中壓水清洗系統詳解

簡(jiǎn)介

中壓清洗系統指操作壓強在5X106~25X106Pa的清洗系統。所謂高壓清洗就是利用水流，以動(dòng)能的形式去清除表面的污垢。但是在很多實(shí)際應用中只需要中壓就可以完全達到清洗的目的。與高壓系統相比，中壓清洗的優(yōu)勢在于資金成本更低，安全隱患更少以及靈活性更大。中壓清洗系統與高壓清洗系統的區別在于，前者能夠使用添加化學(xué)溶劑的冷水或熱水，把沖力清洗和化學(xué)溶劑的作用結合起來(lái)。

系統細節

一個(gè)典型的中壓清洗系統的設計與高壓清洗系統相類(lèi)似，但是前者的資金成本更低，而且在一定的條件下還可以使用熱水或化學(xué)添加劑。

泵組

無(wú)論是高壓還是中壓清洗系統，選擇水泵的基本原則都是一樣的，但是中壓系統的選擇范圍要更大一些。下列幾個(gè)問(wèn)題關(guān)系到如何決定選擇一個(gè)水泵：

①污垢的性質(zhì)如何？

②清除它所需的最大壓力/流速是多少？

③哪一個(gè)水泵的特點(diǎn)與應用條件最適合？

水泵類(lèi)型的選擇，這里有好幾種選擇：高速離心泵、多級離心泵、柱塞泵、徑向活塞泵。

其他類(lèi)型如Rotojet?泵，以及：柴油或電力驅動(dòng)、移動(dòng)式或固定式組合設計。

最終的選擇將取決于幾個(gè)因素：

*壓力，容量和功率要求；

*清洗液的溫度；

*操作和維護費用；

*清洗服務(wù)的性質(zhì)，例如是連續型還是間斷型；

*清洗液的類(lèi)型；

*資金成本。

1.選擇合適的泵設計

按照每種泵的優(yōu)勢和不足，在細節上進(jìn)一步考慮不同類(lèi)型泵的設計。

（1）往復式柱塞泵

柱塞式中壓泵是同類(lèi)高壓泵的縮小版本，多數操作功率小于32kW，工作壓力最大為2.5×10?pa，通常由于大量生產(chǎn)的關(guān)系使得成本較低。由于壓力和水流能在很大的范圍內調節，因此柱塞泵很受歡迎。幾乎所有的柱塞泵都是三缸設計，而且比專(zhuān)門(mén)用于高壓清洗系統的運轉速度要快得多（800到1400rpm），最高速的時(shí)候可以和驅動(dòng)發(fā)動(dòng)機完全同步。如果柱塞泵經(jīng)常被使用，建議降低轉速到700rpm，以減少“氣穴現象”和過(guò)度磨損的危害，這時(shí)需要利用到一個(gè)內置齒輪箱或者V字型的傳送帶。

（2）徑向活塞泵

在第三節關(guān)于高壓應用的時(shí)候我們提到過(guò)Harben泵。這種泵的縮小型設計作為中壓泵同樣非常受到歡迎，特別是在排水道和下水道清潔等方面，這種泵通常安放在雙輪拖車(chē)或者輕型的車(chē)輛上面進(jìn)行工作。

主要的優(yōu)勢有：

*構造輕便（可以用一部小型貨車(chē)或者小卡車(chē)進(jìn)行牽引）；

*可以使用劣質(zhì)水；

*高效率（容積式）；

*震動(dòng)?。ǖ靡嬗诙嘀w的結構）；

*多種壓力選擇；

*設計緊湊（水泵有內置的齒輪箱，可以和主發(fā)動(dòng)機高度同步）。

除了Harben泵以外，還有另一種歐洲設計的徑向活塞泵，適于作為固定的中壓泵使用。

圖5-13所示的是瑞士制造的Hydrowatt泵，有5個(gè)密封的、徑向活動(dòng)的柱狀活塞組，每一個(gè)活塞組的活塞頭都加上了一個(gè)橡膠套管，并且正向連接著(zhù)一個(gè)偏軸的驅動(dòng)器?；钊^的往復運動(dòng)加上彈性套的伸縮作用可以產(chǎn)生很大的工作壓力：對于不銹鋼類(lèi)型的機體而言最大壓力可達3.15×10?Pa，鋁和黃銅類(lèi)型的機體最大壓力為2.5×10?Pa，泵流量最大為197L/min。Hydrowatt泵的優(yōu)勢在于：

