化工废水生化处理过程中产生的大量剩余活性污泥需及时排除系统，否则会引起系统活性污泥浓度过高。污泥老化会使溶解氧消耗过高，处理效率下降，二沉池出水悬浮物增高，严重时会导致系统内的污泥处于内源呼吸而解体，形成新的溶解性CODcr，影响系统出水达标排放。剩余活性污泥的处置一般经过重力浓缩、化学调理、压滤成泥饼，然后袋装外运或进行其他处置。

废水生化处理装置过去一般采用板框压滤机、带式压滤机、离心脱水机压滤剩余活性污泥。叠螺式压滤机从上世纪90年代就已经在东南亚、俄罗斯、美国、欧洲等地区广泛使用，2007年我国大陆市场才有使用。本文介绍了叠螺式压滤机的现场实际工业应用情况，以验证叠螺式压滤机在处理化工废水生化处理系统剩余活性污泥方面的效果。

中国石化南化公司综合污水处理装置始建于2007年6月，以生化处理为主，主要处理苯化工、煤化工和精细化工废水，包括合成氨、煤制氢、苯胺、环己酮、橡胶防老剂生产废水等。生化处理一期采用流动床生物反应处理工艺，对以苯为原料的有机精细化工生产装置经一级处理和预处理后的尾水进行综合处理，使废水达标排放，设计日处理水量8000t。生化处理二期改造建成于2013年7月，在原有综合污水处理装置的基础上进行大规模扩容。二期装置主要由预处理单元、生化处理（A/O）单元以及污泥处理单元组成，新线采用管式微孔曝气处理技术，处理量提升至日处理15600t，在原有一期基础上进一步处理煤化工等工艺单元的废水，实现达标排放。

在2013年实施的改造工程中，由于新工艺剩余污泥产量加大，而原现场使用的带式转筒浓缩脱水一体机存在设备主体部件缺陷等问题。因此，在调研及中试的基础上决定将原带式压滤机改型为叠螺式污泥压滤机。经过改造解决了原先运行中的诸多问题，剩余污泥处理系统的运行稳定性大为增强。

1 叠螺式压滤机的工作原理及特点

1.1 工作原理

叠螺式污泥压滤机的设备组成：污泥泵、计量槽、絮凝混合槽和脱水机主体。全部的脱水流程都可以由电控柜（或PLC）来实现全自动化运作，与投药设备、污泥输送设备实现联动，达到24h自动运行。脱水机主体由游动环、固定环、螺旋轴3部分组成，每2片固定环中间是1片游动环，层层相叠，螺旋轴贯穿其中。

混合液通过进料口自流进入叠螺式压滤机的滤筒，滤筒由固定碟片与活动叠片交替组装而成。在螺旋轴旋片的推动力作用下物料向出料口端移动，由于螺旋轴旋片之间的螺距逐渐缩小，因此，污泥所受的压力逐渐增大，在压差作用下开始脱水，自由态水分从活动板与固定板的过滤间隙流出。由于螺旋轴旋片的直径大于活动板的孔径，当螺旋轴旋片转动时带动活动板一起转动，设备依靠活动板与固定板之间的相对运动实现自清洗功能，防止过滤间隙堵塞；泥饼经过充分脱水后在螺旋轴的推动作用下从卸料口排出。由于固定板与活动板之间始终有相对运动，因此总有部分细小污泥颗粒随水从缝隙中被挤出。为了防止溢出污泥颗粒在滤桶表面沉积，设置了自动喷水冲洗系统，定期对滤筒表面进行喷淋清洗，维持滤筒表面的清洁。所得泥饼的含水率在78%～85%，固体回收率达95%以上，螺旋轴转速2～3r/min，无振动、无噪音，可在低浓度条件下直接脱水。

叠螺式压滤机的出水总存在一定浊度，由于过滤出水回到生化系统，因此，过滤液有一定浊度是允许的。固定板与活动板的间隙在出厂时已经固定，不能随意调整，可以通过调整背压板的间隙和进料量来调整压滤泥饼的含水率。

1.2 叠螺式压滤机与传统压滤机特点比较

以滤布为过滤介质的板框过滤机和带式过滤机在压滤时，利用施加在泥饼上的挤压力，实现污泥颗粒与自由态水的分离，脱水效果与作用压强和作用时间有关，泥饼受力方向与脱水流动方向相反。这类压滤机的优点是脱水效果好，缺点是滤布易堵塞、清理麻烦、对含油或胶体的污泥的压滤堵塞更严重。该装置原先使用带式压滤机，由于机器传动部件多，故障率一直较高，且生化污泥中的黏性物质和极细灰粒易堵塞滤带，过滤效率随使用期限衰减明显，实际出泥量偏小，滤液中含固量高，滤液回用后造成均质池内死泥多，悬浮物高，影响到生化系统稳定运行。

离心脱水是利用作用在污泥上的离心力，实现污泥颗粒与自由态水的分离，脱水效果与污泥颗粒和水的密度差相关，泥饼的受力方向与脱水流动方向垂直。该方法的缺点是噪音大、能耗高，当污泥颗粒与水的密度差较小时，脱水效果差，细小颗粒在滤网内侧积聚形成致密层，增加了自由态水分离阻力，对黏性污泥的压滤不适用。

