造纸法再造烟叶废水中含有丰富的有机物质，在生化处理过程中产生大量剩余活性污泥，这些污泥若不能及时排出系统会引起污泥老化、溶解氧消耗过高、处理效率下降、二沉池出水悬浮物增高等问题，严重时会导致系统内的污泥膨胀，影响系统出水水质。剩余活性污泥的处置一般经浓缩、压滤成泥饼后外运。

剩余污泥经浓缩后，含水率仍高达98%，体积大，但经脱水变成含水率80%左右的泥饼时，体积可缩小4倍～6倍。因此，污泥脱水设备的选择成为一个非常重要的课题。

随着造纸法再造烟叶行业的迅速发展，造纸法再造烟叶生产效率及产量不断提高，使得污水处理量有所增加，剩余污泥产量也不断增加。因此，如何有效解决污泥脱水问题，成为各烟草生产企业亟需解决的问题。

1 三种常见污泥脱水设备简介

一般均采用机械脱水法对剩余污泥进行脱水，常见的脱水设备有带式压滤脱水机、离心式脱水机、板框式压滤脱水机，滚压式污泥脱水机。

1.1 带式压滤脱水机

带式压滤脱水机是由上下两条张紧的滤带夹带着污泥层，从一连串有规律排列的辊压筒中呈S形经过，依靠滤带本身的张力形成时污泥层的压榨和剪切力，把污泥层中的毛细水挤压出，获得含固量较高的泥饼，从而实现污泥脱水。

带式压滤机具有处理量适中，处理效果较好，占地小，操作维护方便，辅配设备少，相对运行费用低等特点。带式压滤脱水机具有占地面积小，连续工作稳定，能耗少且易管理，对工作人员的专业要求低等优势。

带式压滤机在运行中存在着滤布清洗困难且易磨损，滤布寿命短，处理效率低等问题。

1.2 离心式脱水机

离心式脱水机是利用固液两相的密度差，在离心力的作用下，加快同相颗粒的沉降速度来实现固液分离的。离心脱水机全封闭连续运行，冲洗用水相对较少，运行环境较好。处理后泥饼含水率比带式压滤机要高，在国外应用很普遍。但其应用范围受限，对比重接近于水的污泥，脱水效果不理想。

离心式脱水机存在如下缺点：运行噪音大，药耗和电耗高，处理能力小，易堵塞，受污泥负荷的波动影响较大，对操作人员的素质要求较高。

近几年来，离心式脱水机有了很大进展。例如瑞典Alfa Laval公司生产的螺旋离心式脱水机，泥饼含固率可达30%以上，而且操作是在全封闭的环境中进行，脱水机周围没有任何污泥及污水存在，也没有恶臭气味，可以大大改善运行人员的工作环境。但进口设备投资及维护价格较高。

1.3 板框式压滤脱水机

板框式压滤机是通过板框的挤压将污泥内的水排出滤布来达到脱水目的。与其他类型脱水机相比，板框式压滤机投资较低，操作简单，药耗少，泥饼含固率极高，极大地减少了污泥堆置占地。

由于烟草剩余污泥具有一定的黏度，使得压滤机清理非常困难，清洗耗水量大，工作环境差且工作效率很低，操作人员工作环境差，劳动强度大，处理效率低且存在二次污染。另外，板框式压滤机占地面积也非常大。

目前已研发出自动化板框式压滤机，其自动化控制功能可提高工作效率，减小了操作人员的劳动量，工作环境也得到一定改善，但是其占地面积仍然很大，且目前还无法实现无人看护连续运行。

2 叠螺式脱水机在造纸法再造烟叶行业剩余污泥脱水中的应用

对于有特殊性质如黏度较大的烟草剩余污泥，上述3种压滤机均难以发挥作用。卧螺式离心机能耗大，易堵塞，脱水率较低，处理后的泥含水量大，占地面积大，导致后续处置费用高，劳动量大。

与传统压滤机相比，叠螺式脱水机采用的是薄层脱水原理：每次的机械力只加在一层薄泥饼上，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，叠螺式脱水机的能耗低。另外，叠螺式脱水机自动化程度高，可实现无人值守连续运行。自动清洗功能使其在黏性污泥的压滤方面具有很大优势。

本文通过中试试验和工业性实践，探讨叠螺式脱水机应用于造纸法再造烟叶行业剩余活性污泥的可行性与有效性。

2.1 材料与方法

2.1.1 试验装置

（1）中试试验采用小型叠螺式脱水机，绝干污泥处理量6kg/h，外形尺寸1800mm×900mm×1800mm，总功率1.05kW，背压板间隙2cm，材质为不锈钢。

