許 翔，袁東輝，牛寅龍

（中建三局第一建設(shè)工程有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430040）

0 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，人們的生活水平得到極大提升，但伴隨而來的環(huán)境污染問題也愈發(fā)嚴(yán)重。生活污水與垃圾的隨意排放、農(nóng)用化肥污染、工業(yè)廢水排放管理不到位等因素，導(dǎo)致越來越多的污染物、有害物質(zhì)進(jìn)入江河湖泊，造成水體黑臭現(xiàn)象屢見不鮮。為改善水體環(huán)境，國家相繼出臺(tái)了《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》等多條舉措，重抓“黑臭水體”治理。

現(xiàn)今黑臭水體的主要治理手段為：截污斷流、內(nèi)源控制、生態(tài)修復(fù)等。其中，內(nèi)源控制的重要手段是清理水底污泥，減少污泥中污染物的釋放，增強(qiáng)水體動(dòng)力。清淤出的底泥因常年污染沉積，具有產(chǎn)量大、含水率高、氣味特殊、易腐爛等特點(diǎn)，如何快速對(duì)污泥進(jìn)行脫水、固化與盡早處置是當(dāng)前亟需解決的重要問題。

1 污泥脫水設(shè)備的發(fā)展

脫水設(shè)備的使用能加快污泥脫水效率，為污泥脫水的主要手段。早些年，污泥脫水設(shè)備主要用于城市污水處理廠，按其工作原理可分為三大類：板框式、帶式、離心式。機(jī)械脫水后，泥餅的含水率可達(dá)75%～85%，板框式脫水機(jī)可達(dá)65%。因其服務(wù)對(duì)象主要為城市污水廠，故該3類脫水機(jī)均具有以下特點(diǎn)：①單位時(shí)間處理量低；②設(shè)備占地面積大；③設(shè)備需固定式安裝。

隨著行業(yè)內(nèi)對(duì)江河湖海污泥的脫水需求不斷加大，需要脫水設(shè)備小型化、靈活化與處理高效化。早些年用于城市污水處理廠的脫水設(shè)備已不能滿足江河湖海污泥的脫水需求。應(yīng)市場需求，新型污泥脫水機(jī)已有企業(yè)進(jìn)行研制。本文主要對(duì)超高壓壓榨機(jī)、疊螺式污泥脫水機(jī)、串螺式污泥脫水機(jī)3種新型污泥脫水機(jī)從工作原理、工作效果及效率、設(shè)備尺寸等方面進(jìn)行對(duì)比分析。

2 新型污泥脫水機(jī)介紹

2.1 超高壓壓榨機(jī)

超高壓壓榨機(jī)對(duì)傳統(tǒng)隔膜壓濾機(jī)進(jìn)行大幅改進(jìn)，無需另外的二次壓榨增壓設(shè)備及壓榨介質(zhì)，壓縮比大，受力直接，壓力高，工作周期短，生產(chǎn)效率相當(dāng)于傳統(tǒng)隔膜壓濾機(jī)的3～4倍，可廣泛應(yīng)用于污泥深度脫水、河道清淤、化工、制藥、食品、煤礦、冶金等領(lǐng)域（見圖1）。其具有如下技術(shù)特點(diǎn)。

圖1 超高壓壓榨機(jī)

1）設(shè)備彈簧壓縮行程大，其壓縮比也大于隔膜壓濾機(jī)，因此二次壓榨壓力大，降低進(jìn)料過濾負(fù)荷，工作周期短。

2）壓榨方式為平行擠壓，無死角，而隔膜壓濾機(jī)為半圓弧狀擠壓，受力不均，且具有凸點(diǎn)，占用有效過濾面積。

3）壓力直接來自液壓油缸的壓力，為直接壓榨，壓榨壓力可達(dá) 5～7MPa。

4）單批次工作周期為1.0～1.5h，工作效率為隔膜壓濾機(jī)的3～4倍。

5）共用1臺(tái)液壓系統(tǒng)，不需要外加增壓設(shè)備，而隔膜壓濾機(jī)必須有配套水箱、空壓泵、壓榨水泵、空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐等壓榨輔助設(shè)施。

6）因過濾面積遠(yuǎn)小于隔膜壓濾機(jī)，因此濾布用量也相應(yīng)少很多，可大幅降低濾布更換維護(hù)成本。

2.2 疊螺式污泥脫水機(jī)

疊螺式污泥脫水機(jī)集全自動(dòng)控制柜、絮凝調(diào)質(zhì)槽、污泥濃縮脫水本體及集液槽于一體，可在全自動(dòng)運(yùn)行條件下實(shí)現(xiàn)高效絮凝，并連續(xù)完成污泥濃縮和壓榨脫水工作，最終將收集的濾液回流或排放（見圖2）。

圖2 疊螺式污泥脫水機(jī)工作原理

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(duì)移動(dòng)，在重力作用下，水從相對(duì)移動(dòng)的疊片間隙中濾出，實(shí)現(xiàn)快速濃縮。

2）脫水 經(jīng)過濃縮的污泥隨螺旋軸的轉(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，最終實(shí)現(xiàn)污泥的連續(xù)脫水。

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)自清洗過程，從而避免了傳統(tǒng)脫水機(jī)普遍存在的堵塞問題。

疊螺式污泥脫水機(jī)可廣泛用于市政污水處理工程，以及石化、輕工、化纖、造紙、制藥、皮革等工業(yè)行業(yè)的水處理系統(tǒng)。

2.3 串螺式污泥脫水機(jī)

串螺脫水本體是由固定環(huán)和活動(dòng)環(huán)相互層疊，2根螺旋軸貫穿其中形成的過濾腔體，活動(dòng)環(huán)在外部驅(qū)動(dòng)和導(dǎo)向裝置的作用下，其上端產(chǎn)生上下直線運(yùn)動(dòng)，下端產(chǎn)生左右鐘擺運(yùn)動(dòng)，與固定環(huán)持續(xù)錯(cuò)位，保持濾縫通暢，腔體2根螺旋軸并排運(yùn)轉(zhuǎn)、相互翻卷，污泥在螺旋軸的推動(dòng)和擠壓下逐步脫水（見圖 3）。

圖3 串螺構(gòu)造

3 設(shè)備主要參數(shù)對(duì)比

以市場考察為依據(jù)，以最大絕干污泥處理量為參照，對(duì)比各種類脫水設(shè)備的整機(jī)尺寸及整機(jī)凈重，對(duì)比結(jié)果如表1所示。

表1 3種污泥脫水設(shè)備主要參數(shù)對(duì)比

4 結(jié)語

相較于傳統(tǒng)的板框式、帶式、離心式污泥脫水機(jī)，上述3種新型污泥脫水機(jī)在工作效率、脫水質(zhì)量、操作便捷性等方面均有長足的發(fā)展，更適用于如今江河湖海污泥的脫水需求。對(duì)比上述3種新型污泥脫水機(jī)，超高壓壓榨機(jī)對(duì)污泥進(jìn)行脫水后脫水效果好，對(duì)污泥脫水后含水率要求較高時(shí)可選用該設(shè)備；但該設(shè)備尺寸大、重量重、不易移動(dòng)，作業(yè)過程不連續(xù)。對(duì)脫水后含水率要求一般時(shí)，可選用疊螺式和串螺式污泥脫水機(jī)，性價(jià)比較高。若有多次遷移的需求，可選取移動(dòng)式疊螺污泥脫水機(jī)，但其工作效率偏低。