*緊湊的設計；

*低震動(dòng)和低噪聲；

*可以處理未凈化的水，不需要進(jìn)行嚴格過(guò)濾；

*適用于多種類(lèi)型的液體，包括油乳化溶液和海水（不銹鋼類(lèi)型機體）。

圖5-13Hydrowatt徑向柱塞泵

（3）高速離心泵

一個(gè)典型的中壓高速離心泵包括一個(gè)水平的架子以及一個(gè)末端抽入的離心泵，離心泵通過(guò)一個(gè)與電動(dòng)機直接匹配的一級齒輪箱來(lái)驅動(dòng)。這種泵的運轉速度可以高達35000rpm，通常在造紙或紙漿廠(chǎng)廣泛使用，以提供大量的高壓水流進(jìn)行日常清洗，即所謂的“毛布洗滌”工作。在造紙廠(chǎng)里，一條連續的帶子（或者叫“毛布”）把原材料帶過(guò)不同的濕潤、脫水和干燥階段，直到成為最終產(chǎn)品。在加工過(guò)程中，不可避免地會(huì )有一些原料粘在毛布上，如果不清除的話(huà)會(huì )影響產(chǎn)品質(zhì)量。通常的清洗方法是將中壓水直接噴灑在毛布的底面，水流壓力要根據毛布的種類(lèi)而定，使得水流剛好穿過(guò)毛布，讓毛布吸收所有的動(dòng)能。實(shí)際的清洗過(guò)程是由一個(gè)固定或者擺動(dòng)的管子來(lái)進(jìn)行的，管子上裝有許多的扇型管嘴以保證清洗的覆蓋范圍。盡管這種泵被認為不是一種典型的清洗用水泵，但是它可以產(chǎn)生1.6×10?Pa的水壓以及300L/min的流量，因此對于這些工廠(chǎng)而言，可以用它來(lái)組成一個(gè)環(huán)路以供應多個(gè)清洗噴頭使用。高速多級離心泵基本上不存在震動(dòng)問(wèn)題，占地小，運行安靜，而且抽水條件的要求也不是很重要（參見(jiàn)圖5-14）。這種泵主要的不足在于：在實(shí)際操作中輸出壓力需要大約8×10?Pa左右，整體效率小于75%，而柱塞泵可以達到95%，因此動(dòng)力成本更大一些。我們應該根據具體的條件，結合優(yōu)勢和不足進(jìn)行權衡考慮。

（4）Roto-Jet泵

盡管在清洗應用方面Roto-Jet泵沒(méi)有柱塞泵和徑向活塞泵那么聞名，但是這款美國制造的泵操作簡(jiǎn)單而有效。液體進(jìn)入尾端的喇叭口，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)旋轉的盒子，離心力使得液體在壓力作用下進(jìn)入轉子。當轉子內的液體噴出到一個(gè)接收管道的時(shí)候，其動(dòng)能轉化為附加壓力。液體輸出壓力可以高達7.7×10?Pa（1150psi），流量最高為90m3/h。這種泵主要是固定使用，如圖5-15所示的油罐汽車(chē)和容器清洗系統。Roto-Jet泵的優(yōu)勢在于：

圖5-14泵的凈正吸入壓頭（NPSH）比較：柱塞泵與離心泵

圖片P290頁(yè)

*設計簡(jiǎn)單，易于保養；

*震動(dòng)??；

*提供多種壓力和流量選擇，性能靈活多樣；

*設計緊湊。

圖5-15英格蘭東北部的一家油罐汽車(chē)/容器清洗站安裝的一臺Rotojet泵

（英國Sunderland的Haskel能源系統公司和Thurroclean集團提供）

圖片P290頁(yè)

（5）Rodder泵

這種泵簡(jiǎn)單而有效，專(zhuān)門(mén)用于大型的下水道清洗。由美國PeabodyMyers公司開(kāi)發(fā)的這種泵，被用來(lái)與其開(kāi)發(fā)的“Vactor”移動(dòng)式下水道清潔車(chē)相配套。泵的工作原理基于一個(gè)雙向低速往復式的單柱體活塞設計，工作壓力最高達到1.4×10?Pa，流量最大為300L/min。這種泵的一個(gè)主要優(yōu)勢在于，其往復式的運動(dòng)有利于清除大型排水管和下水道的堵塞物和大的殘骸。

考慮到所有可行的選擇，柱塞泵可能是使用最廣的中等壓力裝置，其次是徑向活塞震動(dòng)膜式泵。由于這兩種泵的設計緊湊，性能靈活，而且可以用柴油機驅動(dòng)，因而適用于固定或移動(dòng)式泵組。Roto-Jet泵、高速多級離心泵和Hydrowatt泵則是為固定安裝的場(chǎng)合而設計的。

2.泵組的類(lèi)型

固定泵和可移動(dòng)泵之間的選擇，取決于實(shí)際的應用條件和設備的輸出要求。

（1）可移動(dòng)泵組

當清洗任務(wù)包括了一片較廣的區域范圍的時(shí)候，可移動(dòng)泵組就顯得十分重要了。最新式的泵組設計不僅便于移動(dòng)，而且還有功率強大的柱塞泵，可以提供高達2.5X107Pa的壓力。有兩種類(lèi)型的泵組，圖5-16顯示了一種輕型機組，適用于需要強調移動(dòng)性和便于操作的場(chǎng)合。規格如下：

圖5-16工業(yè)用可移動(dòng)式電動(dòng)冷水泵組

（英國倫敦的Reiss機械公司提供）

圖片P291頁(yè)

泵：陶制柱狀活塞，316個(gè)不銹鋼澆鑄部件，鋁壓鑄曲柄軸箱，氮化鉛鉗合金機軸，涂有潤滑油的錐形滾筒軸承，以及活塞密封鋼圈。標準配件包括：一個(gè)可調節的彈簧負重的安全/卸載閥門(mén)，涂有甘油的壓力計和進(jìn)水濾網(wǎng)，V形傳動(dòng)皮帶，IP55型發(fā)動(dòng)機（11.15或18.5kW），DOL按鈕開(kāi)關(guān)和保險絲盒，帶軟管支架的軟鋼框架，重型環(huán)氧涂料拋光劑，緩沖用橡膠輪胎。

壓力/流量選擇：

模式：51/10048/15034/200

壓力（Pa）10?1.5X10?2X10?

