На станции водоподготовки или очистки сточных вод проходит огромный объем обычной воды, но именно насосы, перекачивающие химические вещества, определяют надежность работы станции. Гипохлорит натрия для дезинфекции, хлорид железа и квасцы для коагуляции, полимер для флокуляции, известь и каустическая сода или кислота для регулирования pH — все эти вещества являются коррозионными, некоторые из них токсичны, а дозировка ряда из них должна строго соответствовать заданному значению, иначе процесс выходит из строя. Насосы для перекачки воды обычно являются центробежными или погружными, и их принцип работы хорошо известен. Насосы для перекачки химикатов — это именно та область, где станции сталкиваются с повторяющимися проблемами: уплотнения выходят из строя при работе с гипохлоритом, дозирующие насосы забиваются газами при работе с выделяющим газ отбеливателем, а трубопроводы коагулянтов подвергаются коррозии. Это руководство посвящено именно второй группе.
Уже более десяти лет мы поставляем насосы с магнитным приводом и магнитные шестеренчатые насосы на муниципальные и промышленные водоочистные станции. В данном руководстве рассмотрены вопросы выбора насосов для работы с химическими веществами на водоочистных или стокоочистных станциях — дозирование дезинфицирующих средств, дозирование коагулянтов и флокулянтов, регулирование pH и перекачка коррозионно-активных химикатов — с учетом требований к совместимости с материалами, перекачке газов и точности дозирования, которые отличают работу насосов для перекачки химикатов от простой перекачки воды.
1. Постановки по обработке химических веществ на водоочистной станции
Не будем рассматривать задачи по перекачке сырой и очищенной воды, которые традиционно решаются с помощью центробежных насосов. В химической части очистной станции существуют следующие задачи по перекачке, каждая из которых предъявляет свои требования к перекачиваемой жидкости и точности:
● Дозирование дезинфицирующих средств — дозирование гипохлорита натрия (а иногда и других окислителей) в поток воды с поддержанием контролируемого уровня остаточного хлора.
● Дозирование коагулянта — дозирование хлорида железа, сульфата алюминия (квасцов) или полихлорида алюминия (PAC) для нейтрализации заряда частиц с целью их агрегации.
● Дозирование флокулянта — дозирование раствора полимера/полиэлектролита при низком расходе с плавной подачей без пульсаций, чтобы флокулы формировались надлежащим образом.
● дозирование для регулирования pH — дозирование извести или каустической соды для повышения pH или серной кислоты для его понижения; оба вещества являются коррозионными.
● Перекачка наливных коррозионно-агрессивных химических веществ — перекачка гипохлорита, хлорида железа и кислоты из резервуаров для хранения навалом и автоцистерн в промежуточные резервуары.
● Осадок и химические реагенты для очистки — дозирование на этапах сгущения, обезвоживания и подготовки осадка на стороне сточных вод.
При этом необходимо учитывать четыре основных требования: химическая совместимость с сильно окисляющими и кислыми веществами, способность работать с выделяющими газы жидкостями, такими как гипохлорит натрия, без образования газовых пробок, точность дозирования, обеспечивающая поддержание заданных параметров процесса, а также полное отсутствие утечек токсичных и коррозионно-активных веществ. Именно эти факторы определяют выбор насоса для каждой станции.
2. Гипохлорит натрия: самое сложное из широко используемых средств
Гипохлорит натрия (NaOCl) промышленной концентрации, обычно 5–15 %, является самым сложным в обращении химическим веществом на предприятии. Он обладает сильным окислительным действием, вызывает коррозию большинства металлов и — что часто ставит предприятия в тупик — выделяет газы. Существуют два основных типа отказов, которые необходимо устранять комплексно:
● Материальное нападение. Гипохлорит вызывает коррозию алюминия, чугуна и стандартной нержавеющей стали. Контактные поверхности должны быть неметаллическими или иметь фторполимерную облицовку — PVDF, PTFE, ETFE или PFA — с подшипниками из карбида кремния и магнитами из самария-кобальта, устойчивыми к воздействию химических веществ. Распространенной и долговечной конфигурацией является чугунный корпус с толстой облицовкой из ETFE или PTFE: прочность металла в сочетании с инертной смачиваемой поверхностью. Использование здесь голого металла гарантирует короткий срок службы насоса.
