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化工廢水生化處理過程中產(chǎn)生的大量剩余活性污泥需及時排除系統(tǒng)，否則會引起系統(tǒng)活性污泥濃度過高。污泥老化會使溶解氧消耗過高，處理效率下降，二沉池出水懸浮物增高，嚴(yán)重時會導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)的污泥處于內(nèi)源呼吸而解體，形成新的溶解性CODcr，影響系統(tǒng)出水達(dá)標(biāo)排放。剩余活性污泥的處置一般經(jīng)過重力濃縮、化學(xué)調(diào)理、壓濾成泥餅，然后袋裝外運(yùn)或進(jìn)行其他處置。

廢水生化處理裝置過去一般采用板框壓濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)、離心脫水機(jī)壓濾剩余活性污泥。疊螺式壓濾機(jī)從上世紀(jì)90年代就已經(jīng)在東南亞、俄羅斯、美國、歐洲等地區(qū)廣泛使用，2007年我國大陸市場才有使用。本文介紹了疊螺式壓濾機(jī)的現(xiàn)場實(shí)際工業(yè)應(yīng)用情況，以驗證疊螺式壓濾機(jī)在處理化工廢水生化處理系統(tǒng)剩余活性污泥方面的效果。

中國石化南化公司綜合污水處理裝置始建于2007年6月，以生化處理為主，主要處理苯化工、煤化工和精細(xì)化工廢水，包括合成氨、煤制氫、苯胺、環(huán)己酮、橡膠防老劑生產(chǎn)廢水等。生化處理一期采用流動床生物反應(yīng)處理工藝，對以苯為原料的有機(jī)精細(xì)化工生產(chǎn)裝置經(jīng)一級處理和預(yù)處理后的尾水進(jìn)行綜合處理，使廢水達(dá)標(biāo)排放，設(shè)計日處理水量8000t。生化處理二期改造建成于2013年7月，在原有綜合污水處理裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行大規(guī)模擴(kuò)容。二期裝置主要由預(yù)處理單元、生化處理（A/O）單元以及污泥處理單元組成，新線采用管式微孔曝氣處理技術(shù)，處理量提升至日處理15600t，在原有一期基礎(chǔ)上進(jìn)一步處理煤化工等工藝單元的廢水，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

在2013年實(shí)施的改造工程中，由于新工藝剩余污泥產(chǎn)量加大，而原現(xiàn)場使用的帶式轉(zhuǎn)筒濃縮脫水一體機(jī)存在設(shè)備主體部件缺陷等問題。因此，在調(diào)研及中試的基礎(chǔ)上決定將原帶式壓濾機(jī)改型為疊螺式污泥壓濾機(jī)。經(jīng)過改造解決了原先運(yùn)行中的諸多問題，剩余污泥處理系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性大為增強(qiáng)。

1 疊螺式壓濾機(jī)的工作原理及特點(diǎn)

1.1 工作原理

疊螺式污泥壓濾機(jī)的設(shè)備組成：污泥泵、計量槽、絮凝混合槽和脫水機(jī)主體。全部的脫水流程都可以由電控柜（或PLC）來實(shí)現(xiàn)全自動化運(yùn)作，與投藥設(shè)備、污泥輸送設(shè)備實(shí)現(xiàn)聯(lián)動，達(dá)到24h自動運(yùn)行。脫水機(jī)主體由游動環(huán)、固定環(huán)、螺旋軸3部分組成，每2片固定環(huán)中間是1片游動環(huán)，層層相疊，螺旋軸貫穿其中。

混合液通過進(jìn)料口自流進(jìn)入疊螺式壓濾機(jī)的濾筒，濾筒由固定碟片與活動疊片交替組裝而成。在螺旋軸旋片的推動力作用下物料向出料口端移動，由于螺旋軸旋片之間的螺距逐漸縮小，因此，污泥所受的壓力逐漸增大，在壓差作用下開始脫水，自由態(tài)水分從活動板與固定板的過濾間隙流出。由于螺旋軸旋片的直徑大于活動板的孔徑，當(dāng)螺旋軸旋片轉(zhuǎn)動時帶動活動板一起轉(zhuǎn)動，設(shè)備依靠活動板與固定板之間的相對運(yùn)動實(shí)現(xiàn)自清洗功能，防止過濾間隙堵塞；泥餅經(jīng)過充分脫水后在螺旋軸的推動作用下從卸料口排出。由于固定板與活動板之間始終有相對運(yùn)動，因此總有部分細(xì)小污泥顆粒隨水從縫隙中被擠出。為了防止溢出污泥顆粒在濾桶表面沉積，設(shè)置了自動噴水沖洗系統(tǒng)，定期對濾筒表面進(jìn)行噴淋清洗，維持濾筒表面的清潔。所得泥餅的含水率在78%～85%，固體回收率達(dá)95%以上，螺旋軸轉(zhuǎn)速2～3r/min，無振動、無噪音，可在低濃度條件下直接脫水。