流量（L/min）514834

功率（kW）111518

圖5-17顯示的機組安裝在一個(gè)拖車(chē)上，其設計能夠滿(mǎn)足重型任務(wù)及多人操作。這個(gè)機組的規格包括：

三缸柱塞泵

泵壓力：1.6×10?Pa；流量：72L/min；泵速：500rpm；活塞：直徑40mm。

發(fā)動(dòng)機功率22kW；三相“三角星”啟動(dòng)器；IP55型。

啟動(dòng)器/斷路器盒。

內置傳動(dòng)齒輪。

手動(dòng)可調的安全/調節閥門(mén)。

當有兩個(gè)操作人員同時(shí)使用這個(gè)機組的時(shí)候，可以安裝一個(gè)雙頭出口的支管。每個(gè)管口的大小按照50%的流量考慮，一旦其中一個(gè)人停止使用，卸載閥門(mén)會(huì )把一半的流量送回泵的吸入口。這種安排的唯一缺點(diǎn)就是需要添加一個(gè)卸載閥門(mén)，這等于多加了一個(gè)部件并需要額外的周期性維護。無(wú)論是1人還是2人用，這套機組都要附加一個(gè)噴槍?zhuān)欠裥枰郊庸艿篮团潘O備清洗則視實(shí)際應用而定。

（德國的URACAPumpenfabrik提供）

圖5-17重型電動(dòng)拖車(chē)泵組

（2）固定泵組

有的系統的設計只是為了在有限的區域內操作。一個(gè)固定泵組的規格和移動(dòng)式泵組相似，它們主要的差別在于輸送加壓水的方法。出于水壓的考慮，很多泵都會(huì )使用帶接口的硬質(zhì)管道，接口上可以安裝一些附加設備，如油罐清洗裝置等等。

3.壓力清潔器

以前壓力清潔器曾是車(chē)庫里的一個(gè)不起眼的清洗機器，但是現在已經(jīng)是許多工業(yè)清洗系統中的必備項目之一。其設計有輕型的冷水清潔器，操作壓力10?Pa，發(fā)動(dòng)機功率2kW；也有高度復雜的可編程組合泵系統，可以為不同場(chǎng)合和清洗應用提供高達2×10?Pa壓力的水流。一個(gè)典型的規格包括：

泵：通常是一個(gè)小型的三缸柱塞泵，不過(guò)丹麥的Kew公司使用他們自己設計的三缸軸向活塞。通常泵的運轉直接和發(fā)動(dòng)機同步。

主驅動(dòng)器：目前大多數壓力清潔器靠電力驅動(dòng)，不過(guò)還有很多汽油和柴油機驅動(dòng)的型號正在使用。

控制：包括壓力調解閥門(mén)，壓力計，燃料計，溫度計和溫度控制，帶過(guò)載斷路功能的鍵控開(kāi)關(guān)。

鍋爐：很多壓力清潔器被設計用來(lái)可以提供熱水（最高90°C）或冷水。當需要熱水的時(shí)候，通常是把水通過(guò)一個(gè)連續的管網(wǎng)，在里面由一個(gè)燃油鍋爐進(jìn)行加熱。水溫完全可以通過(guò)溫度調節裝置進(jìn)行調節和控制。

其他部件：帶漂浮物收集功能的廢水收集罐，這在許多國家的法令中都有規定（主要是為了防止清洗后的廢水進(jìn)入主要的供水系統中）。其他的還包括清潔劑供應罐、配量閥、軟管卷盤(pán)、油箱和燃料計，安全閥門(mén)和壓力計等。

壓力清潔器可分為兩種類(lèi)型：

（1）輕型可移動(dòng)設計

最新的型號設計緊湊，外形美觀(guān)，易于維護和清潔，移動(dòng)性好。圖5-18給出了一個(gè)例子：

圖5-18小型冷/熱水壓力清潔器，包括噴槍

（英國Darlington的JimRuck壓力清洗服務(wù)公司提供）

圖片P293頁(yè)

（2）柜式機組

這種機組種類(lèi)多樣，從簡(jiǎn)單型如僅需要1個(gè)操作者的設計，到復雜型的為整個(gè)工廠(chǎng)清洗的多泵設計，可以根據特定的要求調整每一個(gè)出水口的參數如壓力、流量、溫度、清潔劑以及其他的化學(xué)添加劑等。為了獲得最大的靈活性，人們將泵組集中安放在一個(gè)柜子里面，通過(guò)中央PLC（ProgrammableLogicControl，可編程邏輯控制器）控制器進(jìn)行控制，根據不同的清洗需要使用不同的預編程清洗順序。類(lèi)似的例子參見(jiàn)圖5-19。

（3）壓力清潔器附件

一套標準的附件包括10m長(cháng)的高壓軟管，輕型噴槍和一套排水清洗管口?？蛇x配件包括：內置的雙軸噴頭，清洗劑混合和濕噴砂附件裝置。

在食品制造業(yè)中，一個(gè)標準的多操作者清洗系統有以下的應用范圍：

*地面和墻壁瓷磚清洗，使用手動(dòng)噴頭或者旋轉噴頭。

*攪拌和儲存用容器的內部清洗，使用雙軸噴頭。

*生產(chǎn)設備的清洗，使用固定噴灑裝置。

*排水和管道清洗，使用不同類(lèi)型的管口。

*容器清洗裝置，包括特殊設計的柜子和噴灑裝置。

除了普通的冷/熱水清洗功能，濕噴砂附件裝置還可以用來(lái)清除頑固的污垢，這時(shí)可能要用到清洗劑。

圖5-19—個(gè)固定的柜式壓力清洗器機組

中壓水清洗應用

目前中壓清洗系統在工業(yè)中應用范圍很廣，這是因為相對于高壓清洗系統而言，它們可以在更為靈活、安全和成本低廉的條件下處理較頑固的污垢。標準的配件如噴槍、管道和圓筒清洗裝置等可以在工廠(chǎng)里作為多用途的清洗工具完成多種清洗任務(wù)。同時(shí)，在大部分工業(yè)清洗中，如果使用小型的內置雙軸噴頭也可以達到髙清潔標準要求的話(huà)，其節省下來(lái)的成本效益是非?？捎^(guān)的。

1.內部清洗

前面介紹輕型雙軸噴頭，這種噴頭使得中壓清洗設備可以完成許多以前高壓清洗系統任務(wù)。噴頭可以分成兩種主要的類(lèi)型：

（1）自我驅動(dòng)的雙軸噴頭

很多設計都屬于這一類(lèi)，它們都是利用水流壓力帶動(dòng)內置的水壓發(fā)動(dòng)機，然后以設定的速度帶動(dòng)2?4個(gè)轉臂。圖5-20提供了一個(gè)范例。