● Выделение газов и связывание газов. Гипохлорит медленно разлагается и выделяет газ. В обычном мембранном дозирующем насосе этот газ скапливается в головке насоса, в результате чего насос начинает сжимать пузырь газа вместо того, чтобы перекачивать жидкость — он продолжает работать, но прекращает дозирование. Такое скопление газа широко считается самой серьезной проблемой при хлорировании. Решением является насос, который допускает наличие увлеченного газа. Гидравлическая система с регенеративной турбиной и вихревым потоком справляется с 10–15 % увлеченного газа без потери всасывающей способности, что является именно тем свойством, которое необходимо для гипохлорита, и причиной, по которой безуплотнительные насосы вихревого типа лучше подходят для этой задачи, чем обычные мембранные дозирующие насосы, работающие с отгазывающимся отбеливателем.
Для дозирования и подачи гипохлорита мы предлагаем Насос с магнитным приводом и PTFE-покрытием AMC-F обеспечивает необходимую для данной задачи комбинацию с фторполимерным покрытием, без уплотнений и устойчивую к воздействию газов. Опыт в области рекуперативных турбин лежит в основе нашей Руководство по выбору промышленных вихревых насосов, а также более обширную информационную базу на нашем Страница с решениями по коррозионно-стойким насосам.
3. Дозирование коагулянтов: хлорид железа, квасцы и полиалюминийхлорид
Коагулянты нейтрализуют заряд мелких взвешенных частиц, благодаря чему они объединяются в скопления и могут быть удалены. Наиболее распространенные из них — хлорид железа(III), сульфат алюминия, полихлорид алюминия — обладают коррозионными свойствами, а хлорид железа(III), кроме того, является сильной кислотой и обладает слабым абразивным действием. Два требования:
● Совместимость материалов. Хлорид железа является коррозионно-активным и токсичным веществом, которое разрушает большинство металлов; поэтому требуется использование неметаллических конструкций или конструкций с флюорополимерным покрытием из PVDF, PTFE или ПВХ. С купоросом и PAC также работают в системах с неметаллическими или имеющими флюорополимерное покрытие контурами, контактирующими с жидкостью. Насос с магнитным приводом и флюорополимерным покрытием предназначен для работы с наиболее агрессивными веществами из этого ряда.
● Точная и воспроизводимая доза. Дозировка коагулянта регулируется с учетом мутности и расхода поступающей воды. Чрезмерная дозировка приводит к перерасходу химиката и изменению pH; недостаточная дозировка позволяет твердым частицам проходить мимо. Важна объемная повторяемость, что делает предпочтительным использование дозатора прямого вытеснения для дозированной подачи и безарматурного насоса с внутренней облицовкой для перекачки больших объемов.
Для перекачки коагулянтов насос AMC-F с PTFE-покрытием предназначен для работы с хлоридом железа и более агрессивными коагулянтами. Для дозированного введения коагулянтов Магнитный шестеренчатый насос MDC-K обеспечивает стабильную объемную производительность, а там, где допускается использование нержавеющей стали, Вихревой магнитный насос из нержавеющей стали MDW является более экономичным вариантом перекачки. Хлорид железа также используется в качестве травителя для печатных плат, поэтому аналогичная схема насоса присутствует в нашей Руководство по выбору насосов для гальваники и производства печатных плат.
4. Дозирование флокулянта: дозирование полимера с низким расходом и без пульсаций
После коагуляции полимерный флокулянт связывает мелкие скопления в более крупные осаждаемые флокулы. Дозирование полимера представляет собой иную задачу, чем дозирование коагулянта: расход низкий, раствор полимера вязкий и чувствителен к сдвигу, а дозировка должна быть стабильной. Три момента:
● Плавный поток без пульсаций. Пульсирующая подача разрушает формирующиеся флокулы и приводит к нестабильным результатам. Стабильная подача с низкой частотой пульсаций позволяет флокулам формироваться должным образом. Это делает предпочтительными насосы с непрерывной подачей, а не с поршневой.
