1 前言

目前国内城市污水处理厂的污泥脱水采用沉降式离心脱水机已成为趋势，而沉降式离心脱水机对污泥进行脱水主要是利用絮凝剂（PAM）的絮凝作用、脱水机的离心沉降作用和挤压作用来完成的，其中絮凝作用和离心作用是脱水的主要方面，挤压作用则是脱水的次要方面，这种主次作用的区分容易使操作人员在生产中注重前两者而忽视后者，也就造成了在降低泥饼的含水率和降低运行成本时，主要关注絮凝和离心作用而忽视挤压作用。但是通过试验发现，利用好脱水机的挤压作用，可以在保证泥饼质量的前提下，有效降低絮凝剂的使用量，提高脱水机的处理能力，降低运行成本。挤压作用可以成为新的节能降耗点。

2 沉降式离心脱水机的工作原理

需要进行固液分离的物料与絮凝剂混合絮凝后，进入脱水机的布料口、分离转筒内，在离心力的作用下，物料被甩到转筒壁上，形成环状沉淀层，再由螺旋转子将其从沉淀区转至干燥区，进一步挤压脱水后，由物料排出口排出。在沉淀物形成过程中，转筒中的液体不断澄清并向溢流口流动，从溢流口排出，实现固液分离。物料的脱水分为三个阶段， 阶段是PAM的混凝作用，使污泥中的胶粒脱稳凝聚，第二阶段是物料在脱水机的沉降区受离心力作用进行沉降，形成沉淀层，第三阶段是挤压脱水，由螺旋转子的挤压作用挤出沉淀物中残余水分，其中第二阶段是主要的脱水过程。

3 利用脱水机的挤压作用

通过沉降式离心脱水机脱水原理可以看出，PAM的絮凝作用和脱水机的沉降作用是影响脱水机脱水效果、泥饼含水率的两个主要方面，但是不应该忽视挤压脱水的作用。如同挤压作用在压滤式脱水机中是起主要作用的，在离心式脱水机中将挤压作用作为新的研究对象并加以利用，就可以起到降低絮凝剂的使用量，提高脱水机的处理能力，降低运行成本的作用。

3.1 降低絮凝剂耗用量

实际生产中往往认为提高脱水机进泥量必然提高泥饼含水率，但通过在青岛市李村河污水处理厂的生产试验得到的进泥量和泥饼含水率却并非如此。试验中试验的脱水机型号为：CP3054离心脱水机液压马达驱动螺旋，分别保持PAM投加量800L/h、900L/h、1000L/h（常用投加量）不变，增加进泥量的试验结果。脱水机差速2.4r/min，转筒转速2780r/min，絮凝剂浓度3.3‰，进泥含固率3.06%。

从试验结果可以看出，前期加药量与进泥量比例过高时，即PAM投加量过大时，使胶粒表面饱和产生再稳现象，凝聚效果下降，出现了进泥量少（12m³/h）含水率高的现象；当达到加药量与进泥量比例较佳时，泥饼的含水率较低；其后随着进泥量的增加，PAM的投加量偏小，泥饼含水率升高；当达到22～24m³/h之后，含水率又呈下降趋势，其原因就是挤压脱水造成：由于螺旋差速是影响污泥在脱水机中停留时间的主要因素，在脱水机差速未改变时，污泥的脱水时间基本不变，但随着进入脱水机的污泥的增加，进入沉降区的污泥增多，由此产生的螺旋的挤压作用增加，更加有利于污泥中残留的水分的挤出，使泥饼的含水率下降。当然随着泥量的进一步增加，含水率下降趋势变缓，直至升高，主要是由于药量过少的原因。

在进泥量达到26m³/h以后，泥饼的含水率也可以达到较高的标准，与19m³/h左右的进泥量时的泥饼含水率相当，PAM的单耗却可以降低1/3左右，并且泥饼含水率与起初PAM的投加量关系不大。这种现象的存在提供了新的思路：利用增加进泥量提高挤压作用力的方法，在脱水机和泥饼含水率允许的前提下，提高脱水机单位时间的进泥量，降低PAM的单耗；在挤压时发挥主要作用（随着进泥量增加含水率降低的区间）时，可以适当降低加药量。而在变频控制的脱水机中可以反行之，即增加进泥量，降低加药量，降低脱水机的差速，增加挤压脱水的时间，提高泥饼的质量，以节约运行成本。

3.2 提高进泥含固率

生产中有些操作人员认为进泥含固率不影响泥饼含水率，甚至会提高干泥单耗，但是近期的一些研究结果表明这种观点是不正确的，进泥含固率增加会使污泥易于脱水，降低泥饼含水率，降低干泥单耗。在污水处理厂的试验结果也表明提高进泥含固率有利于降低泥饼含水率和干泥单耗，而且通过液压马达压力的记录发现，进泥含固率较高时不仅污泥易于脱水，同时也提高了脱水机的挤压作用力，在进泥含固率较高的情况下可以降低加药量来降低干泥单耗并能保证泥饼的质量。在脱水机经常采用的运行条件下，进泥含固率与泥饼含水率及干泥单耗的试验结果如下表所示：

进泥含固率为1.72、1.91时，如果进泥量较大，加药量由于设备的限制可加到1200L/h，泥饼含水率太高，故采用进泥量为12m³/h；进泥含固率2.30～3.28时加药量保持不变；进泥含固率3.16～4.95时保持脱水机压力相同。由于脱水机压力的大小相应地反映挤压作用力的大小，所以通过试验可以看出，随着进泥含固率的增加，加药量保持不变时，脱水机的挤压作用在增加，并伴随着泥饼含水率的降低和干泥单耗的降低；随着进泥含固率的增加，降低加药量，使挤压作用力保持不变，可以降低泥饼含水率和干泥单耗。对这些现象进行分析，应该有两个原因，一是进泥含固率的增加，降低了脱水的难度；第二就是在离心脱水机中常被忽视的挤压脱水在起作用。由于进泥的含固率的升高，在相同进泥量、差速不变的情况下，沉降到转筒上的污泥增加，螺旋的挤压作用增加，降低了泥饼的含水率，同时也降低了干泥单耗。所以在生产中可以通过增加进泥含固率来增加挤压作用，实现少加药剂而降低泥饼含水率。而在变频控制的离心脱水机中，当进泥含固率增加时，可以通过降低PAM的投加量，保持转矩和差速的稳定来保证泥饼质量和降低干泥单耗。在生产中应该利用挤压作用的存在，通过调节污泥在进行脱水处理前的工艺，提高进泥含固率的方法，降低药耗，降低运行成本。

4 结论

（1）提高进泥量不一定升高泥饼的含水率，在一定条件下充分利用脱水机的挤压作用，可以降低泥饼含水率，提高污泥处理量，降低药耗。

（2）进泥含固率会影响泥饼的质量，污泥含固率升高有利于降低单耗，提高泥饼质量，降低成本。

（3）可以通过对不同脱水机的研究，发现其运行规律，找到适合的工作曲线，降低运行成本。

（4）重视离心脱水机的挤压作用，在生产中加以利用，可以找到新的节能降耗点。