在環(huán)保意識(shí)深入人心的今天，污泥處理技術(shù)日益為人們所重視，污泥處理是指對污泥進(jìn)行濃縮、調(diào)治、脫水、穩(wěn)定、干化或焚燒的加工過程。隨著環(huán)保力度的加強(qiáng)和人們對已有污泥處理技術(shù)局限性的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，世界各國都在研發(fā)新技術(shù)，爭取找到更經(jīng)濟(jì)、更合理的污泥處理方案。近年來，疊螺式污泥脫水機(jī)在我國得到了發(fā)展、創(chuàng)新和推廣，由于疊螺式污泥脫水機(jī)易分離、不堵塞的特點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用在市政污水處理及工業(yè)廢水處理、石油化工、醫(yī)藥、紡織、冶金、食品飲料、礦山等領(lǐng)域。
污泥是由水和污水處理過程所產(chǎn)生的固體沉淀物質(zhì)，含水率高，可高達(dá)99%，還含有大量促進(jìn)植物和農(nóng)作物生長的氮、磷、鉀等營養(yǎng)成分，肥效較好，經(jīng)過堆肥處理可以達(dá)到穩(wěn)定化、無害化及資源化的目的，但由于有機(jī)物含量高，容易腐化發(fā)臭，并且顆粒較細(xì)，密度較小，呈膠體液態(tài)。它是介于液體和固體之間的濃稠物，可以用泵運(yùn)輸，但它很難通過沉降進(jìn)行固液分離。另外污泥作為堆肥原料，要求原料的含水率為55%，才能進(jìn)行好氧分解，因此污泥脫水處理是必需的。目前污泥脫水設(shè)備主要有板框式脫水機(jī)，在密閉的狀態(tài)下，經(jīng)過高壓泵打入的污泥經(jīng)過板框的擠壓，使污泥內(nèi)的水通過濾布排出，達(dá)到脫水目的；擅長無機(jī)污泥的脫水，且對成型成塊的污泥需再次稀釋后進(jìn)行擠壓。但易堵塞，需要使用高壓泵，不適用于油性污泥的脫水，高濃度污泥需稀釋后泵入，造成前期脫水的浪費(fèi)，難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)運(yùn)行，添加的固體粉末增加了污泥中固體含量，效率低。
本文設(shè)計(jì)了一種連續(xù)自清式疊螺污泥脫水機(jī)，其由固定環(huán)與游動(dòng)環(huán)相互層疊，層疊的間隙由大變小，以增加過水空間；螺旋軸貫穿其中形成的筒狀過濾結(jié)構(gòu)。螺旋軸在輸送污泥的同時(shí)，推動(dòng)游動(dòng)環(huán)做運(yùn)動(dòng)，具有自動(dòng)清潔濾縫的功能，防止環(huán)片堵塞，從而確保脫水機(jī)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行；可連續(xù)式操作，大大縮減前期的設(shè)計(jì)及施工成本。
1 連續(xù)自清式疊螺污泥脫水機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作原理
1.1 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
該設(shè)備主要由疊螺主體、螺旋推進(jìn)器、固定環(huán)、游動(dòng)環(huán)、電機(jī)、固定桿、進(jìn)泥管、沖水管及出液口構(gòu)成。其中疊螺主體是由固定環(huán)和游動(dòng)環(huán)相互層疊，螺旋軸貫穿其中形成的過濾裝置；前段為濃縮部，后段為脫水部；固定環(huán)和游動(dòng)環(huán)之間形成的濾縫以及螺旋軸的螺距從濃縮部到脫水部逐漸變??；螺旋軸的旋轉(zhuǎn)在推動(dòng)污泥從濃縮部輸送到脫水部的同時(shí)，也不斷帶動(dòng)游動(dòng)環(huán)清掃濾縫，以防止堵塞。
設(shè)備運(yùn)行時(shí)，污泥從進(jìn)泥管進(jìn)入濾筒后受到螺旋推進(jìn)器葉片的推送向卸料口移動(dòng)，由于螺旋軸葉的螺距逐漸縮小，因此污泥所受到的壓力也隨之不斷增大，并在壓力的作用下開始脫水，水從固定環(huán)與游動(dòng)環(huán)的間隙流出，同時(shí)設(shè)備依靠固定環(huán)和游動(dòng)環(huán)之間的自清洗功能，清掃過濾間隙防止堵塞，泥餅經(jīng)過脫水后在螺旋推進(jìn)器的推進(jìn)作用下從另一端的卸料口排出，脫出的水由出液口排出。
1.2 工作原理
1.2.1 濃縮
當(dāng)螺旋推動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，設(shè)在推動(dòng)軸外圍的多重固活疊片相對移動(dòng)，在重力作用下，水從相對移動(dòng)的疊片間隙中濾出，實(shí)現(xiàn)快速濃縮。
1.2.2 脫水
經(jīng)過濃縮的污泥隨著螺旋軸的轉(zhuǎn)動(dòng)不斷往前移動(dòng)；沿泥餅出口方向，螺旋軸的螺距逐漸變小，環(huán)與環(huán)之間的間隙也逐漸變小，螺旋腔的體積不斷收縮；在出口處背壓板的作用下，內(nèi)壓逐漸增強(qiáng)，在螺旋推動(dòng)軸依次連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)推動(dòng)下，污泥中的水分受擠壓排出，濾餅含固量不斷升高，實(shí)現(xiàn)污泥的連續(xù)脫水。
1.2.3 自清洗