● Низкое сдвиговое усилие. Полимерные цепи имеют большую длину и чувствительны к сдвиговым нагрузкам; чрезмерное сдвиговое воздействие приводит к деградации полимера и нарушению его мостикового действия. Бережное обращение позволяет сохранить эффективность флокулянта, поэтому скорость насоса и гидравлические параметры имеют большое значение.
● Точное дозирование при низком расходе. Полимер дозируется с высокой точностью при низком расходе. Магнитные шестеренчатые насосы обеспечивают стабильную объемную производительность при низком расходе и исключают утечки из-за отсутствия уплотнений. Для дозирования небольших объемов полимера и добавок наши Микро-мини-магнитный шестеренчатый насос MDC-M подходит для данной задачи, а модель MDC-K — для более высоких расходов полимера. Принцип рабочего объема, лежащий в основе точного дозирования, заложен в наших Принцип действия насоса прямого вытеснения и руководство по выбору.
5. Регулирование pH и транспортировка агрессивных химических веществ
Регулирование pH обеспечивает защиту установки и соблюдение предельных значений сброса. Известь и каустическая сода повышают pH, а серная кислота — понижают. Кислоты и концентрированная каустическая сода обладают настолько высокой коррозионной активностью, что для дозирующих и перекачивающих насосов требуется тщательный подбор материалов:
● Дозирование кислоты. Серная кислота, используемая для понижения pH, вызывает коррозию большинства металлов, поэтому для контактов с ней требуются детали из PVDF, PTFE или PFA. Бесалубный насос с внутренним покрытием позволяет исключить как риск коррозии, так и риск утечки через уплотнения при работе с опасной кислотой.
● Работа с каустической содой и известью. Каустическая сода в определенных пределах совместима с нержавеющей сталью марки 316L, однако при более высоких концентрациях и температурах более безопасным вариантом является оборудование с фторполимерным покрытием. Известковая суспензия обладает абразивными свойствами, поэтому для работы с ней требуются износостойкие детали, контактирующие с жидкостью, а также системы для перекачки твердых частиц.
● Массовая перекачка из бункера в дневной резервуар. Гипохлорит, хлорид железа и кислота поступают автоцистернами и перекачиваются в промежуточные резервуары — это процесс непрерывной перекачки, в котором снова находит применение насос с безуплотнительным покрытием, обеспечивающий герметичность при работе с коррозионными жидкостями. Для непрерывной эксплуатации, когда нежелательно даже статическое воздействие на уплотнительные кольца, Серия герметичных вихревых насосов PWH/PWD/PWM — это вариант с встроенным двигателем.
Принципы защиты от утечек при выполнении всех этих коррозионно-агрессивных работ изложены в нашем Страница с решениями по герметичным насосам.
6. Регулирование дозирования, заправка и интеграция в систему
Даже правильно подобранный насос для химических веществ не сможет работать с полной эффективностью, если окружающая система сконфигурирована неверно. От нескольких точек интеграции зависит, сможет ли дозирующий насос поддерживать заданное значение в процессе эксплуатации:
● Дозирование с учетом расхода и сигнала. Дозировка химических веществ обычно синхронизируется с расходом воды или регулируется с помощью онлайн-датчика — по показателям мутности, pH или остаточного содержания хлора. Насос должен быть оснащён системой регулирования скорости, как правило, частотно-регулируемым приводом, чтобы дозировка осуществлялась в соответствии с потребностью, а не с фиксированной скоростью. Это особенно важно при дезинфекции и дозировании коагулянтов, когда поступающая нагрузка меняется.
● Грунтовка и вентиляция. Когда дневной резервуар для химиката опустошается, всасывающий трубопровод заполняется воздухом, и насос теряет самовсасывающую способность. Самовсасывающий или газоустойчивый насос восстанавливает работу без ручного стравливания, что позволяет избежать вызова специалиста и перерыва в дозировании, которые возникают при использовании несамовсасывающего дозирующего насоса. При выделении газа из гипохлорита это является повторяющейся реальной проблемой, а не единичным случаем.
