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（浙江海拓环境技术有限公司，浙江杭州310052）

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
（浙江海拓环境技术有限公司，浙江杭州310052）

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，该技术已获得实用新型专利，尤其适用于电镀废水处理，值得推广。

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阀、引水罐、水射器或真空泵等方式［1-2］，这些方法各具特点。

电镀废水腐蚀性大（pH在1.5～2.5）；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，容易引起提升泵卡堵；另外，废水中含氰化物、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，开发了以气动隔膜泵为离心泵引水的新方法，以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1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）关闭提升泵出口阀；3）打开隔膜泵进口阀；4）开压缩空气阀，使隔膜泵工作；5）待隔膜泵连续出水时，开启提升泵；6）打开提升泵出口阀，关闭压缩空气及隔膜泵进口阀。

图1　引水系统设施图

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方法比较，该方法运行可靠，一旦引水成功，不容易有故障出现。

4）管路无底阀、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阀座上，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）与引水罐方法比较，占地面积小（引水罐方法则需要增加吸水管3～5倍长度［3］）。

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。系统使用寿命长，工作稳定，维修容易。

与使用底阀相比，节能显著（底阀水头损失可达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：

W=γ·Q·H÷［1000（W/kW）×3600（s/h）］÷η

式中：W为每年节约的电能，kWh/a；γ为水的单位体积重力，9800N/m3；Q为水泵提升水量，m3/a；H为水泵运行扬程下降值，m；η为机组总效率；

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的系统。

4　设计与选型

隔膜泵的选型只涉及泵的材质、口径。因为隔膜泵的吸程总是会大于离心泵的吸程，所以只要离心泵能正常工作，隔膜泵的吸程就能满足要求，这样在设计时计算工作就简便。如吸水管路长度较大，对吸水时间［2］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。

表1　气动隔膜泵设计选型参数

5　工程实例

气动隔膜泵引水法已经在多个电镀废水处理项目上使用，均取得良好效果。最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，最大吸水高度达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专利证书（专利号为ZL 2009 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［5］。是耗电量最多的一类机械设备。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。

［1］水浩然，李树斌.水泵引水装置浅析［J］.给水排水，1995，（10）：25-29.

［2］给水排水设计手册编委会.给水排水设计手册第3册城镇给水［M］.第二版.北京：中国建筑工业出版社，2004：336-344.

［3］给水排水设计手册编委会.给水排水设计手册第9册专用机械［M］.第二版.北京：中国建筑工业出版社，2000：580-585.

［4］GB/T50265-2010，泵站设计规范［S］.

［5］姜乃昌.水泵及水泵站［M］.第四版.北京：中国建筑工业出版社，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