疊螺式壓濾機(jī)的出水總存在一定濁度，由于過濾出水回到生化系統(tǒng)，因此，過濾液有一定濁度是允許的。固定板與活動板的間隙在出廠時已經(jīng)固定，不能隨意調(diào)整，可以通過調(diào)整背壓板的間隙和進(jìn)料量來調(diào)整壓濾泥餅的含水率。

1.2 疊螺式壓濾機(jī)與傳統(tǒng)壓濾機(jī)特點(diǎn)比較

以濾布為過濾介質(zhì)的板框過濾機(jī)和帶式過濾機(jī)在壓濾時，利用施加在泥餅上的擠壓力，實(shí)現(xiàn)污泥顆粒與自由態(tài)水的分離，脫水效果與作用壓強(qiáng)和作用時間有關(guān)，泥餅受力方向與脫水流動方向相反。這類壓濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是脫水效果好，缺點(diǎn)是濾布易堵塞、清理麻煩、對含油或膠體的污泥的壓濾堵塞更嚴(yán)重。該裝置原先使用帶式壓濾機(jī)，由于機(jī)器傳動部件多，故障率一直較高，且生化污泥中的黏性物質(zhì)和極細(xì)灰粒易堵塞濾帶，過濾效率隨使用期限衰減明顯，實(shí)際出泥量偏小，濾液中含固量高，濾液回用后造成均質(zhì)池內(nèi)死泥多，懸浮物高，影響到生化系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

離心脫水是利用作用在污泥上的離心力，實(shí)現(xiàn)污泥顆粒與自由態(tài)水的分離，脫水效果與污泥顆粒和水的密度差相關(guān)，泥餅的受力方向與脫水流動方向垂直。該方法的缺點(diǎn)是噪音大、能耗高，當(dāng)污泥顆粒與水的密度差較小時，脫水效果差，細(xì)小顆粒在濾網(wǎng)內(nèi)側(cè)積聚形成致密層，增加了自由態(tài)水分離阻力，對黏性污泥的壓濾不適用。

疊螺式壓濾采用的是薄層脫水原理，每次的機(jī)械力只施加在一層薄泥餅上，使污泥中的自由態(tài)水以較短的距離、較快的速度從泥中分離，泥餅的受力方向與水的流動方向相同。因此，疊螺式壓濾機(jī)的能耗低。由于疊螺式壓濾機(jī)是濾筒式結(jié)構(gòu)，因此，可以根據(jù)處理物料量的大小，選用一組或多組并聯(lián)機(jī)組。由于疊螺式壓濾機(jī)具有自清洗功能，特別適用于黏性污泥的壓濾。

幾種壓濾機(jī)的基本特性對比如下：

2 疊螺式壓濾機(jī)應(yīng)用情況

2.1 生產(chǎn)應(yīng)用裝置

工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中采用江蘇某環(huán)?？萍加邢薰井a(chǎn)的303疊螺式污泥壓濾機(jī)，處理量（干基）90～180kg/h，當(dāng)污泥質(zhì)量濃度為5g/L時，可以處理混合液18～36m3/h。外形尺寸3605mm×1690mm×1600mm，總功率1.95kW。材質(zhì)為304型不銹鋼。

2.2 剩余活性污泥

化工生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)的剩余活性污泥經(jīng)過污泥濃縮池濃縮后的質(zhì)量濃度為3～10g/L，溶解性CODcr為100～150mg/L，污泥中含有橡膠防老劑生產(chǎn)中的殘余微小黏性顆粒和煤化工生產(chǎn)中的殘余細(xì)灰顆粒。

2.3 脫水系統(tǒng)情況

剩余活性污泥排至剩余污泥池，原料污泥從剩余污泥池底部通過污泥輸送泵送至絮凝混合槽，從其底部進(jìn)入絮凝混合槽，混合槽上有齒輪減速機(jī)控制攪拌速度。疊螺式污泥壓濾機(jī)的脫水螺桿部分連有齒輪減速機(jī)控制螺桿轉(zhuǎn)動速度。攪拌器頻率及螺桿頻率電控柜內(nèi)有電子顯示器。螺桿脫水部分上部有定時噴淋裝置，由箱體側(cè)面電控閥控制。脫水系統(tǒng)包括溶藥、投加、絮凝混合、輸送過程，自動配藥系統(tǒng)將固體陽離子聚丙烯酰胺配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的水溶液，然后用計量泵送至絮凝混合槽與污泥在機(jī)械攪拌作用下發(fā)生絮凝反應(yīng)，通過調(diào)節(jié)計量泵的流量調(diào)節(jié)加藥量，使污泥充分反應(yīng)形成絮狀體，混合液中的水變得清澈透明；混合液通過進(jìn)料口自流進(jìn)入疊螺式壓濾機(jī)的濾筒進(jìn)行污泥脫水。