自我驅動(dòng)噴頭的優(yōu)勢在于：靈活、簡(jiǎn)單、易于操控和降低資金成本，設計耐用可靠，可以接在普通的軟管后面。

不足之處：受到噴頭直徑大小的限制，以及由于一部分的水流清洗能量被用于驅動(dòng)噴頭，導致噴灑范圍受限制。

注意里面錐形氨基聚合物材料的設計，使得清洗噴頭可以適用于容器開(kāi)口大小不同的情況，另外有可以調節高度的噴桿，這樣就能夠根據容器尺寸的大小上下調節。（英國Darlington的CDN系統公司設計提供）

（2）外部驅動(dòng)的雙軸噴頭

此種噴嘴由外部的獨立發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)。動(dòng)力來(lái)源通常是電力，不過(guò)在有防火要求的場(chǎng)所，空氣動(dòng)力更為理想。小直徑的噴頭可以進(jìn)入一些較小的入口，如標準55mm的鼓形箱注入孔。噴頭的操作壓力可以從最低的5×10?Pa到最高的2.5×10?Pa，根據清洗水流的能量而定。噴頭的構造材料包括標準的鍍鐮磷青銅，或者在更高要求的應用條件下（如溶液噴灑的時(shí)候），使用316號不銹鋼再加上特殊的密封措施。

Moog系列的雙軸噴頭有2、4或8個(gè)管口可供選擇，以應付不同的工作強度。但是要注意管口越多，每個(gè)管口的流量就越少，隨之而來(lái)便是水流沖力的下降。每個(gè)噴頭能容許通過(guò)的最大流量是80L/min。

特殊應用的設計有很多種，比如：

*標準設計，但是使用了電動(dòng)機或者空氣驅動(dòng)。

*使用錐形塞的標準設計，適用于鼓形箱/普通容器的清洗（圖5-21）=

*直角氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機設計，適用于空間受限的情況（圖5-22）。

圖5-20自我驅動(dòng)雙軸清洗噴頭和定位裝置

圖5-21電力驅動(dòng)并有錐形密封塞的標準小型雙軸噴頭

（瑞士PeterMoog和CIESA公司提供）

圖5-22裝有直角氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機的小型雙軸噴頭

適用于噴頭活動(dòng)空間有限的情況（瑞士PeterMoog和CIESA公司提供）

圖片P295-296頁(yè)

（3）自動(dòng)清洗噴頭

當一個(gè)特定的容器需要經(jīng)常清洗的時(shí)候，通常人們會(huì )考慮安裝一個(gè)自動(dòng)清洗系統。典型的專(zhuān)用容器清洗系統包括一個(gè)雙軸噴頭，一個(gè)類(lèi)似于圖5-23的驅動(dòng)裝置（通常是一個(gè)無(wú)支架、氣體驅動(dòng)的圓柱體，以盡量縮短總體長(cháng)度），再加上一個(gè)斷路保險裝置（一旦氣體供應中斷，確保噴頭不會(huì )受損）。

圖5-23（a）裝有萬(wàn)向球軸承的小型噴頭；（b）裝有氣壓驅動(dòng)裝置的小型噴頭

（英國Darlington的CDN系統公司提供）

圖片P296頁(yè)

這套系統包括一個(gè)可編程的控制面板來(lái)定位噴頭到合適的位置，控制清洗循環(huán)次數，如果需要的話(huà)還可以用來(lái)確認清潔劑和消毒劑的加入量是否合適。在多容器清洗的應用中，這套清洗系統還可以決定要清洗哪一個(gè)容器，并對每一個(gè)容器分別選擇合適的清洗程序。每個(gè)容器上都獨立地安裝有一套噴頭和驅動(dòng)機械，獨立儲存，并且由一個(gè)連鎖閥門(mén)對容器和清洗裝置進(jìn)行隔絕。

在危險的環(huán)境下，需要使用氣體驅動(dòng)。單個(gè)容器的自動(dòng)清洗系統基本包括一個(gè)雙軸清洗噴頭，驅動(dòng)器和泵模塊。更具體的還包含定量泵、儲存罐、引擎驅動(dòng)的閥門(mén)、手動(dòng)控制的開(kāi)關(guān)機組、噴頭定位器、清洗循環(huán)次數設定和化學(xué)添加劑等。

2.工業(yè)清洗應用實(shí)例

（1）制藥廠(chǎng)和精細化工廠(chǎng)應用

在我們對水流動(dòng)力清洗概念進(jìn)行深入討論之前，對現有制藥工業(yè)的清洗應用進(jìn)行調查可能會(huì )很有用處。我們將在本節討論其優(yōu)勢和不足之處。

之所以把制藥廠(chǎng)、生物技術(shù)企業(yè)和精細化工廠(chǎng)單獨分出來(lái)是由于以下三個(gè)原因：

*由于這些地方的有效標準和生產(chǎn)程序要求非常嚴格，清洗通常需要頻繁進(jìn)行；

*根據不同的殘余物，需要使用不同的清洗技術(shù)；

*清洗程序通常被認為是生產(chǎn)過(guò)程不可分離的一部分。

由于受到政府機構如美國食品及藥物管理局（FDA）的監控和管制，再加上日益廣泛的國際社會(huì )針對污染控制、排放、人類(lèi)健康安全以及水資源的保護立法，制藥廠(chǎng)和精細化工廠(chǎng)的清洗要求是非常嚴格的。

