- 案例研究
一种新的泵系统解决了因使用聚丙烯酰胺而带来的腐蚀和粘度问题。
作者：Rob Martindale, Watson-Marlow Fluid Technology Solutions
作为密歇根州北部小特拉弗斯湾环境项目的一部分，环境咨询公司 Pescador LLC 在使用一种特殊的聚合物来处理地下水。在现有的隔膜计量泵被证明无法有效处理这种化学品后，他们与 Watson-Marlow Fluid Technology Solutions 合作，安装了一种新型的低维护、高精度的泵送解决方案。
聚合物在脱水中的应用：粘度和腐蚀
聚丙烯酰胺 (PAM) 是一种絮凝剂。作为 Pescador 工艺中的步骤之一，这种阴离子聚合物会吸引悬浮在溶液中的大量微小有机物、针絮状物，让它们凝结成一团更大的絮状物。一旦以这种方式凝结，溶气浮选 (DAF) 工艺就会将絮状物推到溶液表面，以便将它们撇出。
然而，PAM 以及其他聚合物对传统的现用泵送系统带来了挑战。使用隔膜计量泵时，设备故障所导致的停机时间和高成本不时困扰着 Pescador。“我们在维护方面一直都面临挑战，”Pescador 工厂经理 Ryan Wcisel 回忆说：“它们经常堵塞；定量也不是很准确 — 要让设备保持最佳运行状态并非易事。”这种化学品会腐蚀标准的氯丁橡胶管，而像这处工厂所用的高粘性聚合物，会迅速破坏并非专门为相关任务所设计的泵。
为了找到一种低维护的解决方案，Pescador 联系上了 Watson-Marlow Fluid Technology Solutions。通常，如果客户在泵送某种特殊化学品时遇到问题，或者需要实现更好的控制，他们首先都会想到与 Watson-Marlow 联系。我们的专家推荐了一种新产品 Qdos ReNu PU。
在 DAF 应用现场安装的 Qdos 20 ReNu PU 泵头持续运行了两年多，期间从未出现过故障（应用详细信息：0.015 USGPH，24/7，365），最后还只是因为轻微的校准漂移才被更换。
适用于聚合物的专用软管
该解决方案的关键在于一种新的管材技术 — 它提升了 Qdos 的化学兼容性范围。专为聚合物设计的软管具有耐脂肪族烃的特性，因此不像其他软管那样容易受到化学品的侵蚀。除了保护泵头外，蠕动泵还能对化学品本身起到保护作用。聚合物很容易受到机械降解的影响。如果在使用前经过搅拌与混合，化学品就无法发挥应有的作用。在隔膜泵的高剪切力泵送过程中，泵的运动部件会与聚合物相接触，从而破坏聚合物并导致堵塞和卡死。作为一款蠕动泵，Qdos20 ReNu PU 可以在一种剪切力极低的可控运动中泵送聚合物，而不会对化学品造成任何降解或搅拌。通过 Watson-Marlow 的蠕动技术，该泵可以保护 Pescador 在工艺中注入的化学品。
如今，Pescador 采用了四台这种泵：一台用于 DAF 系统，三台用于离心机组。Wcisel 强调了这种创新泵的三大主要优点：易于使用和维护、计量精度和泵回馈。
Qdos 20 ReNu PU 泵包含两个主要组件：体现了泵的智能化所在的驱动装置，以及泵的唯一易损件 — 单独的泵头。这使得 Qdos 成为了一种即插即用解决方案，而隔膜计量泵往往需要四到五个辅助系统（背压阀、脉动阻尼器、过滤器、浮动开关）—而每个系统又都有各自的维护计划。比如，Pescador 原有的隔膜计量泵装置上的止回阀被证明不足以应对高粘度。Qdos 泵还取消了隔膜计量泵所依赖的淹没式入口设计。
这个综合系统也是完全封闭的，在减少溢出方面实现了重大改进。聚合物是一种非常湿滑的化学品。任何泄漏都要经历漫长的清理过程，如果尝试用水来清理聚合物，反倒会让化学品膨胀，从而使得清理工作更加繁重。如果是隔膜泵，在发生泄漏后，清理工作随随便便都要花费一到两个小时。而在 Qdos 20 ReNu PU 系统中，专门的软管位于泵头的密封外壳内（ReNu 技术），因此即便发生泄漏，所有的溢出物都会留在泵头里面。如果所用的化学品很危险或十分昂贵，这一特点就尤其难能可贵，能够尽可能减少化学品的浪费。它还避免了整个溢出补救过程；相反，用户只用大约两分钟即可轻松更换泵头，甚至无需借助工具。
此外，Qdos 20 ReNu PU 还具有出色的计量精度。泵的精度达到了 ±1%，从而能够限制因过量而产生的化学品成本，提高工艺性能，并减少生物产品的运输成本。此外，在泵送聚合物时，化学品的粘度水平会发生变化。Qdos 20 ReNu PU 的设计是为了在粘度变化时保持稳定的精确计量水平。“计量的准确性是我们所见过的任何其他产品都无法比拟的”，Wcisel 说道。除了更高的精度外，该系统的新管道技术还能提供更大的流量。
此外，泵的智能通知系统提高了操作效率。当软管破裂或使用寿命期满时，Qdos 20 ReNu PU 会通知用户。它还支持灵活的批处理控制，会在桶快要变空时提醒操作员。“作为最棒的功能之一，我们能从泵获得反馈 — 收到通知用户更换泵头的提醒— 这是任何其他泵都不具备的”，Wcisel 表示说。而再加上易于使用的界面，他认为这使得泵“对用户非常友好”。
创新泵系统为环境水处理确保正常运行时间并减少维护
在脱水过程中会用到聚合物的水处理设施，不妨改用使用专门的泵搭配专门设计的软管技术，以期限制成本和停机时间。随着国际上聚合物用量的持续增长，作为初级、生物、混合和消化污泥处理的一部分，专用于聚合物的泵系统将被证明是下一代环境和工业脱水的关键技术。