氣動隔膜泵引水在電鍍廢水處理中的應用

張世新，張浩俊，楊　青，雷登科，黃聰聰（浙江海拓環境技術有限公司，浙江杭州310052）

氣動隔膜泵引水在電鍍廢水處理中的應用

張世新，張浩俊，楊青，雷登科，黃聰聰
（浙江海拓環境技術有限公司，浙江杭州310052）

引水設備為泵站重要的輔助設施，需要研究和優化配置，利用氣動隔膜泵的自吸功能為離心泵啟動前引水，組成電鍍廢水處理系統的前置部分，具有節能、可靠、占地省及檢修方便等特點，拓寬了氣動隔膜泵的使用范圍，該技術已獲得實用新型專利，尤其適用于電鍍廢水處理，值得推廣。

氣動隔膜泵；離心泵；引水；電鍍廢水

引言

在電鍍廢水處理系統中，離心泵非自灌式安裝時，引水裝置是必須的輔助設備，目前廣泛采用的有底閥、引水罐、水射器或真空泵等方式［1-2］，這些方法各具特點。

電鍍廢水腐蝕性大（pH在1.5～2.5）；從車間到廢水站多采用明渠排放，車間生產管理又比較粗放，廢水中除電鍍廢液成分外，往往會有塑料、尼龍繩等雜質，容易引起提升泵卡堵；另外，廢水中含氰化物、鹽酸或氫氟酸等揮發性物質，有不良氣味，影響操作和檢修人員健康。為此，開發了以氣動隔膜泵為離心泵引水的新方法，以改善這些不利因素帶來的影響。

1　引水操作流程

該引水設施如圖1所示。由圖1可以看出引水系統流程：1）從隔膜泵加水管向隔膜泵加自來水（只有初次使用時需要）；2）關閉提升泵出口閥；3）打開隔膜泵進口閥；4）開壓縮空氣閥，使隔膜泵工作；5）待隔膜泵連續出水時，開啟提升泵；6）打開提升泵出口閥，關閉壓縮空氣及隔膜泵進口閥。

圖1　引水系統設施圖

2　引水系統的特點

采用氣動隔膜泵引水特點：

1）在酸性腐蝕性強的廢水環境中可使用不銹鋼（或工程塑料）隔膜泵。

2）與使用引水罐及底閥相比，可使水泵的安裝高度提升0.5～3.0m（吸水管路簡單、阻力小）。

3）與采用底閥和引水罐方法比較，該方法運行可靠，一旦引水成功，不容易有故障出現。

4）管路無底閥、出水管路不裝止回閥，無水錘危害。

5）與使用底閥或引水罐方法相比，清除水泵葉輪中卡堵的雜質十分方便。只需將進口管上的螺絲拆掉即可清理水泵葉輪中的雜物。

6）引水氣動隔膜泵運行時間短，幾乎不會出故障，只是原水中有較大的雜質時，有時會卡在隔膜泵的閥座上，需拆泵排除，這時可在泵前管路上加過濾器或選擇口徑較大的引水泵。真空泵引水時需要配置氣水分離器防止雜質進入真空泵內。

7）與引水罐方法比較，占地面積小（引水罐方法則需要增加吸水管3～5倍長度［3］）。

8）采用引水罐方法，每次啟動都要開隔膜泵，不能實現全自動操作，而引水氣動隔膜泵可直接啟動。

9）可以在沒有電源但有壓縮空氣的野外環境中使用。

3　經濟性分析

該方法初次投資低，僅需配氣動隔膜泵和空壓機即可。系統使用壽命長，工作穩定，維修容易。

與使用底閥相比，節能顯著（底閥水頭損失可達2～4m長度管道輸水）；與自吸泵相比，非自吸的離心泵投資低，泵機組的效率高5%～10%；以水泵機組抽水量1000萬m3/年為例，取機組總效率為65%，如果水泵運行揚程能降低1m，則每年節約的電能W為：

W=γ·Q·H÷［1000（W/kW）×3600（s/h）］÷η

式中：W為每年節約的電能，kWh/a；γ為水的單位體積重力，9800N/m3；Q為水泵提升水量，m3/a；H為水泵運行揚程下降值，m；η為機組總效率；

即W=［9800N/m3×（1000×104）m3/年× 1m］÷［1000（W/kW）×3600（s/h）］÷65%

=4.188×104kWh/a

由以上計算可知，通過吸水管路的優化，可實現可觀的節能效果，尤其是原先使用底閥做引水的系統。

4　設計與選型

隔膜泵的選型只涉及泵的材質、口徑。因為隔膜泵的吸程總是會大于離心泵的吸程，所以只要離心泵能正常工作，隔膜泵的吸程就能滿足要求，這樣在設計時計算工作就簡便。如吸水管路長度較大，對吸水時間［2］有較高要求，則應考慮設置并聯運行的隔膜泵或改用真空泵引水。另外，因為引水過程起初只抽吸氣體，所以隔膜泵前后的管路直徑50mm就足夠了。

依據工程安裝經驗，提出氣動隔膜泵選型設計方案見表1，供參考。

表1　氣動隔膜泵設計選型參數

5　工程實例

氣動隔膜泵引水法已經在多個電鍍廢水處理項目上使用，均取得良好效果。最早的項目已經連續運行了8年，廢水呈強酸性，水中含有塑料等雜質，最大吸水高度達4.5～5.0m，吸水管直徑200mm，共四臺提升泵并聯運行，配一臺口徑80mm的不銹鋼氣動隔膜泵。操作十分簡便。

6　小結

采用氣動隔膜泵引水法獲得了實用新型專利證書（專利號為ZL 2009 2 0192301.3）。

有資料顯示，全國泵機組的電能消耗占全國電能總耗的21%以上［5］。是耗電量最多的一類機械設備。因此，泵類機械微小的改進，都有十分重要的意義。希望同行能在適當的領域推廣該方法，促進泵機系統技術進步。

［1］水浩然，李樹斌.水泵引水裝置淺析［J］.給水排水，1995，（10）：25-29.

［2］給水排水設計手冊編委會.給水排水設計手冊第3冊城鎮給水［M］.第二版.北京：中國建筑工業出版社，2004：336-344.

［3］給水排水設計手冊編委會.給水排水設計手冊第9冊專用機械［M］.第二版.北京：中國建筑工業出版社，2000：580-585.

［4］GB/T50265-2010，泵站設計規范［S］.

［5］姜乃昌.水泵及水泵站［M］.第四版.北京：中國建筑工業出版社，1998：1-2.

The App lication of Pneumatic Diaphragm Pump Priming in Electroplating Wastewater Treatment

ZHANG Shixin，ZHANG Haojun，YANG Qing，LEI Dengke，HUANG Congcong
（Zhejiang Hi-tech Environment Technology Company，Hangzhou 310052，China）

Priming device is an important auxiliary facility for the pumping station and it is worth to study and optimize.Using self-priming function of pneumatic diaphragm for priming before starting centrifugal pump，which is as the prepositive part of the electroplating wastewater treatment system，it is not only energy saving，reliable，less land occupation，easy maintenance，etc.，but also broadens the scope of the application of pneumatic diaphragm pumps.This technique has attained the practical new patent.It is especially suitable for the electroplating wastewater treatment and worthy of promotion.

pneumatic diaphragm pump；centrifugal pump；pump priming；electroplating wastewater

X703.1

B

10.3969/j.issn.1001-3849.2016.06.007

2016-02-25

2016-03-30