污泥處理是指對污泥進行濃縮、調(diào)治、脫水、穩(wěn)定、干化或焚燒的加工過程。近年來，隨著環(huán)保力度的加強和人們對已有污泥處理技術局限性的進一步認識，世界各國都在投入重金研發(fā)新技術，爭取找到更經(jīng)濟、更合理的污泥處理方案。污泥處理市場未來幾年具有廣闊的發(fā)展前景。
為了滿足對污泥處理要求的不斷提升，2013年5月，天津鋼管公司東麗排水管理處污水處理中心對系統(tǒng)內(nèi)部的脫水機組進行了大規(guī)模的設備更新和改造。淘汰了美國的NP型帶式壓濾機，引進世界上高品質(zhì)的疊螺式污泥脫水機，可以連續(xù)壓濾大量的污泥。本次脫水機的更新?lián)Q代，大大提高了泥餅的含固率和脫水效率。本文首先介紹疊螺式污泥脫水機的工作原理，然后將近兩年在日常運行維護中遇到的常見問題和探索的處理措施做以下闡述。
1 起源發(fā)展
過濾設備出現(xiàn)在十九世紀歐洲工業(yè)革命時期，問世的工業(yè)過濾設備有壓濾機、葉濾機和螺旋過濾機等。
螺旋過濾機又稱螺旋擠壓脫水機，二十世紀六十年代首先出現(xiàn)于德國，隨后前蘇聯(lián)、瑞典、美國等國也相繼制造該種過濾機，并應用在榨油和魚肉磨碎后的碎肉壓榨脫水、魚、蝦廢料過濾中，近年來更是在污泥脫水以及其它工業(yè)流程脫水等領域得到了廣泛的應用。
早期時，螺旋過濾機在過濾魚、蝦等廢料時發(fā)現(xiàn)這樣一種情況，過濾開始時，入料經(jīng)過擠壓，濾出液從濾網(wǎng)流出。但過濾一段時間后濾液就停止流動了，濾餅也不會從卸料口排出，其主要原因是物料濃度增大，由于濾網(wǎng)結構原因?qū)е逻^濾效率降低而出現(xiàn)了堵塞。
隨著螺旋過濾技術的發(fā)展，為了避免出現(xiàn)堵塞的問題，上世紀七十年代在德國等歐洲國出現(xiàn)了一張新型的濾網(wǎng)結構，如柵條濾網(wǎng)結構、動定環(huán)過濾結構等。其中動定環(huán)結構濾網(wǎng)就是在螺旋軸上套滿多重環(huán)片，所套環(huán)片分兩種：固定環(huán)片和活動環(huán)片。固定環(huán)與活動環(huán)相互間隔，具有一定過濾間隙，通過活動環(huán)與固定環(huán)環(huán)片間物料的摩擦，對物料擠出產(chǎn)生促進作用大于阻礙作用的摩擦力，從而提高物料的過濾分離效果，避免了高粘度物料的堵塞現(xiàn)象。
例如德國的達姆施塔特工業(yè)大學、FAN公司及美國的LYCO公司生產(chǎn)的適用于漁業(yè)、農(nóng)場等領域的動定環(huán)濾網(wǎng)結構螺旋過濾設備----疊螺式污泥脫水機雛形開始推出，能很好地避免因堵塞產(chǎn)生的問題，并因此在漁業(yè)、食品業(yè)發(fā)達的日本、韓國等國開始得到推廣。
近年來，疊螺式污泥脫水機在我國也得到了發(fā)展、創(chuàng)新和推廣，由于疊螺式污泥脫水機易分離，不堵塞的特點，目前已廣泛應用在市政污水處理及工業(yè)廢水處理、石油化工、醫(yī)藥、防治、冶金、食品飲料、礦山等眾多領域。
隨著各種新材料與控制技術的發(fā)展，國內(nèi)一些公司也在原有基礎上進行了一些創(chuàng)新、改進，如針對螺旋軸的改進、無磨損結構、行業(yè)專用機型等。
2 工作原理
2.1 濃縮
當螺旋推動軸轉(zhuǎn)動時，設在推動軸外圍的多重固活疊片相對移動，在重力作用下，水從相對移動的疊片間隙中濾出，實現(xiàn)快速濃縮。
