En las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales y en las instalaciones de biofermentación, la manipulación de lodos espesos y residuos de fermentación representa una de las tareas de material a granel más difíciles.Estos materiales no son de Newton., altamente viscoso, y a menudo contiene fibras enredadas, grano y sólidos no digeridos.Dos tecnologías se evalúan con frecuencia para mover estos materiales de los digestores o las prensas de filtro a la deshidratación o eliminación aguas abajoEn el caso de las válvulas rotativas de polvo adaptadas para el servicio de lodos y de la bomba de cavidad progresiva, ambas son dispositivos de desplazamiento positivo, pero su mecánica interna, su tendencia a obstruirse, su capacidad de inyección y su capacidad de inyección de agua, su capacidad de inyección y su capacidad de inyección, su capacidad de inyección y su capacidad de inyección, su capacidad de inyección y su capacidad de inyección, su capacidad de inyección y su capacidad de inyección.y la estabilidad operativa difieren dramáticamenteUn alimentador rotativo de esclusas de aire utiliza paletas giratorias para empujar el material a través de una carcasa fija.mientras que una bomba de cavidad progresiva utiliza un rotor helicoidal girando dentro de un estator para crear cavidades móviles que impulsan el lodoEsta guía compara las dos tecnologías en función del riesgo de obstrucción, la estabilidad operativa y los requisitos de mantenimiento para ayudar a los ingenieros a seleccionar el equipo correcto para la transferencia de lodos gruesos.

A. Noválvula giratoria de polvoadaptado para lodos gruesos es un alimentador rotativo de esclusa de aire de uso pesado con un gran diámetro del rotor y bolsas profundas.La carcasa se fabrica generalmente de hierro fundido o acero inoxidable con una entrada de puerto completo que coincide con la abertura de la tolva para evitar el puenteEl rotor es accionado por un motor con engranaje de alto par, a menudo con un accionamiento hidráulico directo para la protección contra la sobrecarga.0 mm para acomodar el adhesivoEl objetivo de este método es evitar que el material se comprima, lo que aumentaría exponencialmente el par.Las bolsas del rotor están pulidas o recubiertas con un material antiadhesivo como el PTFE para reducir la adhesiónLos sellos de eje son dobles sellos mecánicos con un fluido de barrera, o glándulas empacadas con un apagador de grasa, para evitar que el lodo agresivo llegue a los rodamientos.

Una bomba de cavidad progresiva consiste en un solo rotor helicoidal (el anterior cavidad) que gira excéntricamente dentro de un estator de doble hélice hecho de un elastómero como caucho natural, nitrilo,o EPDMA medida que el rotor gira, se forman una serie de cavidades selladas que avanzan desde el extremo de succión hasta el extremo de descarga, llevando el lodo con ellos.La bomba es accionada por un motor de engranajes conectado al rotor a través de un eje de transmisión de unión universalLas bombas de cavidad progresiva son conocidas por su capacidad para manejar sólidos de alta viscosidad, fluidos de alta viscosidad y medios delicados con baja pulsación.Pueden bombear lodos con hasta un 15% de sólidos secos y viscosidades superiores a 100 000 cP, pero se basan en un ajuste estrecho entre el rotor y el estator, que inevitablemente se desgasta.

Físicamente, la válvula rotativa es un dispositivo compacto y en línea con un elemento giratorio que barre el material a través de una envolvente fija.Unidad montada en trineo con un elemento excéntrico giratorio que requiere una caja de relleno y un conjunto conjuntoLa válvula rotativa proporciona una salida volumétrica casi constante proporcional a la velocidad.flujo libre de pulso, pero su salida puede derivar a medida que el elastómero del estator se desgasta y se hinchaEstas diferencias dictan cómo se comporta cada dispositivo cuando se enfrenta a la naturaleza fibrosa y arenosa del lodo espeso.

La elección de la tecnología incorrecta para la transferencia de lodos gruesos crea interrupciones operativas que pueden detener todo un tramo de tratamiento.

Riesgo de obstrucción y naturaleza del lodo espeso

Los lodos municipales después de la centrifugación suelen contener un 18­25% de sólidos secos y se comportan como una arcilla rígida.contienen fibras largas que se entrelazanEn una válvula giratoria, el diseño de la bolsa abierta permite que estas fibras sean atrapadas por las paletas giratorias y llevadas hacia adelante.Puede cruzar la entrada.Una vez que se forma un puente, el rotor gira vacío, y la única manera de limpiarlo es romper el puente manualmente o con una ayuda de auger.extraer lodo a través de una garganta de succiónEl pasaje de estrechamiento y el rotor giratorio pueden actuar como un macerador, agarrando fibras y envolviéndolas alrededor del eje de transmisión.causando el fracaso de las articulaciones universalesEn la práctica, ninguno de los dispositivos es inmune al taponamiento, pero la válvula rotativa es más fácil de limpiar porque la carcasa se puede abrir y el rotor limpiar sin desconectar las tuberías.La bomba de cavidad progresiva a menudo requiere un desmontaje completo para eliminar las fibras envueltas del eje de transmisión y la entrada del estator.

