我国“十一五”规划纲要中明确提出了节能减排的目标和要求：单位国内生产总值能耗降低20%左右，主要污染物排放总量减少10%。节约能源、降低能源消耗、减少污染物排放，是社会经济可持续发展的前提，是落实科学发展观的重要举措。研究净水厂排泥水合理、高效处理、安全回用技术，对减少废水排放、节约能耗，具有非常重要的意义。为此， 开展了一系列课题研究。结合“城市供水厂综合节水关键技术研究与示范”课题研究，本文重点论述了净水厂污泥脱水机选型及使用设计的注意事项。

1 净水厂排泥水污泥特点

污水处理厂污泥处理已有很长的发展历史，但净水厂污泥处理则是近几十年才开展起来的。净水厂污泥与污水处理厂污泥有很大区别。污水处理厂污泥有机成分约占75%，而以江、河为水源的净水厂污泥以泥砂为主；以湖水为水源的净水厂污泥主要以浮游质、有机物、金属氢氧化物等为主；以水库为水源的净水厂，在高藻期污泥有机物含量可升至49%，此时泥的性质对净水工艺和脱水机的运行均产生影响。总体来说，净水厂主要是絮凝污泥，无机成分占85%～90%。净水厂污泥脱水机选择，应根据污泥特点，具体分析确定，不宜直接照搬污水处理厂污泥脱水机类型。

2 常用污泥脱水机工作原理及特点介绍

污泥脱水机类型主要有：离心脱水机、板框脱水机、带式脱水机、螺压脱水机等。

2.1 离心脱水机

离心脱水机工作时，污泥从转鼓的一端通过布料器进入转鼓内，与转鼓一起高速旋转并产生较高的离心力，在离心力作用下，污泥的固液相按重量沉降分离。通过卸料螺旋与转鼓的差速产生的相对位移，将分离后的污泥排出。在市政水处理行业中使用的离心脱水机形式多为逆向流卧式螺旋卸料沉降式离心机。

离心脱水机的特点是设备体积小、操作管理简单、占地面积少，由于污泥脱水过程是在全封闭的情况下进行，大大降低了对操作环境的污染，改善了操作人员的工作环境。

但离心脱水机的工作噪声大，能耗高，当污泥中含有砂砾时，对离心机的磨损会很大。另外，由于离心机是高速旋转设备，因此维修难度大，要求有较高的维修技术能力，特别是承受磨损的转子（卸料螺旋），只能送回制造厂，在厂内进行维修。

2.2 板框脱水机

板框脱水机是间歇操作的过滤设备，主要由滤板、滤布、主梁和框架、液压滤板压紧装置、滤板分离装置和滤布清洗装置组成。压滤机工作时，滤板在液压装置的作用下闭合，并在凹形滤板间形成滤室。当泥水经泵压入滤室后，滤液在压力的作用下经板间通路排出，污泥留在滤室中，从而使泥水分离。为提高脱水污泥含固率，可在滤板外包覆一层薄膜，向薄膜内充水或充气，使滤室体积变小，对泥饼进一步挤压。脱水完成后，液压系统卸压，顺序打开滤板，使泥饼落下。

板框脱水机可有效过滤固相粒径5μm以上、固相浓度0.1%～60%的悬浮液以及粘度大的或成胶体状的难过滤物料和对滤渣质量要求较高的物质。其优点是工作可靠，滤饼含水率低；对物料的适应性强，应用广泛；絮凝剂投加量小，甚至可以不加。其缺点是间歇工作，附属设备多。

2.3 带式脱水机

带式压滤脱水是将污泥夹在上下两条张紧的滤带中间，靠滤带本身的张力形成对污泥层的压榨力和剪切力，把污泥层中的水分挤压出来，形成滤液；而固体颗粒被截留在滤带上，形成泥饼，从而实现污泥脱水。

2.4 螺压脱水机

螺压脱水机适用于给水排水、环保、化工、造纸、冶金、食品等行业的各类污泥的脱水处理。含固率大于3%的浓缩污泥与絮凝剂经管道混合器混合，送入絮凝反应器反应，形成絮体，进入主机过滤，被栅网截留的污泥被螺旋提升、压榨，直至含固率达18%～25%，并连续排放。滤后液流经栅网外排。

