摘要：工业泵是混凝土泵的一种变形产品，主要应用于污泥输送、隧道壁后注浆、电厂煤泥输送、矿业回填等领域。尤其在污泥处理领域，工业系统（工业泵及其配套设备）的应用不仅提高了污泥输送的效率，而且大大降低了运输成本，同时避免了污泥运输过程中对环境的二次污染。
关键词：工业系统；脱水污泥；污泥输送
1、前言
脱水污泥主要来源于城市排水系统，包括排水管道、泵站和污水处理厂的污泥。它容量大，有恶臭味、有些污泥还含有毒有害物质及病原菌等，若不经有效处理会对环境造成严重的二次污染。近年来，随着经济的高速发展和环保意识的不断增强，污泥的最终处置越来越受到了各国政府的高度重视，并根据各自的国情制定出了相应的处置法规和方案，污泥处理已经逐渐成为污水处理厂中重要的组成部分。
工业泵主要应用于污泥输送、隧道壁后注浆、电厂煤泥输送、矿业回填等领域，它可以泵送混凝土、污水处理污泥、生物污泥、疏浚污泥、纸浆、煤泥、餐厨垃圾、矿渣、动物脂肪等多种物料，而且工业泵的输送压力可以达到20MPa，可实现物料的远距离输送。本文主要介绍工业泵及其配套设备（总称工业系统）在污泥的运输及存储上的应用。
2、工业系统的组成
工业系统主要由污泥泵、双螺旋喂料机、液压站、污泥存储料仓四部分组成。（图1、图2、图3、图4）
污泥泵为液压驱动双柱塞泵，通过两个活塞的往复运动实现吸料和泵送。工业泵的泵送系统有裙阀和提升阀两种形式（图5、图6），裙阀适用于带有大骨料或粗糙颗粒的物料，最大骨料直径可达75mm；提升阀则适用于细物料和可压缩物料。污泥处理一般采用的是提升阀。
因为脱水污泥含固率高，流动性差，需要双螺旋喂料机将污泥推到泵腔中，然后泵送至筒仓中进行存储。筒仓底部装有液压驱动的破拱滑架和螺旋卸料器，可确保污泥的顺利输出。液压站为工业泵、双螺旋喂料机、滑架提供动力。
污泥泵和螺旋喂料机的连接有多种方式，可根据场地的大小选择适合的连接方式（图7）。
3、脱水污泥输送和存储的工艺流程（图8）
图8 脱水污泥输送和存储的工艺流程图
3.1脱水污泥的收集与输送
污泥经压滤机脱水以后，含固率在一般在18%至35%之间，完全没有流动性，需要皮带输送机或者螺旋输送机输送至污泥泵的缓冲料斗内。缓冲料斗上方配有超生波料位计，可根据缓冲料斗中污泥量的多少自动调节污泥泵的排量，实现泵送速度的智能控制。因为脱水污泥流动性差，需要双螺旋喂料机将污泥推到泵腔中，然后将污泥泵送至污泥存储料仓中等待下一步处理，或者直接泵送到焚烧炉进行焚烧。
3.2外来污泥的接收与输送
如果污泥处理系统还要处理其他外来污泥，则需要增加一座污泥接收料仓和一台污泥泵。运泥卡车将污泥倾倒至接收料仓中，安装在仓底的污泥泵将污泥输送至存储料仓中等待下一步处理。
3.3管路的配置
如果系统中有多个污泥存储料仓，则可以在污泥输送管道上配备多个手动或者电动球阀，通过控制（现场或者中央控制室）球阀的开关，将污泥输送至所需的污泥存储料仓中。（图9）
图9 输送管路的配置
3.4污泥的存储
污泥存储料仓的容积一般设计为储存污水处理厂1至2天的产泥量。料仓上方装有超声波料位计，用来监控仓内的料位和提供污泥泵及阀门的控制信号。污泥存储料仓仓底装有液压驱动的破拱滑架，防止污泥起拱。在滑架下方配有螺旋卸料器，使污泥能按所需位置准确而高效的卸料。
3.5污泥的最终配送
根据不同的污泥处理工艺，对存储料仓中的污泥可提供三种卸料方式：（1）卡车外运，螺旋卸料器的下方增加一个液压驱动的闸板阀，该液压系统配有紧急关闭装置，当临时断电的情况下，蓄能器的压力瞬间释放推动液压油缸关闭闸板阀，保证料仓中的污泥的不会外漏。（2）如果要对污泥进行进一步的处理，如污泥焚烧、堆肥或就地填埋，则可在仓底螺旋卸料机下连接一台污泥泵，直接将污泥泵送至指定地点。（3）若需要干化焚烧则需要在干燥器之后再增加一套污泥泵将干化后的污泥泵送至焚烧炉进行焚烧。
3.6驱动及控制系统
所有设备均有液压站提供动力，污泥泵一般采用一备一用，一台泵配一台液压站，为了降低成本也可采用一台液压站供两套泵。所有设备都选用PLC控制系统，所有单组控制均可通过现场总线系统将信号输送至中央控制室。
4、结语
随着我国经济的发展和城镇化的不断推进，城市污水厂的建设规模不断扩大，污水处理程度逐步提高，随之剩余污泥的产量也逐渐增加。传统的污泥输送设备如螺杆泵等已无法满足产量、远距离输送以及环保的要求，工业系统在污泥输送及存储领域的应用必将越来越广，实现污泥处置的经济效益和环境效益的最大化。
论文作者:安东亮
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/9/30
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