Estabilidad operativa bajo cargas de sólidos variables

Los lodos gruesos no son uniformes. Un lote de una prensa de filtro puede contener un 30% de sólidos, mientras que el siguiente lote es del 15%.Pero el motor hidráulico puede sentir esto y ralentizar o detenerse con gracia sin dañosUna vez que la carga se alivia, la válvula reanuda la rotación. Una bomba de cavidad progresiva es menos indulgente. Si el contenido de sólidos aumenta, el estator puede comprimirse excesivamente.aumento de la fricción entre el rotor y el estator hasta el punto en que el motor de accionamiento se sobrecarga y saleAdemás, el estator de elastómeros es sensible al ataque químico del lodo; si los cambios de pH o los disolventes están presentes, el estator puede hincharse.alterando el espacio libre interno y causando una pérdida repentina de presiónLa válvula rotativa, con sus superficies de contacto metal-metal (o cerámica-revestida), es en gran medida indiferente al pH y los disolventes, proporcionando una mayor estabilidad a través de las variaciones de lote.

Complejidad del mantenimiento y economía del desgaste de las piezas

Las bombas de cavidad progresiva tienen una vida útil del estator finita. En los lodos abrasivos que contienen arena o arena, el estator puede necesitar ser reemplazado cada 2 000-4 000 horas.generalmente un componente de acero endurecido o de acero inoxidableLa sustitución de un estator consiste en desconectar la bomba, quitar la carcasa,y exprimir el viejo elastómero, un trabajo intensivo en mano de obra que puede llevar un día completo.Las válvulas rotativas, por otra parte, se desgastan principalmente en las puntas del rotor y en el orificio de la carcasa.una válvula giratoria puede funcionar 12 ∼ 24 meses en servicio de lodo antes de una revisión mayorEl ajuste de las puntas consiste en aflojar los tornillos fijados y avanzar las puntas, una tarea que puede realizarse in situ durante una breve ventana de mantenimiento.La simple gestión del desgaste de las válvulas rotativas es una ventaja decisiva.

La selección depende de la naturaleza específica del lodo, la presión de descarga requerida y la filosofía de mantenimiento de la planta.Los siguientes escenarios ilustran la correcta aplicación de cada tecnología.

Escenario 1 Descarga de lodos municipales deshidratados de una centrifugadora

Una centrífuga descarga lodo con un 22% de sólidos secos en una tolva que alimenta un camión cargador.El espacio libre entre las puntas de 8 mm y un accionamiento hidráulico proporcionan unaLos bolsillos abiertos evitan el puente, y el espacio libre amplio evita el par excesivo.Una bomba de cavidad progresiva también podría manejar esta tarea, pero introduciría pulsaciones que podrían causar salpicaduras durante la carga del camiónLa válvula rotativa es la opción preferida por su descarga suave y continua.

Escenario 2 Residuos de biofermentación con fibras largas

Un biorreactor produce un residuo que contiene un 12% de sólidos y hifas largas de hongos.Una bomba de cavidad progresiva con una entrada maceradora y un rotor endurecido puede cortar las fibras y bombear el estiércol con eficaciaPara este residuo fibroso, la bomba de cavidad progresiva es la mejor opción.siempre que la planta pueda gestionar los reemplazos de estator.

Escenario 3 Los sólidos de alto contenido de lodo con grava

Una planta municipal trata los lodos de un sistema combinado de alcantarillado que contiene arena y arena.Una válvula giratoria con un orificio revestido de cerámica y las puntas de carburo de tungsteno maneja bien la abrasiónLas puntas se pueden ajustar a medida que se desgastan, y el orificio de cerámica protege la carcasa.lo que lleva a cambios frecuentes y costosos del estatorLa válvula rotativa es el claro ganador en el servicio de lodo arenoso.

Escenario 4 Traslado de lodos a larga distancia

Cuando los lodos deban bombearse a una distancia de 200 metros a través de una tubería, el requisito de presión de descarga puede superar los 6 bares.Una bomba de cavidad progresiva está diseñada para tales tareas de alta presión y puede mantener el flujo contra una contrapresión significativaLa válvula rotativa no es una bomba; sólo puede descargarse por gravedad o en un transportador de baja presión.a menudo precedido por una válvula giratoria o un alimentador de tornillo para proporcionar una alimentación consistente.