螺压脱水机的特点是能耗费非常低。它可以通过调节螺杆的旋转速度，调节泥饼含固率与处理量，污泥回收率大于80%。螺压脱水机体积小、占地面积少、能耗低，结构简单，为2～6r/min低转速运行，无振动，无噪声，可全封闭、长期连续运行。采用自动化控制技术，与其他型式脱水机相比，操作容易，维护简单。有倾斜和水平两种。

3 目前使用情况及存在问题

带式污泥脱水机在污水处理厂污泥脱水中得到了大量应用，但对于净水厂污泥，其亲水性较强，往往挤压不成泥饼，跑泥现象严重，使用故障率高，对污泥调质要求较高，进泥含固率须达到4%，目前在净水厂应用较少。

板框脱水机在我国南方水厂中使用较多。北京市第九水厂采用成套进口隔膜挤压全自动板框脱水机，经过十多年的运行，故障率逐年上升，压滤机的行走机构、机体框架的变形，以及辅助设备经常出现不规律的故障，影响了系统运行。目前，北京第九水厂正在进行脱水机房改造。

离心脱水机因其占地面积小，产率高，自动化程度高，在处理厂使用比例正逐渐增大。近年来，国产离心脱水机性能质量得到提高，在故障排除方面占有一定的技术优势，而且投资少、技术支持到位、易损件修复容易、备品备件供货期短，正逐渐得到推广应用。

螺压脱水机，虽然性能优异，在污水处理厂有一定的应用，但目前在净水厂污泥脱水中，尚无成功案例。

上述几种机型在我国净水厂污泥处理中的应用情况见下表：

目前，净水厂污泥脱水机应用主要存在以下问题：

（1）设备的处理能力与实际工况不适应，在确定设备能力时，没有综合考虑设备的使用条件，造成有些设备选型过大，停滞时间长，资源浪费；有些设备选型过小，不能满足使用要求，影响整个工艺系统的处理效果。

（2）有些设备在选型时，没有充分考虑净水厂污泥特性，无法满足使用要求。

（3）对设备的具体结构及运用要求了解不深导致不能恰当地使用设备，造成设备故障率高，使用寿命降低。

4 污泥脱水机选型

污泥脱水剂型应根据水厂规模、场地条件、污泥性质、水源水质特性、经济条件和管理能力等实际情况，综合考虑设备的运行可靠性、自动化程度、脱水效果、建设投资及运行成本等因素，进行合理选择。

带式压滤机的脱水过程相对开放，对净水厂亲水性强的污泥处理效果非常差，不宜采用。

螺压脱水机在净水厂尚无可靠、稳定运行的成功案例。如果选用，应以实物试验为基础。

目前净水厂常用的脱水设备有离心脱水机和板框脱水机，两种脱水设备的机械性能比较见下表：

离心脱水机脱水效果介于带式脱水机和板框脱水机之间，泥饼含固率可达25%以上。与板框脱水机相比，离心脱水机具有辅助配套设备少，结构紧凑，占地面积少，连续排泥，价格相对较低等优点。在脱水污泥含固率要求不是太高的情况下，宜选择离心脱水机。

板框脱水机是一种适应性很强的脱水设备，其特点是脱水泥饼的含固率高，脱水能力高于其他各类脱水机械，泥饼含固率可高达45%以上，能够回收多达99.9%的固体物。板框脱水机具有可预留滤板数量的特点，当水厂污泥量增加时，只需在预留位置加装滤板即可提高板框脱水机的处理能力，大大减少了二次投资的费用。但存在辅助设备较多，不能连续处理，且价格较高等不利因素。当对脱水污泥含固率要求较高和污泥性质比较难脱水时，宜采用板框脱水机。

5 脱水机使用设计要点

5.1 离心脱水机

（1）离心脱水机的选型应该以实物试验为基础，实物试验可以用车载试验机进行。试验首先确定离心机对脱水污泥的适应性，是否能够达到预定的脱水效果。其次测试转速、差转速、加药量等技术参数，作为选型的重要依据。实际运行中，可通过调整离心脱水机的转速、差转速和液相溢流出口（溢流堰板）的高度，获得满意的脱水效果。