2.2 脫水
經(jīng)過濃縮的污泥隨著螺旋軸的轉(zhuǎn)動不斷往前移動；；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，在螺旋推動軸依次連續(xù)運轉(zhuǎn)推動下，污泥中的水分受擠壓排出，濾餅含固量不斷升高 ，實現(xiàn)污泥的連續(xù)脫水。
2.3 自清洗
螺旋軸的旋轉(zhuǎn)，推動游動環(huán)不斷轉(zhuǎn)動，設備依靠固定環(huán)和游動環(huán)之間的移動實現(xiàn)連續(xù)的自清洗過程，從而巧妙地避免了傳統(tǒng)脫水機普遍存在的堵塞問題。
3 構造原理
脫水機的疊螺主體是由固定環(huán)和游動環(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小。
螺旋軸的旋轉(zhuǎn)在推動污泥從濃縮部輸送到脫水部的同時，也不斷帶動游動環(huán)清掃濾縫，防止堵塞。
4 脫水原理
污泥在濃縮部經(jīng)過重力濃縮后，被運輸?shù)矫撍?，在前進的過程中隨著濾縫及螺距的逐漸變小，以及背壓板的阻擋作用下，產(chǎn)生極大的內(nèi)壓，容積不斷縮小，達到充分脫水的目的。
5 產(chǎn)品優(yōu)勢
5.1 適用廣泛
適用于市政污水、食品、飲料、化工、皮革、焊材、造紙、印染、制藥等行業(yè)的污泥。
適用于高、低濃度污泥的脫水。進行低濃度2000mg/L污泥脫水時，無需建設濃縮池、貯存池、降低建設成本，減少磷的釋放和厭氧臭氣的產(chǎn)生。
5.2 小型設計
設計緊湊，脫水機里面包含了電控柜、計量槽、絮凝混合槽和脫水機主體。
占地空間小，便于維修及更換；重量小，便于搬運。
5.3 不易堵塞
具有自我清洗的功能。不需要為防止濾縫堵塞而進行清洗，減少沖洗用水量，減少內(nèi)循環(huán)負擔。擅長含油污泥的脫水。
5.4 低速運轉(zhuǎn)
螺旋軸的轉(zhuǎn)速約2～3r/min，耗電極低。
故障少，噪音振動小，操作安全。
5.5 操作簡單
通過電控柜，與泡藥機、進泥泵、加藥泵等進行連動，實現(xiàn)24h連續(xù)無人運行。
日常維護時間短，維護作業(yè)簡單。
5.6 經(jīng)久耐用
機體幾乎全部采用不銹鋼材質(zhì)，能夠較大限度延長使用壽命。
更換部件只有螺旋軸和游動環(huán)，使用周期長。
5.7 設計、建設、運行成本縮減
產(chǎn)品規(guī)格多樣，系列齊全，針對不同的處理規(guī)模，可選擇合適的機型，避免大材小用。
機體設計緊湊，濃縮脫水一體化，本身帶有電控柜和污泥絮凝混合槽等輔助裝置，對配套設備兼容性強，便與設計。
小型設計，便于因地制宜，可減少脫水機本身的占地空間和建設成本。
具備污泥濃縮功能，故不需要濃縮及貯存單元，減少污水處理設施整體的占地空間和建設成本。
脫水機主體具有自我清洗功能，故不必為防止污泥堵塞而大量用水清洗。
采用低速螺旋擠壓技術，耗電低。
電控柜設自控裝置，從輸送污泥、注入藥液、濃縮脫水、至排出泥餅，實現(xiàn)24小時全自動連續(xù)無人運行，降低人工費。
6 疊螺式污泥脫水機在運行中的常見問題及處理措施
6.1 脫水后的污泥含水率相對較高