螺旋軸的旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)游動(dòng)環(huán)不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)備依靠固定環(huán)和游動(dòng)環(huán)之間的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)的自清洗過程，從而巧妙地避免了傳統(tǒng)脫水機(jī)普遍存在的堵塞問題。
2 疊螺式污泥脫水機(jī)在運(yùn)行中常見的問題處理及注意事項(xiàng)
2.1 脫水后的污泥含水率相對較高
經(jīng)疊螺式污泥脫水機(jī)脫出的泥餅含水率較高一直是一項(xiàng)硬傷，因?yàn)榇幚淼膹U水水質(zhì)會(huì)根據(jù)季節(jié)和工藝的變化而產(chǎn)生較大變化，存在著諸多不可控的因素，因此經(jīng)處理后的污泥也會(huì)相應(yīng)不同。單靠設(shè)備自身的調(diào)節(jié)能力無法保證泥餅的含水率，所以在不同的季節(jié)要人為地進(jìn)行一些手動(dòng)調(diào)節(jié)以降低含水率。根據(jù)污泥含水量的不同，人工手動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備沖洗水閥門，水量大時(shí)關(guān)小，水量小時(shí)開大，保證了脫水后的泥餅穩(wěn)定合格的含水率。
2.2 進(jìn)泥管道的堵塞不暢
在脫水過程中，進(jìn)泥管道堵塞不暢是較常見的問題，分析原因有兩點(diǎn)：其一是污泥中含有大塊的雜物，整個(gè)污水的處理過程中，雖經(jīng)大、小格柵和旋流沉沙設(shè)備，往往還會(huì)有大塊的雜物成為漏網(wǎng)之魚溜進(jìn)脫水機(jī)造成溢流口堵塞冒泥，更有甚者會(huì)卡死設(shè)備，對疊螺式污泥脫水機(jī)的危害很大。溢流口的堵塞只需手動(dòng)清除大塊雜物即可。然而設(shè)備卡死就必須停機(jī)拆開設(shè)備維修。采取的做法是遇到設(shè)備自身無法清除的大塊雜物，人工手動(dòng)清除，排除隱患。其二是跟季節(jié)有關(guān)的，冬季尤其是進(jìn)入零度以下后，污泥的流動(dòng)性會(huì)變得很差。這時(shí)候重點(diǎn)注意污泥管道的保溫，必須保證污泥有效的流動(dòng)性。在炎熱的夏季，由于氣溫較高，污泥容易干燥變硬，這是夏季堵管的重要原因。此時(shí)采取的措施是通過加入回用水引導(dǎo)污泥的流動(dòng)。雖然在運(yùn)行中會(huì)先有一部分的回用水過來，但是很快就可以將流動(dòng)性較差的干硬污泥引導(dǎo)過來，此時(shí)即可關(guān)閉回用水。整個(gè)過程還要配合進(jìn)泥泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)才能夠穩(wěn)定有效的使污泥進(jìn)入脫水機(jī)，水多的情況下進(jìn)泥泵轉(zhuǎn)速可適當(dāng)調(diào)快，進(jìn)泥穩(wěn)定后可恢復(fù)正常。
2.3 注意事項(xiàng)
一是在污水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥，是呈膠狀結(jié)構(gòu)的親水性物質(zhì)，其特點(diǎn)是有機(jī)物含量高、顆粒較細(xì)、密度小、含水率高、不易脫水，該污泥經(jīng)濃縮后含水率為95%～97%，為了滿足疊螺式污泥脫水機(jī)對污泥處理連續(xù)性工作的要求，必須加入絮凝劑（聚丙烯酰胺）對污泥進(jìn)行充分的調(diào)節(jié)，以改善污泥脫水性能；二是污泥中含有諸多有害物質(zhì)，長期存于管道會(huì)揮發(fā)出許多有害氣體，諸如硫化氫、氰化氫、一氧化碳、氯氣、二氧化氯、甲烷、氫氣等。在這些氣體中硫化氫、氰化氫和一氧化碳屬于有毒氣體，氯氣、二氧化氯屬于腐蝕性氣體，而甲烷和氫氣屬于易燃易爆氣體。這些氣體對人類是有害的，所以在污泥的處理過程中必須引起足夠的重視，注意做好防護(hù)措施，保證自己和他人的安全。
3 裝置試運(yùn)行
試運(yùn)行于2019年4月15日，在揚(yáng)州茂源環(huán)?？萍加邢薰具M(jìn)行，試驗(yàn)介質(zhì)為污水處理池污泥，檢測表明該污泥脫水前含水率為97%～99%，泥餅含水率為71%～86%，密度約為1.1g/cm3，TDS（總?cè)芙夤腆w）質(zhì)量濃度為73650mg/L，氯離子濃度為45610mg/L，污泥處理量為20m3/h，經(jīng)試驗(yàn)，脫水后的污泥含水率≤80%，滿足車載外運(yùn)處置要求。
4 結(jié)論
（1）連續(xù)自清式疊螺污泥脫水機(jī)試運(yùn)行表明：該裝置對生活廢水產(chǎn)生的剩余活性污泥具有良好的適應(yīng)性，能夠穩(wěn)定地控制污泥含水率在80%以內(nèi)，滿足了城鎮(zhèn)車載外運(yùn)處置要求，有效降低了污泥的環(huán)境危害和風(fēng)險(xiǎn)，是一種理想的污泥脫水裝置。
（2）相比于其它類型的脫水機(jī)，疊螺脫水機(jī)設(shè)計(jì)新穎，構(gòu)造特殊，克服了常規(guī)壓濾機(jī)容易堵塞、濾布難清理或者噪聲大、能耗高的問題且保證脫水機(jī)能夠穩(wěn)定連續(xù)式工作。此外還簡化了藥劑投加設(shè)備及輔助設(shè)施，從而簡化了工藝流程，具有相對投資低、占地面積小、運(yùn)行費(fèi)用低、自動(dòng)化程度高、適用污泥濃度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