傳統的容器清洗方法如沸騰法和溶劑添加法等，已經(jīng)受到強烈的置疑。人們開(kāi)始試驗可替代的清洗方法，包括使用清潔的中壓水流清洗。一些著(zhù)名的制藥廠(chǎng)已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行一系列的實(shí)驗，實(shí)驗中采用的是空氣驅動(dòng)的雙軸噴頭，水壓可以達到2×10?Pa（這是容器制造商在經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗以后得出的最大清洗壓力的推薦值）。實(shí)際采用的壓力值會(huì )根據玻璃涂層和其他因素的情況進(jìn)行適當的降低。在使用超過(guò)5×10?Pa的清洗壓力之前，建議先跟容器制造商聯(lián)系以聽(tīng)取建議，特別是在當容器已經(jīng)被維修過(guò)或者已經(jīng)有表面損壞的情況下。

清洗噴頭通過(guò)圖5-23（a）所示的蓋板和球形連接裝置被固定在容器的入孔邊緣，這樣使得噴頭可以被調節、定位以及固定在容器周?chē)牟煌恢?，以達到完全的清洗覆蓋范圍。此外，人們還設計了一種特殊的模板，以防止噴頭和玻璃涂層直接接觸。

英格蘭北部的一家大型制藥公司對一個(gè)2000型玻璃涂裝反應容器進(jìn)行了一次實(shí)驗，公司的質(zhì)量認證部門(mén)進(jìn)行了確認研究。英格蘭南部的另一家制藥廠(chǎng)進(jìn)行了類(lèi)似的實(shí)驗，得出了相似的結果。

本節的主要目的是解決制藥過(guò)程的加工清洗技術(shù)和系統在現實(shí)應用上的問(wèn)題。清洗和確認程序的標準則交給制藥廠(chǎng)、消費者和有關(guān)的監管部門(mén)進(jìn)行討論。

（2）中等體積容器（IBC）機組的清洗

在過(guò)去10年來(lái)，關(guān)于中體積容器機組的清洗需求增加得很快，主要是由于日益增加的中等體積容器機組替代了過(guò)去的鼓形容器。理由如下：

對于鼓形容器，特別是那些入孔僅為55mm的而言，要達到清洗標準非常困難。

對于容量為1000-2000L的中型容器而言，操作和運輸的費用比起200L的鼓形容器要更經(jīng)濟一些。

由于世界上越來(lái)越多國家已經(jīng)開(kāi)始對健康、安全和環(huán)境方面進(jìn)行立法限制，使得鼓形容器使用日益減少，而它們的廢棄處理又會(huì )帶來(lái)很多問(wèn)題和成本。

需要進(jìn)行IBC清洗的公司可以有如下的選擇：

①使用工廠(chǎng)自己的清潔設備進(jìn)行原地清洗。這很大程度上取決于容器機組本身的質(zhì)量和污垢的性質(zhì)。主要考慮到污水處理問(wèn)題。如果能征得地方水管理部門(mén)的同意直接將污水排出，那樣的話(huà)事情就相對簡(jiǎn)單了：廠(chǎng)家只需要付出一筆費用即可。但是如果政府

要求工廠(chǎng)在排放以前要對污水進(jìn)行預處理的話(huà)，則需要一筆較大的投資。這是一個(gè)經(jīng)濟學(xué)上的替代成本問(wèn)題。

②承包清洗。大多數工業(yè)區有1個(gè)或多個(gè)清洗機構，對本地的公司提供清洗服務(wù)。這些機構一般要能夠處理多種污垢，從軟的食物級別污垢到聚合物和橡膠等等。圖5-24說(shuō)明了一個(gè)流水線(xiàn)式的IBC清洗裝置。

③租借清洗。這是最近才出現的一個(gè)新方法，具體做法是：公司從一個(gè)租賃組織承租容器機組，而租賃組織則負責承擔所有容器的供應、清洗和維修責任。

有兩種類(lèi)型的IBC機組：不銹鋼和塑料。后者通常是高密度的聚乙烯。不銹鋼材料可承受的最大清洗壓力可以高達4×10?Pa，而高密度聚乙烯可承受的最大清洗壓力則只有2X107Pa或更低，視塑料的狀態(tài)而定。很多塑料的IBC是設計為一次性使用的，但是一般來(lái)說(shuō)它們都會(huì )被多次反復利用。

一次普通的承包清洗工程會(huì )包括不同的清洗技術(shù)在內，例如：低壓和中壓水流，化學(xué)溶劑的使用等等。承包清洗的合約里一般都會(huì )提到中體積容器清洗時(shí)的一些清洗規范。

很多制藥廠(chǎng)、生物技術(shù)公司和精細化工廠(chǎng)使用一些專(zhuān)門(mén)為現場(chǎng)使用而設計的中體積容器機組。這些容器不僅要求符合嚴格的衛生標準，而且要求與工廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程的清洗標準一致。這些容器可能是屬于生產(chǎn)材料處理一體化系統的一部分，而這個(gè)系統一般會(huì )包括—個(gè)容器清洗裝置。

如果在清洗中涉及到一些活性有害成分的話(huà)，要根據其危害程度的大小，決定是否把容器放在一個(gè)封閉的柜子里進(jìn)行清洗，以完全防止有毒物質(zhì)泄漏，或者類(lèi)似第四節低壓清洗中所提到的，使用一個(gè)人工操作的清洗控制臺就可以達到目的。

