硝化液回流泵是污水處理系統中脫氮除磷工藝的關鍵設備,其穩定運行直接關系到出水水質達標。由于硝化液中含有高濃度硝酸鹽、亞硝酸鹽、懸浮物及微生物,回流泵長期運行中極易出現腐蝕、結垢和堵塞問題。

一、材料選擇與表面處理
1、過流部件材質選擇
硝化液回流泵的過流部件(葉輪、泵殼、導葉)應優先選用耐腐蝕不銹鋼或雙相不銹鋼。SUS304不銹鋼適用于一般城市污水,SUS316L不銹鋼耐氯離子腐蝕性能更優,雙相不銹鋼2205在含氯離子和硫化氫的工業廢水中表現優異。對于腐蝕性更強的工況,可選用鈦合金或哈氏合金,但成本較高。
2、表面處理技術
- 表面鈍化處理:不銹鋼部件通過酸洗鈍化處理,在表面形成致密的氧化鉻保護膜,顯著提高耐腐蝕性能;
- 表面涂層技術:采用環氧樹脂、聚氨酯、陶瓷涂層等非金屬涂層,隔離腐蝕介質與金屬基體;
- 電鍍處理:在碳鋼表面電鍍鎳、鉻等耐腐蝕金屬層,提高表面硬度和耐磨性;
3、機械密封材質
機械密封是回流泵的關鍵部件,應選用碳化硅對碳化硅或碳化硅對石墨的硬質合金配對,具有良好的耐磨性和耐腐蝕性。密封圈材料選用氟橡膠(FPM)或乙丙橡膠(EPDM),耐溫范圍-20℃至150℃,耐腐蝕性能優異。
二、結構設計優化
1、防堵塞葉輪設計
- 大通道葉輪:采用單流道或雙流道葉輪,通道寬度為普通葉輪的2-3倍,有效通過直徑可達50-100mm,防止纖維物和固體顆粒堵塞;
- 無堵塞葉輪:采用旋流式或渦流式葉輪,固體顆粒通過能力強,適合含纖維、毛發等雜質的污水;
- 開式葉輪:葉輪與泵殼間隙較大,不易被纏繞物卡死,但效率略低于閉式葉輪;
2、泵體流道優化
- 流道加寬:泵體流道設計成流線型,避免急轉彎和死區,減少固體顆粒沉積;
- 自清潔結構:在泵體底部設置沖洗口,定期沖洗沉積物;
- 耐磨設計:在易磨損部位(如葉輪出口、泵殼喉部)設置可更換的耐磨襯板;
3、機械密封沖洗系統
- 外沖洗:從泵出口引清潔水沖洗機械密封,防止介質中的固體顆粒進入密封面;
- 內沖洗:在泵內設置沖洗管路,利用泵送介質自身沖洗密封腔;
- 隔離液系統:采用雙端面機械密封,中間注入隔離液(水或油),隔離泵送介質;
三、運行管理措施
1、合理控制運行參數
- 回流比控制:根據進水水質和脫氮要求,合理調節硝化液回流比(通常為100%-400%),避免回流泵長期低流量運行導致葉輪磨損加??;
- 變頻調速:采用變頻器調節泵轉速,使泵始終在高效區運行,減少葉輪磨損和氣蝕;
- 避免干運行:設置低液位保護,防止泵干運行導致機械密封燒毀;
2、定期維護保養
- 定期檢查:每周檢查泵振動、噪音、溫度等運行參數,發現異常及時處理;
- 定期清理:每月清理泵體內部和葉輪上的纏繞物和沉積物;
- 定期更換:根據運行時間或磨損情況,定期更換機械密封、軸承等易損件;
3、預防性維護
- 備品備件:儲備易損件(機械密封、軸承、葉輪),縮短維修時間;
- 維修記錄:建立設備維修檔案,記錄故障現象、原因和處理措施,為預防性維護提供依據;
- 狀態監測:安裝振動傳感器、溫度傳感器,實時監測設備運行狀態,實現預測性維護;
四、化學防垢技術
1、加藥防垢
- 阻垢劑投加:在硝化液回流泵前投加阻垢劑(如聚磷酸鹽、有機磷酸鹽),抑制碳酸鈣、硫酸鈣等難溶鹽的結晶析出;
- 分散劑投加:投加分散劑(如聚丙烯酸鈉),使已形成的微小晶體保持懸浮狀態,防止沉積結垢;
- pH調節:控制硝化液pH在7.0-8.0之間,減少碳酸鈣結垢傾向;
2、物理防垢
- 磁化處理:在泵進口管道安裝磁化器,改變水分子結構,降低結垢傾向;
- 電子除垢:安裝電子除垢儀,通過高頻電磁場改變鈣鎂離子的結晶形態,使其不易附著在管壁;
- 超聲波防垢:利用超聲波的空化效應和機械振動,破壞已形成的垢層,防止繼續結垢;
五、堵塞物清理方法
1、機械清理
- 高壓水槍沖洗:使用高壓水槍(壓力10-20MPa)沖洗泵體和葉輪上的沉積物和纏繞物;
- 機械刮除:對于硬質結垢,使用刮刀、鋼絲刷等工具人工清理;
- 化學清洗:對于難以清除的結垢,采用酸洗(鹽酸、檸檬酸)或堿洗(氫氧化鈉)進行化學清洗;
2、在線清理
- 反沖洗系統:在泵出口設置反沖洗管路,定期反向沖洗泵體,清除沉積物;
- 自動清污裝置:在泵進口安裝格柵或破碎機,自動清除大顆粒雜物;
- 氣動清堵:在泵體底部設置壓縮空氣接口,通過氣動沖擊清除堵塞物;
六、總結與建議
硝化液回流泵的防腐防堵是一個系統工程,需要從材料選擇、結構設計、運行管理、化學防垢等多個方面綜合施策。建議如下:
1、設計階段:根據水質特性選擇合適的材料和結構,預留足夠的防堵措施;
2、運行階段:建立完善的運行維護制度,定期檢查、清理和維護;
3、管理階段:建立設備檔案,記錄運行參數和維修歷史,實現預測性維護;
4、技術創新:積極采用新材料、新技術,如智能泵站、在線監測系統等,提高設備運行可靠性;
通過科學合理的防腐防堵措施,可顯著延長硝化液回流泵的使用壽命,降低運行維護成本,確保污水處理系統的穩定運行和出水水質達標。