计量螺杆泵 次氯酸钠化学计量泵

　　　　废水处理过程需要精确有效地计量各种刺激性和腐蚀性化学物质。隔膜和蠕动计量泵通常是此类应用的首选技术。但是，对于佛罗里达州Cape Coral的一家水回收厂，由于其次氯酸钠计量系统的精度，效率和可靠性而选择了螺杆泵(PCP)。

　　挑战

　　开普科勒尔市已被公认为是该国最大的市政住宅灌溉需求之一。从2017年10月到2018年9月，《佛罗里达年度再利用报告》引述该市平均每天灌溉用水2700万加仑，每天最大流量为4400万加仑。

　　为了减少灌溉对城市主要饮用水源之一(霍桑中层含水层)的影响，开普科勒尔市拥有两个废水处理设施，可回收和再利用经处理的废水进行灌溉：珠穆朗玛水回收设施和西南水回收设施(SWRF) )。该市还拥有300多个废水泵提升站和众多淡水渠泵站，以补充灌溉系统。

　　图1. SWRF所使用的螺杆泵需要更少的零件，从而简化了系统并降低了成本。

　　SWRF拥有大约20名员工，平均每天抽水约700万加仑(mgd)，最大抽水量为15 mgd。对于佛罗里达西南部的许多工厂(一年中大部分时间都处于极端高温和潮湿)而言，藻类积聚是一个比其他地理区域更为严重的问题。直到2017年初，SWRF都使用电机驱动的机械隔膜泵来计量次氯酸钠的剂量，该次氯酸钠用于抑制110英尺二级澄清池及其自动反冲洗过滤器中藻类和其他病原体的生长。

　　隔膜计量泵可以有效地计量次氯酸钠，但它们需要经常维护，有时每周一次。

　　由于这些泵使用的是防回流阀，压力调节器，止回阀和其他配件，因此它们经常会出现漂白剂的泄漏和结晶现象。

　　泄漏会损坏泵和配件，并且结晶会导致流量和能量损失中断。由于次氯酸钠具有苛刻的腐蚀性，因此每周的维护要求也给人员带来了安全隐患。SWRF维护主管Joe Holowell说：“试图保持它们的运行一直在进行着不间断的战斗。”

　　图2。SWRF的三台螺杆泵将次氯酸钠送入澄清池，而第四台则用于反冲洗过滤器。解决方案

　　为了最大程度地减少其化学计量泵的维护要求，该工厂转向了另一种技术。它正在寻找能够提供层流，低拥有成本和更高安全性的产品。该解决方案采用PCP技术的形式。

　　两种最常见的化学计量泵是隔膜计量泵和软管泵。PCP提供准确，层流，可重复的流量，而无需某些设备所需的辅助设备。PCP的无脉动流导致对过程的更严格控制，而PCP可以提供实时化学物质以满足要求。它们不需要吸入侧止回阀，脉动阻尼或背压，防虹吸或除气阀。由于零件较少，五氯苯酚的泄漏，结晶和其他障碍物的风险较低。

　　PCP还可避免蒸气锁定。它们通过次氯酸钠和其他产品的蒸气相，并带有废气的趋势，这可能会中断该过程中的化学进料。

　　SWRF于2017年初安装了其第一台PCP，此后又安装了三台PCP，其中两台备件可用作备份。它们装有流量计，并由变频驱动器(VFD)控制。其中三个泵将次氯酸钠送入澄清池，并设置为每小时6加仑(gph)。第四个用于反冲洗过滤器，设置为10 gph。
 

　　图3.此化学计量系统是基于利用次氯酸钠处理和分配的最佳实践而构建的。

       自从安装在SWRF以来，新的PCP要求零维护。五氯苯酚通常由坚固的材料制成，使其能够承受漂白剂和其他轻度至腐蚀性化学物质的苛刻和腐蚀性。

　　次氯酸钠泵壳可以用氯化聚氯乙烯(CPVC)制成。机械密封中的弹性体定子，弹性体接头盖和弹性体波纹管可以由耐化学材料制成，例如橡胶和含氟聚合物弹性体。转子， 连接 杆和机械密封件均采用钛制成。齿轮电动机涂上两部分的耐化学环氧涂料后，可以很好地工作。

　　具有美国国家电气制造商协会(NEMA)4倍额定值的VFD可以插入120伏电源插座，并使用4到20毫安的信号对集成驱动电机进行停止，启动和速度控制，从而实现这些泵可以无缝地维持应用的正确过程要求。

　　结果

　　自安装以来，Holowell说SWRF的新PCP几乎不需要维护。泄漏，结晶和工艺中断一直没有成为问题，从而节省了能源，并显着降低了维持运营所需的维护成本和人力。

　　尽管SWRF的隔膜计量泵经常遇到结晶问题，从而导致过程中断和安全问题，但PCP仍可以连续运行。

　　霍洛威尔说，最大的节省是时间和人力。过去，许多工厂的管理人员和操作人员由于可能错误的使用而误解了化学计量的PCP。最终用户担心空转问题，密封件故障以及零件更换困难。

　　但是这种看法正在改变。