水是地球上宝贵的一种自然资源，生命起源于古代的海水之后，一切生物皆离不开水，自来水更是现代人们生活、生产活动必不可少的。

在当今生产自来水的工艺中，以湖水为资源，使用气浮工艺生产自来水的方法是水厂产水一种重要方法。它是利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附水中的悬浮物（主要是藻类和微生物），使其密度小于水而浮到水面上以实现固液分离的过程。在气浮完成后，气浮池产生的污泥具有很好的流动性，体积庞大，直接排放入污水处理厂，增加了污水厂的负担。这就需要采用一种污泥处理的方法，直接进行污泥脱水，水相回用，使污泥体积比大为缩小，脱水后泥饼可运输、堆放或制成堆肥，变废为宝。

1 卧螺离心机分离原理

卧螺离心机，全称是卧式螺旋卸料沉降离心机，因其具有带式压滤机、真空过滤机等污泥脱水机械所不具有的优点，已经在国际上被普遍使用了。作为污泥脱水的主机，卧螺离心机避免了传统工艺存在的种种弊端，如：污泥脱水敞开进行，现场环境恶劣，臭味大，大量使用絮凝剂和清洗用水，日常运行成本高，设备体积庞大，征地和基建费用高等等。卧螺离心机的工作原理如下：待处理的污泥由管道进入污泥进料系统输入端，经污泥切割机对其中的长纤维等杂质进行切割粉碎，再由进料泵（单螺杆泵）通过流量计计量后输入污泥脱水主机（卧螺离心机）。絮凝剂（粉剂或液剂）在配药箱中按比例稀释并充分溶解搅均后，进入储药箱，由加药泵控制，以脱水工艺要求确定的流量，经稀释水按0.08～0.12%浓度稀释后进入脱水主机与待处理污泥混合，絮凝成矾花，污泥经脱水主机脱水处理后，被澄清的污水由澄清液管道排出，脱水污泥则源源不断地从主机排渣口排出，再由柔性无轴污泥输送机移送至指定地点或直接装车外运。待处理的污泥连续不断输入，澄清液及脱水污泥源源不断连续排出、输送，是一个全自动处理过程。整套装置的加药、进料、污泥输送及主机的运行状况均由全自动PLC电-液控制箱检测、控制，使该装置成为全自动的成套操作单元。

对于采用湖水生产自来水的工艺，由于湖水中含有大量的藻类，所以宜采用气浮工艺按气泡产生的方法，气浮可分为加压溶气气浮法、喷射气浮法、机械细碎空气气浮法、多孔材料鼓风布气气浮法和电解气浮法。不管是采用哪种方法，气浮后的微小气泡具有一定的稳定性，再加上藻类中99%以上是水，所以污泥很稳定地浮在水面上，这就给污泥脱水带来了相当大的难度。

在这种污泥的脱水工艺中，若采用带式压滤机进行脱水，由于藻类含水率高，并具有相当的粘性，经试验，带式压滤机根本无法使用；而采用卧螺离心机进行脱水，由于该机转鼓和螺旋之间的差速，在高速旋转过程中能够打碎大部分的微小气泡，从而能有效地脱去污泥中的游离水。

2 卧螺离心机的应用

对于典型的采用气浮法生产自来水的厂家，如一家日产水30万吨的水厂，引用湖水再加入少量水库水，采用气浮工艺生产自来水。因湖水中含有大量的藻类和微生物，气浮后的污泥全部是藻类、微生物和极少量泥砂，对该污泥的脱水，采用LW350×1550NY型卧螺离心机进行脱水试验，根据试验结果，得出了卧螺离心机转速、絮凝剂投加量、螺旋差速与脱水后出泥含固率之间的关系：原液为气浮污泥，含水率96.7%，所投加絮凝剂为阳离子型聚丙烯酰胺，投加浓度为0.1%。

2.1 卧螺离心机转速与出泥含固率之间的关系

若改变卧螺离心机的转速，则与出泥含固率之间数据如下（其中，螺旋差速为18r/min，絮凝剂投加量为3.5kg/tds）：

注：kg/tds为每分离出1吨绝干污泥所需加入的絮凝剂的公斤数。

卧螺离心机运行时的工作转速对于污泥脱水的影响不大，一般来说，城市生活污泥脱水、工业污泥脱水、自来水污泥脱水等，选用卧螺离心机的工作转速不宜过高。这样，可以防止絮凝好的污泥颗粒被打碎，也可以延长机器的使用寿命；对于LW350×1550型卧式螺旋卸料沉降离心机，工作转速以2500r/min左右为宜。

2.2 絮凝剂投加量与出泥含固率之间的关系

若改变絮凝投加量，则投药量与出泥含固率之间的关系数据如下（其中，卧螺离心机转速为2220r/min，螺旋差速为18r/min，进料量为3.0m³/h）：

絮凝剂（阳离子型聚丙烯酰胺）的投加量对卧螺离心机污泥脱水的结果影响较大。当进料量为3.0m³/h。投药量大于3.2kg/tds时，脱水效果较好；所以，根据脱水清液及污泥的实际情况以及用户的经济利益，对于该藻类气浮污泥，投药量约为3.2kg/tds为佳。

2.3 螺旋差速与出泥含固率之间的关系

若改变卧螺离心机的螺旋差速，则差速与出泥含固率之间的关系数据如下（其中，卧螺离心机转速为2220r/min，投药量为3.2kg/tds）：

对于该藻类气浮污泥，小差速无法进行脱水，由于藻类污泥体积庞大，含有大量细胞水，所以小差速不适宜；只有增大差速，加快推料速率，才能使脱水过程顺利进行。当差速达到18r/min时，脱水效果较好。

上述一系列的试验结果表明，对于藻类气浮污泥，采用卧螺离心机进行脱水是非常有效的，经卧螺离心机脱水后的污泥，可以堆放、运输。

3 结束语

随着社会经济的飞速发展，对环境保护的要求控制更严格。无论采用何种水处理的方法，总会产生污泥，如何处理这些污泥成了当务之急。国际上，在水处理的后道工序，污泥脱水工艺中已普遍采用离心机脱水的方法，且其达到的处理效果已远远超过了传统的带式压滤机、板框压滤机等达到的处理效果。我国未来在污泥脱水工艺中发展方向应该是向国际看齐，采用卧螺离心机脱水的方法将会被广泛应用于各种水处理的过程中。