2.4 檢測方法

污泥濃度采用重量法測定，CODcr采用重鉻酸鉀法測定。泥餅含水率分析方法：稱取約10g（精確至0.0002g）試樣于水分快速測定儀中，從室溫開始升溫加熱，在（105±5）℃烘干至恒重。原樣質(zhì)量減烘干后質(zhì)量除以原樣質(zhì)量即為樣品含水率。

3 應(yīng)用結(jié)果

在中試試驗的基礎(chǔ)上，利用疊螺式污泥壓濾機(jī)對南化公司化工生產(chǎn)廢水生化處理系統(tǒng)的剩余活性污泥進(jìn)行現(xiàn)場脫水工業(yè)應(yīng)用。從現(xiàn)場壓濾機(jī)運(yùn)行狀況可以看出，背壓板的縫隙由5mm調(diào)整至3mm，壓出的泥餅變薄，泥餅含水率由86.2%降至82.1%，可以滿足環(huán)保部門要求的生化污泥袋裝外運(yùn)要求。

303型疊螺式壓濾機(jī)的總功率1.95kW，1h產(chǎn)生含水率82.1%的泥餅約0.6t，1t泥餅的壓濾費(fèi)用約為2.5元。

疊螺式污泥壓濾機(jī)在正常工作時間運(yùn)轉(zhuǎn)（8h/d），游動環(huán)可以使用3～4年，螺旋軸可以使用11年，后根據(jù)實(shí)際使用情況定期更換。

與原先使用的轉(zhuǎn)筒帶式機(jī)進(jìn)行部分主要參數(shù)比較：

由上表可知：疊螺式壓濾機(jī)較轉(zhuǎn)筒帶式機(jī)更適用于帶黏性物質(zhì)和極細(xì)灰粒剩余污泥的壓濾?，F(xiàn)場壓濾工業(yè)應(yīng)用過程表明，疊片不堵塞，濾液含固量極小，工作現(xiàn)場噪音小，能耗低，日常保養(yǎng)維護(hù)簡便，可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，無需專人值守，節(jié)約人工成本。泥餅含水率能夠滿足當(dāng)前環(huán)保部門生化污泥袋裝化的要求，同時，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性明顯。按疊螺式壓濾機(jī)年運(yùn)行2000h計，年處理絕干污泥量214.8t，在節(jié)電方面，相當(dāng)于年節(jié)電約27.7×104kWh；在節(jié)水方面，疊螺式壓濾機(jī)沖洗水量非常小，比使用轉(zhuǎn)筒帶式機(jī)年節(jié)水約87萬t（原沖洗水大部分已使用生化出水回用）。

4 結(jié)論

實(shí)際工業(yè)應(yīng)用情況表明，疊螺式污泥壓濾機(jī)完全能夠處理較為復(fù)雜的多種混合化工廢水生化處理產(chǎn)生的剩余污泥。

根據(jù)實(shí)際情況，疊螺式污泥壓濾機(jī)在脫水過程中產(chǎn)生的濾液比較清澈，基本無跑泥現(xiàn)象；擠壓出的泥餅成型，方便泥餅的后續(xù)袋裝化運(yùn)輸及處理。

疊螺式污泥壓濾機(jī)經(jīng)過近3年的實(shí)際應(yīng)用運(yùn)轉(zhuǎn)，事實(shí)表明該脫水設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，能夠?qū)崿F(xiàn)自動運(yùn)轉(zhuǎn)，一定程度上減輕了現(xiàn)場操作工人的勞動強(qiáng)度。而且在運(yùn)行過程中該脫水機(jī)基本無噪音、無振動，一定程度上改善了現(xiàn)場的工作環(huán)境。

與其他脫水機(jī)比較，疊螺式污泥壓濾機(jī)在用電和用水方面都比其他機(jī)型節(jié)省，特別是用電量方面，一年可以節(jié)約大量的運(yùn)行成本。由于其獨(dú)特的脫水原理，無振動，無噪音，大大改善了現(xiàn)場工人的操作環(huán)境。脫水過程中固定環(huán)與游動環(huán)之間是做上下左右的切割運(yùn)動，保證了設(shè)備在運(yùn)行過程中不會堵塞，安裝方便，操作簡單。

實(shí)踐證明，在化工廢水生化處理系統(tǒng)剩余污泥壓濾過程中，疊螺式污泥壓濾機(jī)與其他脫水機(jī)比較，省錢、省心、省力、省時，在運(yùn)行過程中帶來了安全、安靜、安適、安心的工作環(huán)境。