Escenario 5 Zonas a prueba de explosiones o ATEX

En las instalaciones en las que los gases de escape del lodo crean una atmósfera combustible, los equipos deben estar certificados ATEX.Las bombas de cavidad progresiva tienen numerosos puntos de sellado y una unión universal que puede generar chispas si no se protege adecuadamenteLas válvulas rotativas pueden diseñarse con espacios libres para extinguir llamas y componentes conectados a tierra, lo que facilita su certificación para la zona 21/22.la válvula rotativa ofrece un camino más sencillo para cumplir.

Ejemplo de aplicación

Una gran planta de tratamiento de aguas residuales municipales en los Países Bajos utilizaba bombas de cavidad progresiva para transferir el lodo espeso de los silos de almacenamiento a un secador de lecho fluidizado.Los lodos contenían un 28% de sólidos secos y una alta concentración de fibras de papel procedentes de vertidos industriales.En el plazo de seis meses, los estatores de la bomba se desgastaban cada 1.500 horas debido a las fibras abrasivas y los ejes de accionamiento se atascaban con frecuencia.Tiempo de inactividad para el reemplazo del estator promedio de 14 horas por incidenteDoebritz sustituyó las bombas de cavidad progresiva por alimentadores rotativos de esclusas de aire de uso pesado con espacio libre entre puntas de 0,7 mm,Rotores recubiertos de PTFELas válvulas giratorias se instalaron debajo de los silos, descargando directamente en un transportador de cinta que alimentaba la secadora.El diseño de bolsillo abierto eliminó el envoltorio de fibraLos costes de mantenimiento se redujeron en un 68% y la planta logró un funcionamiento ininterrumpido del secador.aumento del rendimiento del lodo en un 11 %.

¿Puede una válvula giratoria bombear lodo a largas distancias?

No. Una válvula rotativa es un alimentador, no una bomba. Puede descargar lodo sólo por gravedad o en un sistema de baja presión. Para la transferencia a larga distancia, se requiere una bomba de cavidad progresiva o bomba de pistón.

¿Qué dispositivo maneja un mayor contenido de sólidos?

Las bombas de cavidad progresiva pueden manejar hasta un 15% de sólidos secos en un bombeo continuo, mientras que las válvulas rotativas pueden manejar hasta un 40% de sólidos secos de manera de flujo de enchufe,pero la demanda de par se vuelve extrema por encima del 30%Para los sólidos muy altos, a menudo se utiliza una prensa de tornillo o una extrusora delante de la válvula.

¿Con qué frecuencia se sustituyen los estatores en el servicio de lodos?

En los lodos municipales típicos con un 20% de sólidos, la vida útil del estator oscila entre 2 000 y 5 000 horas, que pueden reducirse a menos de 1 000 horas con grano abrasivo o solventes.Los ajustes de las puntas de las válvulas rotativas se necesitan normalmente cada 3 000 a 6 000 horas., con reconstrucciones completas del rotor cada 2-3 años.

¿Puede una bomba de la cavidad progresiva correr seco

Se recomienda un corto período de funcionamiento en seco (unos minutos), pero no se recomienda.Las válvulas rotativas pueden tolerar períodos cortos de sequía si las puntas del rotor son cerámicas, pero el funcionamiento en seco prolongado causará contacto metal-metal y desgaste rápido.

¿Doebritz fabrica bombas de cavidad progresiva

Doebritz se especializa en válvulas rotativas de polvo y alimentadores rotativos de esclusas de aire.Podemos recomendar proveedores calificados y ayudar a especificar los materiales adecuados de rotor y estator para sus características de lodo.

La elección entre una válvula rotativa de polvo y una bomba de cavidad progresiva para la transferencia de lodos gruesos no es una cuestión de que una sea universalmente mejor.Se trata de adaptar la tecnología al perfil de lodo específico y a las limitaciones de la planta.Las bombas de cavidad progresiva son excelentes en el bombeo de lodos fibrosos de alta humedad a largas distancias con flujo suave y sin pulsos.Pero requieren un mantenimiento vigilante del estator y son vulnerables al envuelo y la abrasiónLos alimentadores rotativos de esclusas de aire ofrecen una resistencia superior a la obstrucción de lodos pegajosos y de alto contenido de sólidos, un mantenimiento in situ más sencillo y una mayor tolerancia a la grana y a las variaciones químicas.pero no pueden proporcionar la presión necesaria para la transferencia de tuberíasPara muchas plantas, la solución óptima es un enfoque híbrido: una válvula rotativa para una alimentación constante y medida desde una tolva o silo, seguida de una bomba de cavidad progresiva para la transferencia por tubería.Comprender los riesgos de obstrucción, la estabilidad operativa y la economía de mantenimiento de cada dispositivo garantizan un sistema de manejo de lodos confiable.

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