（2）工业性试验采用中型叠螺式脱水机，单机处理能力为20kg/h，外形尺寸2650mm×1200mm×2050mm，总功率1.05kW，材质为不锈钢。

2.1.2 剩余活性污泥

造纸法再造烟叶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含水率约98%，溶解性COD的质量浓度为200～300mg/L，污泥黏性较大。

2.1.3 分析方法

COD采用重铬酸钾法。

泥饼含水率分析方法：称取100g试样于电热恒温干燥箱，在（105±5）℃烘干至恒重。样品含水率=（试样重量-烘干后重量）/试样重量。

PAM添加率=单位时间PAM消耗量/单位时间绝干污泥产量。

2.2 工作原理

污泥池的污泥经过提升泵提升至污泥给料箱，给料箱中有使污泥的浓度均衡的搅拌装置。污泥由进料泵提升进入脱水机的絮凝计量箱。同时，絮凝剂通过加药计量泵进入叠螺污泥脱水机的絮凝混和槽，污泥与絮凝剂混合形成絮状矾花后，进入污泥脱水机主体，大量的滤液从叠片之间的缝隙中排出，滤液则回流至污水处理系统前段，挤压出来的污泥从出料口排出。待处理的污泥料连续不断地进入脱水机，滤液、污泥饼源源不断地排出，实现自动处理过程。

脱水机主体是由相互重叠的固定环和游动环以及贯穿其中留有较小间隙的变距螺旋轴组成的一种过滤装置。主体的前半部分为浓缩部，螺距较大，通过挤压及重力作用对污泥进行浓缩，实现阶段性重力脱水；后半部分为脱水部，在螺旋体螺距变化及背压板的作用下产生压力，达到脱水效果。控制系统采用了两台变频控制器，其中一台控制主机各马达转速，另外一台控制搅拌系统，整机可实现变频调速，随污泥进给量自由调节。主机转速快，污泥在主机内停留时间短，污泥饼含水量高，产量高；反之，则泥饼含水量低，产量也低。泥饼的含水率也可通过调整背压板间隙来控制。游动环在螺旋轴的带动下做径向自由运动，游动环与固定环之间较小的间隙内形成水膜润滑层，即滤出了水分，又减少了叠片磨损，且通过相对运动实现了自清洗功能，防止滤缝堵塞。叠螺主体上方设有喷淋装置，自动运行状态下，实现间歇式清洗，保持叠螺主体清洁。主体外围设有防泥水溅出挡板，保证工作环境整洁。

3 结果与讨论

3.1 中试试验

采用小型叠螺式脱水机对瑞博斯烟草废水处理系统的剩余污泥进行现场中试试验。中试试验采用小型叠螺式脱水机。经试验，PAM的添加率较佳值为0.4%/TS～0.7%/TS时，小型叠螺式脱水机处理能力为13～15kg/h。

根据中试试验结果可知：叠螺式脱水机适用于造纸法再造烟叶行业黏性较大剩余污泥的压滤。现场压滤试验过程表明：泥饼含水率66%～75%能够满足要求；叠片不堵塞，工作现场噪音小、能耗低；连续运行6h，含水率变化＜3%，说明该脱水机可在此污泥环境下连续运行，无需专人维护，日常保养维护简便，有效降低处理成本及工作人员劳动量。

3.2 工业应用

在中试试验的基础上，采用中型叠螺式脱水机对瑞博斯造纸法再造烟叶废水处理系统的剩余污泥进行处理。中型叠螺式脱水机连续运行15d，运行稳定，处理效果很好。中型叠螺式脱水机的平均处理能力为36～42kg/h。从现场脱水机运行状况可以看出：泥饼含水率降至75%以下，可以满足外运要求。

4 结论

叠螺式脱水机可以将烟草薄片废水处理系统的剩余污泥压成含水率低于75%的泥饼，满足外运处置要求。实际应用结果表明，叠螺式脱水机可有效处理造纸法再造烟叶行业剩余活性污泥。

叠螺式脱水机具有能耗低、噪音小、易操作、不易堵塞、自动清洗等特点，特别适用于黏性污泥的压滤，而且操作是在封闭的环境中进行，脱水机周围无污泥及污水存在，极大地改善了操作人员的工作环境。同时，叠螺式脱水机投资与维护费用也较低，但与板框式压滤设备相比，叠螺式脱水机处理后的泥饼含水率在70%左右，仍然还有相当大的改进空间。