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