圖5-24中體積容器的流水線(xiàn)清洗系統，包括容器內部和外部清洗

（德國的URACAPumpenfabrik提供）

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（3）鼓形容器清洗

在歐洲，日益增多的法律法規（特別是即將生效的《包裝和包裝廢棄物指導條例》）對處理和維修鼓形容器作了嚴格的規定，目前北美的狀況也大致相同。這種傾向所帶來(lái)的影響是，現在鼓形容器清洗已經(jīng)成為一項高度專(zhuān)業(yè)化的工作。在第五節我們會(huì )提到，用高壓水流沖洗頑固污垢是非常有效的，但是因為鼓形容器的容積有限，所以單獨安裝高壓清洗裝置的成本將非常高。鼓形容器難以清洗的問(wèn)題部分是由于鼓形容器的設計因素引起的，特別是容器底部的結合處很容易導致沉積。最經(jīng)濟有效的方法是，先使用低壓水流和化學(xué)溶劑清洗，然后用1.5×10??2×10?Pa的中壓冷水進(jìn)行最后的沖洗。如果鼓形容器的頂部是封閉式設計的話(huà)，通常在清洗時(shí)會(huì )把容器固定在30。角，使得小型的雙軸噴頭能夠進(jìn)入容器的注入孔，也能夠讓清洗后的水排走。

頂部開(kāi)放式設計的鼓形容器如圖5-25所示，反扣在清洗噴頭上，這時(shí)可以使用固定的噴灑噴嘴或者旋轉噴頭，也可以?xún)烧咭黄鹗褂谩?/span>

對于不銹鋼或者塑料鼓形容器的維修，是屬于《聯(lián)合國危險貨物建議書(shū)》的規定范圍里的。由于近幾年來(lái)IBC機組的使用率不斷上升，因此IBC的清洗狀況也開(kāi)始不容樂(lè )觀(guān)。因此，和鼓形容器相類(lèi)似，我們可以理解為什么聯(lián)合國有關(guān)委員會(huì )要經(jīng)常討論關(guān)于IBC機組維修的提案。英國已經(jīng)有法案規定了處理中等體積容器機組的有關(guān)責任，如1997年頒布的《制造商的責任和義務(wù)法令（包裝廢物類(lèi)）》等。許多著(zhù)名的IBC維修公司開(kāi)始認識到這一點(diǎn)，并且出于提高自己的專(zhuān)業(yè)知名度的考慮，已經(jīng)開(kāi)始著(zhù)手訂立起一套操作準則。各國也都成立了一些商業(yè)組織，這些組織包括：

英國和歐洲的固定式中等體積容器協(xié)會(huì )（RIBCA）、英國容器和鼓形容器維修者聯(lián)合會(huì )（FCDR）、歐洲維修者協(xié)會(huì )。

美國的可再利用工業(yè)包裝協(xié)會(huì )（RIPA）。

圖5-25柜式鼓形容器清洗系統，可以清洗容器內部和表面

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為了提高可再利用容器生產(chǎn)和維修公司的專(zhuān)業(yè)水平和商業(yè)利益，成立了美國可再利用工業(yè)包裝協(xié)會(huì )，希望通過(guò)這個(gè)協(xié)會(huì )來(lái)實(shí)現全北美相關(guān)利益公司、國會(huì )和立法機構的合作，從而開(kāi)發(fā)出一個(gè)包含經(jīng)濟和環(huán)境問(wèn)題方面的技術(shù)數據庫，并推廣可再利用容器的使用。初期按產(chǎn)品類(lèi)型成立了三個(gè)組，即：

*不銹鋼鼓形容器組；

*塑料鼓形容器組；

*中等體積容器組。

為了給會(huì )員提供支持，這個(gè)協(xié)會(huì )組織了一系列的產(chǎn)品組會(huì )議，以訂立操作計劃、預算和目標。目前該協(xié)會(huì )進(jìn)一步的措施是，對會(huì )員和會(huì )員的客戶(hù)每個(gè)月發(fā)一份新聞通訊，里面包括由一組專(zhuān)家撰寫(xiě)的關(guān)于技術(shù)、法規和教育方面的文章。其他的服務(wù)還包括保險建議和一系列的活動(dòng)，如職業(yè)安全和健康管理（OSHA）課程等等。

（4）排水和下水道清洗

可移動(dòng)的排水和下水道清洗裝置目前在我們的大街、高速公路和大工業(yè)區都已是司空見(jiàn)慣了，這要得益于人們對水的清潔和排水系統效率的要求不斷增加。在英國，許多下水道都是19世紀的磚式建筑，由于當今道路交通的數量和重量不斷增加，許多都已經(jīng)塌掉了。政府已經(jīng)訂立了主要的下水道重修計劃，但是要等到其完成則尚待時(shí)日。某些下水道需要完全重建，有些現存的下水道則要重新布置管道。后者需要大量的清洗和廢舊物清除工作，而這些工作是由Jumbo下水道噴洗機組來(lái)完成的。

日常使用中有3種類(lèi)型的機組：

>安裝在拖車(chē)和小貨車(chē)上，供家庭和企業(yè)的地基排水管道使用。動(dòng)力源通常是氣冷設計的柴油機，如功率為33kW的赫茲牌（Hatz）或里斯特（Lister）牌。它們體形小巧而且輕便，但是噪聲比其他可選的水冷式柴油機要大得多。上述這兩種柴油機都適于安裝在中等規格的小貨車(chē)或拖車(chē)機組上。因為水箱的容量有限，清洗人員會(huì )向當地的水管理部門(mén)申請使用輸水管為水箱加水，容許他們在加裝閥門(mén)和水表的條件下臨時(shí)連接主要的供水管道。通常自來(lái)水公司會(huì )根據其使用的水量，向其收取一筆費用。

圖5-26輕型市政排水清潔系統

（注意放在機組后面的卷盤(pán)和控制臺，使得工作人員很容易能夠得到。）

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*輕型排水和下水道清洗機組，如圖5-26所示。這種機組被市政和高速公路部門(mén)廣泛用于市內和小型高速公路的排水和下水道的清洗工作。這種機組通常會(huì )附加污泥抽取設備和貯存設備，卡車(chē)上裝有供水的水箱和軟管卷盤(pán)。水泵的能量由車(chē)上主發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力輸出裝置（PTO）提供，最高達60kW，或者由一個(gè)輔助發(fā)動(dòng)機（獨立的柴油發(fā)動(dòng)機）提供。安裝在小貨車(chē)上的清洗機組還可以設一個(gè)遙控裝置。

