在污水处理厂的脱氮除磷工艺中,
硝化液回流泵是实现高效反硝化的核心动力源。其选型的科学性与合理性,直接决定了系统的脱氮效率、运行能耗及设备寿命。本文将系统解析硝化液回流泵的选型原则,为工程设计与设备采购提供精准指导。

一、流量与扬程:以“回流比”为纲,精确计算需求
硝化液回流泵的选型首要原则是满足工艺所需的流量与扬程,这直接关系到反硝化效果。
1.流量计算:依据“回流比”核定
硝化液回流量并非固定值,而是根据进水的总氮负荷和出水要求动态变化。通常,回流比(R)是选型的关键参数,计算公式为:Q回=Q进×R。其中,Q进为系统设计处理量。在AAO工艺中,回流比通常设置在100%-400%之间,需根据峰值流量进行校核,确保泵的流量覆盖最不利工况。
2.扬程确定:克服系统总阻力
扬程的确定需精确计算系统总阻力,包括管道沿程阻力、局部阻力、液位差以及安全余量。对于硝化液回流,其扬程通常属于“低扬程、大流量”范畴,一般在0.8-3米之间。选型时必须预留1-2米的安全余量,以应对长期运行后管道结垢或生物膜增厚导致的阻力增加,避免“大马拉小车”或扬程不足。
二、泵型选择:优选“潜水式”结构,规避“复氧”风险
硝化液回流泵输送的介质是含有大量微生物的活性污泥混合液,且缺氧区对溶解氧(DO)有严格要求,因此泵型选择需兼顾防堵与防复氧。
1.优选潜水轴流泵/混流泵:潜水式结构是硝化液回流的首要选择。相较于长轴泵,潜水回流泵具有无长轴磨损、无需中间轴承、安装简单、维护方便等优势。更重要的是,其过流部件经过特殊设计,能有效通过含固量较高的污泥,不易堵塞。
2.规避“复氧”现象:硝化液回流的核心目的是将好氧池的硝酸盐带入缺氧区,而非带入氧气。传统的离心泵在输送过程中极易因密封不严或涡流吸入空气,导致溶解氧升高,破坏缺氧环境,抑制反硝化。因此,应选择密封性能好、水力流态平稳的泵型,如QHB型潜水回流泵,其独特的流道设计能最大限度减少气体夹带。
三、材质与配置:应对“腐蚀磨损”,强化“密封保护”
硝化液中含有硝酸盐、亚硝酸盐及微量硫化氢等腐蚀性物质,且混合液中的悬浮物对过流部件有磨损,材质与配置的选型直接决定设备寿命。
1.过流部件材质选择:对于市政污水,过流部件通常采用高强度灰口铸铁或球墨铸铁,表面需做环氧防腐涂层处理。对于工业废水或腐蚀性较强的工况,必须采用耐腐蚀材质,如304不锈钢、316不锈钢或双相不锈钢,以抵抗Cl-及H2S的腐蚀。
2.密封与保护系统
①双机械密封:必须配置双机械密封系统,密封面材质推荐碳化钨/碳化硅,以应对介质中细小颗粒的磨损。两套机械密封之间应设置油室,用于润滑和冷却,确保长期运行不泄漏。
②电机保护:电机应具备IP68防护等级,绝缘等级不低于F级,并内置PTC热敏电阻或温度传感器,实时监测绕组温升,防止电机因过载或散热不良而烧毁。
四、控制与运行:引入“变频”策略,实现“节能”与“精准”
硝化液回流量并非恒定,需根据进水负荷和出水水质进行调节,变频控制是现代选型的必要原则。
1.变频调速(VFD):为适应水质波动,建议硝化液回流泵采用变频控制。通过调节频率,可在0-100%额定流量范围内无级调节,既能满足高负荷时的回流需求,又能在低负荷时降低能耗,避免阀门节流造成的能量损失。
2.备用与冗余设计:为确保系统稳定运行,回流泵数量应不少于2台,并遵循“N+1”备用原则。当一台泵故障或检修时,备用泵能立即启动,保证脱氮工艺的连续性。同时,安装系统应配置导杆和自动耦合装置,便于快速吊装与检修。
总结
硝化液回流泵的选型是一个系统工程,需严格遵循“流量匹配、扬程充足、泵型防堵、材质耐腐、控制智能”的原则。只有精准把握这些核心要素,才能选到既满足工艺脱氮要求,又具备长寿命、低能耗的优质设备,为污水处理厂的稳定达标排放提供坚实保障。