（2）离心脱水机在选型时要同时考虑和校核设备的两种负荷：固体负荷和水力负荷。当进料污泥含固率较高时（超过1.5%时），主要的考虑因素为固体负荷；当进料含固率较低时（小于1.5%时）主要的考虑因素为水力负荷。

（3）离心脱水机的处理能力与三个主要因素有关：直径、长径比和转速。其中前两个因素决定了机器体积的大小，转速决定了分离因数的大小。一般情况下，净水厂排泥水脱水用的离心机的分离因数值在2000G～3000G之间较佳。

（4）离心脱水机应具有转筒与螺旋推料器转速差可以自动无级调节的性能，在进料污泥参数发生变化时，能够自动调节转速差，使分离效果仍符合技术要求。

（5）脱水机出泥口应配套不锈钢电动插板阀，以保证在设备冲洗和启动时，不会发生液体渗漏现象。插板阀应与脱水机联动，排泥时自动打开，冲洗时自动关闭。

（6）离心脱水机是一种高速旋转的设备，污泥中的泥沙对设备的磨损非常严重，使用设计中必须对脱水机的转子、转鼓和进出料口采用有效的防磨损保护措施，才能保证离心机的使用寿命。转子上的螺旋叶片与泥层接触的外缘是磨损严重的地方，宜采用喷焊碳化钨耐磨层或可更换式耐磨片方式。转鼓的防磨损保护措施是在转筒的内壁沿纵向焊有不锈钢耐磨条或是开有纵向沟槽。转子上的进料口及转鼓上的出料口多采用可更换式的耐磨衬套进行保护。

（7）转鼓和转子的材质选择。转鼓目前使用的材料有316系不锈钢和329双相不锈钢，双相不锈钢的综合机械性能及离心浇铸性能要优于316L不锈钢。转子常用的材料为316系不锈钢。转子上的进料口及转鼓上的出料口耐磨衬套材料为陶瓷或碳化钨材质。

5.2 板框脱水机

（1）进入板框脱水机的污泥含固率不宜小于1%。

（2）板框脱水机主机及其框架的设计必须保证能够承受设备静载荷以及运行时产生的动载荷，设备应安全可靠，有足够的安全系数，在运行时无挠曲、变形及振动等现象。

（3）板框脱水机的形式和种类很多，在选型时，应注意考虑污泥浓度、泥饼含水率、运行周期、机型、设备成本等几大因素。每一项压滤机的选型都应该以实物试验为基础，实物试验可以由制造厂用小型试验机进行。

（4）在对板框脱水机的脱水形式的选择上，宜选择薄膜挤压型板框脱水机。挤压型板框脱水机可以在短时间内获得含水率更低的泥饼，不但大大提高压滤机的工作能力，还可以自由选择过滤循环时间和泥饼成形的厚度，适用于各种性质的排泥水，在排泥水性质发生变化时，可以很容易地变更操作程序，从而达到相同的处理效果。

（5）对于排泥方式的选择，由于净水厂排泥水的黏性比较高，宜选择滤布振荡或滤布行走的自动排泥方式，以保证排泥效果。

（6）滤板和滤布材料选择。压滤机的滤板材料有多种，应根据不同的需要选用。对水厂排泥水的污泥脱水压滤机，多采用PP滤板和钢加固橡胶膜滤板。而金属滤板，主要用于温度100℃以上，以及有特殊要求的工况。正确地选择滤布对板框脱水机的脱水效果至关重要，滤布的类型要与污泥的性质相适应。通常在选择滤布时，除参考以往工程经验外，还应通过实际试验来确定，以保证脱水效果。常用的滤布材质有三种：聚丙烯、尼龙和聚酯。

6 结论及建议

对于净水厂污泥脱水机选择，宜优先考虑离心脱水机和板框脱水机。其中，板框脱水机多用于对脱水污泥含固率要求比较高或污泥脱水比较困难的情况。

随着目前 对污泥处理处置的要求提高，高干度污泥脱水设备将具有非常广阔的应用前景。建议相关部门积极研究开发新技术、新设备，并针对净水厂污泥进行实际应用试验，积累经验，为大规模推广奠定基础。