● Калибровка и верификация. Системам дозирования необходим способ подтверждения фактического объема подачи — калибровочная колонка или проверка расхода. Надежные объемные насосы обеспечивают стабильность такой калибровки в течение длительного времени, в то время как изношенные или загрязненные газом насосы дают отклонения, что вынуждает проводить частые повторные проверки.
● Ограждение и защитные валы. Химические насосы и их резервуары размещаются в защитных бассейнах. Бесшвевая конструкция снижает риск утечки, которую и призваны улавливать эти бассейны, что изначально уменьшает вероятность возникновения утечки, подлежащей обязательной регистрации.
Эти моменты относятся к системному уровню, и их уточнение на этапе выбора позволяет избежать типичной ситуации, когда даже удачный выбор насоса не обеспечивает ожидаемой производительности из-за того, что не были определены параметры дозирования или заправки.
7. Таблица выбора насосов для подачи химикатов при очистке воды
В приведенной ниже таблице кратко изложены наши типовые рекомендации для станций работы с химическими веществами. Это лишь отправные точки; фактические значения концентрации химических веществ, расхода и требуемой точности всегда необходимо проверять с учетом реальных условий технологического процесса:
| Станция | Химический | Основное требование | Рекомендуемый насос |
| Дозирование дезинфицирующих средств | Гипохлорит натрия 5–15 % | Инертная облицовка + газоустойчивость | AMC-F с PTFE-покрытием и магнитным приводом |
| Перекачка гипохлорита навалом | Гипохлорит натрия | Инертный, без уплотнений, газостойкий | AMC-F с PTFE-покрытием и магнитным приводом |
| Дозирование коагулянта | Хлорид железа / квасцы / полихлоралканиламин | Коррозионная стойкость, точность | Магнитный редуктор MDC-K; AMC-F для передачи |
| Дозирование флокулянта | Полимер / полиэлектролит | Низкий расход, отсутствие пульсаций, низкое сдвиговое усилие | Микромагнитный шестеренчатый насос MDC-M |
| Дозирование кислоты для регулирования pH | Серная кислота | Инертная облицовка, полное отсутствие утечек | AMC-F с PTFE-покрытием и магнитным приводом |
| Обращение с каустической содой / известью | NaOH, известковый раствор | 316L или с флисовым покрытием, износостойкость | с покрытием MDW 316L или AMC-F |
| Перекачка коррозионных наливных грузов | Гипохлорит, FeCl₂, кислота | Непрерывный, замкнутый | AMC-F или PWH в корпусе с вихревым потоком |
| Дозирование средств для подготовки осадка | Полимеры, химические реагенты для обработки | С измерением, повторяемый | Серия магнитных редукторов MDC |
8. Почему бесслузовые и газоустойчивые насосы подходят для водоподготовки
Применение химических веществ для очистки воды требует от насосов двух конкретных характеристик — безуплотнительной конструкции и газостойкости. Вот четыре причины, по которым эти характеристики имеют здесь особое значение:
● Средства с токсичными и коррозионными свойствами требуют изоляции. Гипохлорит, хлорид железа и кислота представляют опасность при обращении с ними, а их сброс регулируется соответствующими нормами. Утечка из механического уплотнения является нарушением требований безопасности и нормативных требований. Насосы с безуплотнительным магнитным приводом и герметичным двигателем исключают возможность утечки из динамического уплотнения.
● Жидкости, выделяющие газы, выводят из строя обычные дозирующие насосы. Гипохлорит натрия вызывает забивание традиционных мембранных дозирующих насосов. Газостойкий насос с регенеративной турбиной обеспечивает непрерывное дозирование даже во время выделения газа, что позволяет устранить наиболее распространённую причину выхода из строя систем хлорирования.
● На предприятиях работает множество небольших насосов в автоматическом режиме. Очистные сооружения работают в непрерывном режиме, зачастую с минимальным штатом персонала. Насосы, у которых выходят из строя уплотнения или возникают проблемы с удержанием газа, приводят к вызовам ремонтной службы и нарушению показателей качества воды. Безуплотниковые насосы, устойчивые к воздействию газа, позволяют сократить количество внеплановых вмешательств. Экономическая эффективность технического обслуживания — это наше Руководство по сроку службы и техническому обслуживанию деталей химических насосов.
