气动隔膜泵引水在电镀废水处理中的应用

张世新,张浩俊,杨青,雷登科,黄聪聪

摘要:引水设备为泵站重要的辅助设施,需要研究和优化配置,利用气动隔膜泵的自吸功能为离心泵启动前引水,组成电镀废水处理系统的前置部分,具有节能、可靠、占地省及检修方便等特点，拓宽了气动隔膜泵的使用范围，该技术已经获得实用新型，尤其适用于电镀废水处理，值得推广。

关键词：气动隔膜泵；离心泵；引水；电镀废水

引言

   在电镀废水处理系统中，离心泵非自灌式安装时，引水装置是必须的辅助设备，目前广泛采用的有底座、引水罐、水射器或真空泵等方式，这些各具特点。

   电镀废水腐蚀性大（PH1.5~2.5);从车间到废水站多采用明渠排放，车间生产管理又比较粗放，废水中除电镀废液成分外，往往会有塑料、尼龙绳、等杂质，容易引起离心泵卡堵；另外，废水中含氰全物、盐酸或氢氟酸等挥发性物质，有不良气味，影响操作和检修人员健康。为此，改善这些不利因素带来的影响。

1 引水操作流程

   该引水设施如图所示。

由图1可以看出引水系统流程：1）从隔膜泵加水管向隔膜泵加自来水（只有初次使用时需要）；2）关闭提升泵（离心泵）出口阀；3）打开隔膜泵进口阀；4）开压缩空气阀（气动隔膜泵供气源）使隔膜泵工作；5）待隔膜泵连续出水时，开启提升泵（离心泵）；6）打开提升泵出口阀，关闭压缩空气及隔膜泵进口阀。

2 引水系统的特点

采用气动隔膜泵引水特点：

1. 在酸性腐蚀性强的废水环境中可使用不锈钢或工程塑料隔膜泵。
2. 与使用引水罐及底阀相比，可使水泵的安装高度提升0.5~3.0m（吸水管路简单、阻力小）。
3. 与采用底阀和引水罐比较，该方法运行可靠，一旦引水成功，不容易有故障出现。
4. 管路元底阀、出水管路不装止回阀，无水锤危害。
5. 与使用底阀或引水罐方法相比，清除水泵叶轮中卡堵的杂质十分方便。只需将进口管上的螺丝拆掉即可清理水泵叶轮中的杂物。
6. 引水气动隔膜泵运行时间短，几乎不会出故障，只是原水中有较大的杂质时，有时会卡在隔膜泵的球座上，需拆泵排除，这时可在泵前管路上加过滤器或选择口径较大的引水泵。真空泵引水时需要配置气水分离器防止杂质进入真空泵内。
7. 与引水罐相比较，占地面积小（引水罐方法则需要增加吸水管3-5倍长度）。
8. 采用引水罐方法，每次启动都要开隔膜泵，不能实现全自动操作，而引水气动隔膜泵可直接启动。
9. 可以在没有电源但有压缩空气的野外环境中使用。

3  经济性分析

   该方法初次投资低，仅需配气动隔膜泵和空压机即可。统统使用寿命长，工作稳定，维修容易。

   与使用底阀相比，节能显著（底阀水头损失可2-4m长度管道输水）；与自吸泵相比，非自吸的离心泵投资低，泵机组的效率高5%-10%；以水泵机组抽水量1000万m3/年为例，取机组总效率为65%，如果水泵运行扬程能降低1m，则每年节约的电能W为：

由以上计算可知，通过吸水管路的优化，可实现可观的节能效果，尤其是原先使用底阀做引水系统的。

4   设计与选型

隔膜泵的选型只涉及泵的本质、口径。因为隔膜泵的哪种总是会大于离心泵的吸程，所以只要离心泵能正常工作，隔膜泵的哪种就能满足要求，这样在设计时计算工作就简便。如吸水安贫乐道长度较大，对吸水时间有较高要求，则应考虑设置并联运行的隔膜泵或改用真空泵引水。另外，因为引水过程起初只抽吸气体，所以隔膜泵前后的管路直径50mm就足够了。

  依据工程安装经验，提出气动隔膜泵选型设计方案见表1，供参考。

5  工程实例

气动隔膜泵引水方法已经在多个电镀废水处理项目上使用，均取得良好效果。zui早的项目已经连续运行了8年，废水呈强酸性，水中含有塑料等杂质，zui大吸水高度达4.5-5.0m，吸水管直径200mm，共四台提升泵并联运行，配一台口径80mm的不锈钢气动隔膜泵。操作十分简便。

6  小结

采用气动隔膜泵引水法获得了实用新型证书（号为ZL2009 2 0192301.3).

有资料显示，全国泵机组的电能消耗占全国电能总耗的21%以上。是耗电量zui多的一类机械设备。因此，泵类机械微小的改进，都有十分重要的意义。希望同行能在适当的领域推广该方法，促进泵机系统技术进步。