*重型下水道清洗機組。圖5-27給出了一個(gè)范例，典型的規格包括：

*三柱塞泵，提供在1.8×10?Pa的壓力下280L/min的流量（功率88kW）。

*前置或后置水壓軟管卷盤(pán)，附加100m長(cháng)的25mm孔徑軟管。

圖5-27一個(gè)承包商的重型排水/下水道清洗機組，包括吸入系統和可擺動(dòng)卷盤(pán)

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一可擺動(dòng)式吸管和真空泵，用于清除污物和殘渣。

一干凈的水，以及最大容量為7000L的水箱。

—操作控制臺，通常為了方便起見(jiàn)放在靠近軟管卷盤(pán)的地方。

—廢水循環(huán)系統，以延長(cháng)可工作時(shí)間。

—獨立的柴油發(fā)動(dòng)機，以驅動(dòng)泵組。

一后門(mén)傾倒裝置以卸載殘渣。

—消音設計，使得在“建成區”內工作的時(shí)候，機器發(fā)出的噪聲能降到最低。

這種類(lèi)型的機組在高速公路、市中心和大型工業(yè)區等處被廣泛地使用，以處理一些較頑固的污垢和直徑最大為1m的巨型下水道。

由于這套裝置的功率強大，效率很高，因此在很短時(shí)間內就可以清理掉數噸的下水道殘渣。一般都有附加的水箱以提供清洗用水，特別是在高速公路的清洗工程中。

（5）地上排水管道清洗——脈沖式斷續噴射

在排水管清洗應用中，人們使用一項獨特的技術(shù)——脈沖式斷續流量技術(shù)（參見(jiàn)第五節）——對延長(cháng)的地上排水管道進(jìn)行清洗。

在那些有大片土地位于海平面以下的國家來(lái)說(shuō)（如荷蘭、英國的東盎格魯地區等），陸地排水是必需的。通常這些地方的田地被許多小的人工運河所分隔。這些運河的功能是把每一塊田地下面的一系列排水管道里的水收集起來(lái)。而排水管道布置在兩條運河之間，可以長(cháng)達300m，但是會(huì )經(jīng)常被細小的污泥堵塞。

常規清洗技術(shù)的最大有效距離一般認為是100m，視泵的大小而定。限制因素包括可使用的功率，軟管和水的重量，軟管和排水管之間的摩擦等。值得注意的是，一般在這些土地上公路都很少而且間隔很遠，通常只能使用拖拉機作為運輸工具。這使得運送清洗工具車(chē)輛的尺寸和重量都受到限制。但是當人們使用以前聯(lián)合國的Unimog型越野卡車(chē)時(shí)，這個(gè)問(wèn)題就迎刃而解了。如圖5-28所示，這部車(chē)上安裝了一個(gè)三缸柱塞泵，工作壓強為1.8×10?Pa，要達到最大流量50L/min，需要的功率為20kW。

泵由卡車(chē)引擎的動(dòng)力輸出裝置驅動(dòng)，帶一個(gè)液壓驅動(dòng)的卷盤(pán)（150m，直徑為19.05mm的軟管），有需要的話(huà)還可以再延長(cháng)20m的軟管。一個(gè)1500L的水箱負責提供清洗用水。

人們從兩邊的運河操作脈沖式噴射設備，把管嘴向中間推進(jìn)超過(guò)150m，脈沖式作用的好處除了更大的沖擊力以外，還有就是能夠把軟管隔一段時(shí)間就從排水管底部升起一下，使得管嘴能推進(jìn)更遠的距離。

圖5-28Unimog地上排水管?chē)娚淝逑礄C組

（6）油罐汽車(chē)/容器清洗

這是另一種中壓清洗應用技術(shù)。由于只需要使用更少的水量就可以清除頑固的污垢，這種技術(shù)正受到越來(lái)越多的油罐清洗公司的青睞。目前日益上漲的清潔水和污水處理費用已經(jīng)成為了清洗公司的重要考慮因素之一。油罐汽車(chē)的清洗需要一些通用的清洗系統，其可處理的污垢范圍從食物級別到橡膠、乳液聚合物和樹(shù)脂等。規模更大的清洗服務(wù)點(diǎn)通?？梢蕴峁┑蛪汉椭袎呵逑聪到y兩種選擇。高壓清洗裝置目前也開(kāi)始在一些清洗服務(wù)點(diǎn)配備，這些服務(wù)點(diǎn)從策略方面的考慮出發(fā)，一般布置在港口和重型綜合化學(xué)企業(yè)附近。

大部分油罐汽車(chē)的清洗服務(wù)點(diǎn)還可以處理ISO標準油罐/容器。這些容器通常只有一個(gè)清洗入孔，因此需要更大的水流量以產(chǎn)生足夠的沖力，來(lái)清除容器末端的污垢。標準的油罐汽車(chē)內部分成3到4個(gè)隔間，比較容易清洗。

圖5-29一個(gè)典型的油罐汽車(chē)清洗服務(wù)點(diǎn)

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一個(gè)標準的；使用中壓清洗系統的多隔間容器清洗服務(wù)點(diǎn)（圖5-29）應包括下面的設備：

柱塞泵，每一個(gè)的工作壓力為1.5×10?Pa，流量100L/min（功率30kW）。主要是根據程序需要提供冷熱水的輸送，一個(gè)典型的泵系統如圖5-30所示。