叠螺式压滤采用的是薄层脱水原理，每次的机械力只施加在一层薄泥饼上，使污泥中的自由态水以较短的距离、较快的速度从泥中分离，泥饼的受力方向与水的流动方向相同。因此，叠螺式压滤机的能耗低。由于叠螺式压滤机是滤筒式结构，因此，可以根据处理物料量的大小，选用一组或多组并联机组。由于叠螺式压滤机具有自清洗功能，特别适用于黏性污泥的压滤。

几种压滤机的基本特性对比如下：

2 叠螺式压滤机应用情况

2.1 生产应用装置

工业生产应用中采用江苏某环保科技有限公司产的303叠螺式污泥压滤机，处理量（干基）90～180kg/h，当污泥质量浓度为5g/L时，可以处理混合液18～36m³/h。外形尺寸3605mm×1690mm×1600mm，总功率1.95kW。材质为304型不锈钢。

2.2 剩余活性污泥

化工生产废水处理系统的剩余活性污泥经过污泥浓缩池浓缩后的质量浓度为3～10g/L，溶解性CODcr为100～150mg/L，污泥中含有橡胶防老剂生产中的残余微小黏性颗粒和煤化工生产中的残余细灰颗粒。

2.3 脱水系统情况

剩余活性污泥排至剩余污泥池，原料污泥从剩余污泥池底部通过污泥输送泵送至絮凝混合槽，从其底部进入絮凝混合槽，混合槽上有齿轮减速机控制搅拌速度。叠螺式污泥压滤机的脱水螺杆部分连有齿轮减速机控制螺杆转动速度。搅拌器频率及螺杆频率电控柜内有电子显示器。螺杆脱水部分上部有定时喷淋装置，由箱体侧面电控阀控制。脱水系统包括溶药、投加、絮凝混合、输送过程，自动配药系统将固体阳离子聚丙烯酰胺配制成质量分数为0.2%的水溶液，然后用计量泵送至絮凝混合槽与污泥在机械搅拌作用下发生絮凝反应，通过调节计量泵的流量调节加药量，使污泥充分反应形成絮状体，混合液中的水变得清澈透明；混合液通过进料口自流进入叠螺式压滤机的滤筒进行污泥脱水。

2.4 检测方法

污泥浓度采用重量法测定，CODcr采用重铬酸钾法测定。泥饼含水率分析方法：称取约10g（精确至0.0002g）试样于水分快速测定仪中，从室温开始升温加热，在（105±5）℃烘干至恒重。原样质量减烘干后质量除以原样质量即为样品含水率。

3 应用结果

在中试试验的基础上，利用叠螺式污泥压滤机对南化公司化工生产废水生化处理系统的剩余活性污泥进行现场脱水工业应用。从现场压滤机运行状况可以看出，背压板的缝隙由5mm调整至3mm，压出的泥饼变薄，泥饼含水率由86.2%降至82.1%，可以满足环保部门要求的生化污泥袋装外运要求。

303型叠螺式压滤机的总功率1.95kW，1h产生含水率82.1%的泥饼约0.6t，1t泥饼的压滤费用约为2.5元。

叠螺式污泥压滤机在正常工作时间运转（8h/d），游动环可以使用3～4年，螺旋轴可以使用11年，后根据实际使用情况定期更换。

与原先使用的转筒带式机进行部分主要参数比较：

由上表可知：叠螺式压滤机较转筒带式机更适用于带黏性物质和极细灰粒剩余污泥的压滤。现场压滤工业应用过程表明，叠片不堵塞，滤液含固量极小，工作现场噪音小，能耗低，日常保养维护简便，可连续运转，无需专人值守，节约人工成本。泥饼含水率能够满足当前环保部门生化污泥袋装化的要求，同时，运行经济性明显。按叠螺式压滤机年运行2000h计，年处理绝干污泥量214.8t，在节电方面，相当于年节电约27.7×104kWh；在节水方面，叠螺式压滤机冲洗水量非常小，比使用转筒带式机年节水约87万t（原冲洗水大部分已使用生化出水回用）。

4 结论

实际工业应用情况表明，叠螺式污泥压滤机完全能够处理较为复杂的多种混合化工废水生化处理产生的剩余污泥。

根据实际情况，叠螺式污泥压滤机在脱水过程中产生的滤液比较清澈，基本无跑泥现象；挤压出的泥饼成型，方便泥饼的后续袋装化运输及处理。

叠螺式污泥压滤机经过近3年的实际应用运转，事实表明该脱水设备运行稳定，能够实现自动运转，一定程度上减轻了现场操作工人的劳动强度。而且在运行过程中该脱水机基本无噪音、无振动，一定程度上改善了现场的工作环境。

与其他脱水机比较，叠螺式污泥压滤机在用电和用水方面都比其他机型节省，特别是用电量方面，一年可以节约大量的运行成本。由于其独特的脱水原理，无振动，无噪音，大大改善了现场工人的操作环境。脱水过程中固定环与游动环之间是做上下左右的切割运动，保证了设备在运行过程中不会堵塞，安装方便，操作简单。

实践证明，在化工废水生化处理系统剩余污泥压滤过程中，叠螺式污泥压滤机与其他脱水机比较，省钱、省心、省力、省时，在运行过程中带来了安全、安静、安适、安心的工作环境。