● Точность дозирования обеспечивает надежность технологического процесса и экономию химикатов. Химикаты относятся к текущим расходам, а их передозировка приводит к их растрате и нарушению химического состава воды. Постоянное объемное дозирование позволяет поддерживать заданные параметры и контролировать расход. Эта потребность является частью более широкого процесса развития инфраструктуры водоснабжения в Индии и во всем мире, о котором мы рассказывали в нашей Заметка о спросе на рынке насосного оборудования Индии.
9. Ассортимент насосов для химических веществ, используемых в системах водоподготовки Aulank
Мы поставляем бесалубные насосы для муниципальных и промышленных водоочистных и канализационных станций уже более 17 лет. Ассортимент продукции, который мы обычно рекомендуем для систем, работающих с химическими веществами:
● Насос с магнитным приводом и PTFE-покрытием AMC-F — основной узел для перекачки гипохлорита, хлорида железа, кислоты и коррозионно-активных веществ, оснащенный деталями, контактирующими с жидкостью, из фторполимера, безуплотнительной герметичной конструкцией и устойчивостью к воздействию газов, выделяющихся при отгазировании отбеливателя.
● Микро-мини-магнитный шестеренчатый насос MDC-M и Магнитный шестеренчатый насос MDC-K — дозирование полимерных флокулянтов с низким расходом, дозирование коагулянтов и дозирование химикатов для очистки с обеспечением стабильной объемной производительности.
● Вихревой магнитный насос из нержавеющей стали MDW и Вихревой насос с магнитным приводом из нержавеющей стали MDH — более экономичный вариант из нержавеющей стали марки 316L, подходящий для систем с ограниченным воздействием щелочей и циркуляцией нейтральных химических веществ.
● Серия герметичных вихревых насосов PWH/PWD/PWM — вариант с герметичным двигателем для непрерывной работы в агрессивных средах, где требуется максимальная герметичность.
Что конкретно получает от нас предприятие по очистке воды или системный интегратор:
● Материал, подходящий для каждого химического вещества — Фарфоровое покрытие из PTFE, PFA, ETFE и варианты из нержавеющей стали 316L, подбираемые с учетом условий эксплуатации, включая конструкции с толстым покрытием для гипохлорита.
● Газоустойчивая вихревая гидравлика — устранение проблемы увлечения газа, которая приводит к заклиниванию обычных дозирующих насосов при работе с гипохлоритом.
● Подшипники из карбида кремния и самарий-кобальтовые магниты — химически стойкие внутренние элементы для работы в окислительной и кислотной среде.
● Подбор размера магнитного редуктора для точного дозирования при малом расходе — пульсационный, с низким уровнем сдвига, для дозирования полимеров и коагулянтов.
● Документированный контроль качества — Сертификаты ISO 9001 и TÜV CE на вихревые насосы с магнитным приводом, протоколы испытаний отдельных параметров, а также более 50 патентов на конструкцию синхронного привода с постоянными магнитами и экранированную вихревую гидравлику.
Если вам требуются насосы для станции по производству питьевой воды, муниципальной или промышленной станции очистки сточных вод, установки по очистке сточных вод или готовой дозирующей системы, пришлите нам информацию о химическом составе, концентрации, расходе и требуемой точности, и мы в течение двух рабочих дней предоставим вам список рекомендуемых моделей с техническими характеристиками материалов и ценовыми предложениями.
Закажите индивидуальную конфигурацию насоса для очистки воды
Независимо от того, управляете ли вы муниципальным водопроводным или канализационным предприятием, эксплуатируете ли промышленную станцию очистки сточных вод или занимаетесь производством систем дозирования и дезинфекции в качестве OEM-производителя, наша команда инженеров подберет подходящий безуплотнительный насос с магнитным приводом или магнитный шестеренчатый насос для каждой станции по переработке химических веществ на вашем предприятии.
Свяжитесь с нашей командой: Связаться с Aulank | WhatsApp: +86 13773157367 | Электронная почта: info@aulankpump.com
Просмотрите страницы с соответствующими продуктами и решениями:
● Серия насосов прямого вытеснения