圖5-30中壓清洗系統，用于油罐汽車(chē)/過(guò)關(guān)檢查清洗

一個(gè)鍋爐，能夠以80°C的溫度提供流量為800L/min的水流，同時(shí)還可以提供蒸汽以供清洗和軟化一些半固體污垢，如重油等。

化學(xué)藥劑定量添加系統和貯存箱，以?xún)Υ媲鍧崉?、石蠟和其他添加劑?/span>

一個(gè)中央PLC控制單元，用來(lái)控制每一個(gè)清洗隔間的污水獨立循環(huán)?？刂品秶ㄋ畨?水流量，溫度，化學(xué)添加劑濃度（如果需要的話(huà)），以及水循環(huán)的次數。某些特殊客戶(hù)，特別是在食品和飲料工業(yè)里，需要一份數據記錄以確保清潔。這份記錄包括油罐汽車(chē)制造商，運送油罐的司機，清洗日期及時(shí)間和實(shí)際清洗狀況等。

中壓雙軸噴頭，電力驅動(dòng)。

特制的鋼架，包括一個(gè)通道、水管、軟管，以及操作噴頭的裝置。

一套記錄系統，可以詳細地記錄污水處理量和污水的化學(xué)成分。

（7）多車(chē)輛清洗系統

除了手動(dòng)噴槍以外，對于工作人員來(lái)說(shuō)還有效率更高的方法來(lái)處理多車(chē)輛清洗。該系統的設計里有一個(gè)包括很多噴桿的簾狀結構，可以覆蓋上下前后各個(gè)方向，車(chē)輛就在這條水簾中移動(dòng)。一系列的扇型噴頭確保了水簾的全方位覆蓋。這些噴頭噴灑壓力可達10?Pa，總流量最高90L/min，可以使用冷水或者熱水，添加或不添加清潔劑。其他更復雜一些的車(chē)輛清洗系統使用噴灑噴頭和旋轉刷子的聯(lián)合設計，正如在洗車(chē)業(yè)使用的更小一些的類(lèi)似系統那樣。

（8）軟箱清洗系統

所謂“軟箱”是一種世界通用的運輸大量液體產(chǎn)品的獨特而且成本低廉的方法。它其實(shí)是一個(gè)耐磨的重型橡膠容器，當內空的時(shí)候可以折成一個(gè)扁平外殼，這樣運輸起來(lái)只需要硬質(zhì)容器的一小部分成本。軟箱里裝的貨物一般分為酒類(lèi)和乳膠類(lèi)，而后者通常是最難清洗的。通常在氣密條件下，乳膠只需一條軟管加上輸送管就可以被清除掉。但是一旦密封失效，在數分鐘之內乳膠就會(huì )接觸空氣而固化。制造商建議采取如下的方法進(jìn)行處理和清洗：

當一個(gè)空的軟箱從貨箱里拿出來(lái)時(shí)，應該被放在平坦的表面上。絕對不要拖著(zhù)軟箱從粗糙的地面或混凝土經(jīng)過(guò)。在清洗過(guò)程中軟箱應該始終保持膨脹狀態(tài)，內部的氣壓不應超過(guò)350mm（14in）水位表壓力。清洗時(shí)軟箱可以放在一個(gè)腳手架或者支架上面，以保持其入孔位于最下方。譚洗用的溶液或清水通過(guò)一個(gè)旋轉噴頭泵入，其壓力視軟箱里所裝過(guò)的貨物而定。對于插類(lèi)或類(lèi)似的貨物，只需要用50.8mm旋轉噴頭以6×10??8×10?Pa的低壓就可以清洗干凈。但是，乳膠污垢常常需要用到小型電動(dòng)雙軸噴頭，以最大允許壓力1.3×10?Pa加上20L/min的流量進(jìn)行清洗。無(wú)論是酒類(lèi)還是乳膠，噴頭都應該通過(guò)軟箱的清洗接口伸到軟箱的內部進(jìn)行清洗。所有的清洗液在使用前都應該事先咨詢(xún)軟箱的制造商或委托人，以確認能否適用于這種類(lèi)型的軟箱清洗。

清洗須知：

根據軟箱所需要裝運的貨物，清洗完畢以后可能需要進(jìn)行除濕處理，以及除掉所有的殘留清洗劑。

乳膠污垢在清洗時(shí)，必須防止內部接觸空氣超過(guò)20min（即在污垢固化以前〉。否則清洗工作將變得非常困難。

軟箱的外表可以通過(guò)在手噴槍上加裝扇型噴嘴來(lái)進(jìn)行清洗，可能需要加清洗劑。對于某些敏感貨物，必須采取一定的防護措施，以確保清洗液不會(huì )進(jìn)入容器內部。

所有的結合部位都必須檢查是否有損壞和泄漏。一旦在容器外表發(fā)現有肥皂水或清洗液產(chǎn)生的小泡沫，即表示這里可能有細小的泄漏。如果需要修補的話(huà)，必須用防水筆在這里做一個(gè)記號。

裝置和設備要求：

干凈的地毯

大約1m高的腳手架，上面有固定膨脹軟箱的裝置。

空氣壓縮機，再加上25.4mm的BSP陽(yáng)螺紋管接頭，對軟箱打氣時(shí)使用。

壓力計

叉式升降機和提升設備，以提升充氣后的軟箱。

壓力清潔器，能以8×10??13×10?Pa的壓力提供冷水或熱水（80~85°C），以及手動(dòng)噴槍和洗滌劑添加裝置。

電動(dòng)雙軸小型噴頭

低壓泵，4×10??8×10?Pa。

低壓旋轉Troll球形噴頭2個(gè)。

風(fēng)干設備

泄漏檢測及維修設備。

近幾年使用軟箱作為運輸液體的廉價(jià)設備越來(lái)越普遍，這種趨勢無(wú)疑還會(huì )持續下去，因此對軟箱的清洗需要也會(huì )日益增加。