經(jīng)疊螺式污泥脫水機脫出的泥餅含水率較高一直是一項硬傷。為了降低含水率做了一系列的探索和努力，無奈需處理的廢水水質(zhì)會根據(jù)季節(jié)和工藝的變化而產(chǎn)生較大的變化，存在著諸多不可控的因素。因此經(jīng)處理后的污泥也會相應不同。單單靠設備自身的調(diào)節(jié)能力無法保證泥餅的含水率。所以在不同的季節(jié)要人為的進行一些手動調(diào)節(jié)以降低含水率。根據(jù)污泥含水量的不同，手動調(diào)節(jié)設備沖洗水閥門。水量大時關小，水量小時開大，保證了脫水后的泥餅穩(wěn)定合格的含水率。
6.2 進泥管道的堵塞不暢
在脫水過程中，進泥管道堵塞不暢是常見的問題。分析原因有兩點。
其一是污泥中含有大塊的雜物。整個污水的處理過程中，雖經(jīng)大、小格柵和旋流沉沙設備，往往還會有大塊的雜物成為漏網(wǎng)之魚溜進脫水機造成溢流口堵塞冒泥，更有甚者會卡死設備，對疊螺式污泥脫水機的危害很大。溢流口的堵塞只需手動清除大塊雜物即可。然而設備卡死就必須停機拆開設備維修。怎樣避免大塊雜物的進入不是單單一個脫水崗位可以解決的，需要的是各個崗位人員的統(tǒng)一協(xié)作。做法是遇到設備自身無法清除的大塊雜物，各崗位人員務必手動清除，排除隱患。當熱更多的是期待會有更先進的設備能夠更加有效的自動清除大塊雜物。
其二是跟季節(jié)有關的。冬季，尤其是進入零度以下后污泥的流動性會變得很差。這時候重點注意污泥管道的保溫，必須保證污泥有效的流動性。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。此時采取的措施是通過加入回用水引導污泥的流動。雖然在運行中會先有一部分的回用水過來，但是很快就可以將流動性較差的干硬污泥引導過來。此時即可關閉回用水。整個過程還要配合進泥泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)才能夠穩(wěn)定有效的使污泥進入脫水機。水多的情況下進泥泵轉(zhuǎn)速可適當調(diào)快，進泥穩(wěn)定后可恢復正常。
6.3 加藥過程的多發(fā)問題
我們在污水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥，是呈膠狀結構的親水性物質(zhì)。其特點是有機物含量高，顆粒較細，密度小，含水率高，不易脫水，該污泥經(jīng)濃縮后含水率約為95%～97%。為了滿足疊螺式污泥脫水機對污泥處理連續(xù)性工作的要求，必須加藥對污泥進行充分的調(diào)節(jié)，以改善污泥脫水性能。
眾所周知，要使脫出的泥餅成形穩(wěn)固必須加入絮凝劑（聚丙烯酰胺）。目前絮凝劑的添加是按照萬分之二的劑量投入的。為了配合新引進的疊螺式污泥脫水機，新配置了一套自動加藥系統(tǒng)，保證了絮凝劑的穩(wěn)定加入。在運行過程中發(fā)現(xiàn)這套自動加藥系統(tǒng)對水壓的要求非常嚴格。尤其是在設備啟動自動配藥的過程中，如果水壓達不到要求會直接導致藥量過大，無法一下被水溶解，堵塞藥粉入口。如此一來，不但浪費了成本很高的絮凝劑，清理設備和工作空間的工作也十分困難。因此在運行中要求工作人員密切關注自動配藥系統(tǒng)，一旦系統(tǒng)自動配藥，嚴禁大量用水的一切行為。
6.4 一些注意事項
污泥可以說是我們在污水處理中的垃圾，其中含有諸多有害物質(zhì)。長期存于管道會揮發(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。這些氣體無疑都對人類是有害的。所以在污泥的處理過程中我們必須引起足夠的重視，注意做好防護措施。保證自己和他人的安全。
