城市污水处理厂是削减水污染物的重要设施，在污水处理工程中，污泥作为污水处理过程的伴生物，其不仅含有丰富的氮、磷、钾等有益物质，而且也含有重金属、有机物质、病毒微生物、寄生虫卵等有毒有害物质。如污泥得不到及时、有效的处理，同样也会污染环境。因此，对污泥必须进行妥善处置，以保护环境。

目前，城市污水处理厂产生的污泥大多仅做到了浓缩和机械脱水处理，处置方式也主要是在垃圾填埋场填埋，或是简单的堆置。在污泥处理过程中，由于处理的简单化，或者不符合处置的要求，会存在“二次污染”的隐患，不仅不能充分发挥城市污水处理厂消除污染、保护环境的作用，也大大弱化了污水处理厂的水质净化功能。

污泥处理主要包括对污泥的浓缩、机械脱水和污泥的稳定、干化、焚烧等。而污泥脱水是整个污泥处理工艺的一个重要步骤或环节，通过机械脱水去除空隙水、附着水和毛细水等，其目的是使固体富集、减少污泥体积，为污泥的处置创造条件。为使污泥液相和固相相分离，必须克服它们之间的结合力，所以，污泥脱水中所遇到的主要问题是脱水能力的问题。为此，应针对结合力的不同形式，有目的地采用不同的外界措施来提高污泥的脱水效果。本文就如何选用污泥脱水中的主要设备——离心式脱水机谈点看法。

1 离心式脱水机

1.1 现状

在城市污水处理中，终点的一道环节就是对污泥的处理，如外运填埋、焚烧、制肥料等，但在这道工序之前，要对污泥进行一定程度的浓缩和（或）脱水。浓缩可以通过重力浓缩，也可以通过机械浓缩；脱水则主要是通过机械方式。鉴于对污泥的处置、人工费用、土地使用等要求的不断提高和污泥机械脱水技术的不断发展，目前采用大面积土地进行自然干化（脱水）的方式在国内外已越来越少，机械脱水方式已占主导地位。

污泥机械脱水主要分为两类：

（1）过滤式脱水机械。又分为正压过滤机械（如带式压滤机、板框压滤机）和负压过滤机械（如真空过滤机），污泥过滤脱水是依靠过滤介质（多孔性物质）两面的压力差作为推动力，使水分强制通过过滤介质，把固体颗粒截留在介质上，以达到脱水的目的。

（2）产生人工力场的脱水机械（离心式脱水机）。在人工力场的作用下，借助固体和液体的密度差，使固液分离。由于离心式污泥脱水机在运行时处于相对封闭的状态，异味相对较少，因此在国内城市污水处理厂中得到了较为广泛的使用。

1.2 分类

由于离心式脱水机工作时转鼓内的污泥在离心力的作用下使污泥与水分离，污泥紧贴在转鼓的内壁上，为了将离心分离出的污泥排出，必须使螺旋体与转鼓之间产生一个相对的差速。产生这一差速的方式目前常用的主要有双电机、多级行星齿轮减速和液压电动机等。

1.2.1 机械差速离心脱水机

机械差速起初由不可调速的机械差速器来形成差速，主要是通过带轮，后来发展为双电机来形成差速，目的都是形成转鼓、螺旋体各自独立的 转速，差速是这两个 转速的差值（即它们之间的相对转速）。目前，在污泥脱水中使用的机械差速离心式脱水机的差速装置，已由不可调速的机械差速器发展为可调速的双电机驱动机械差速器。

1.2.2 液压差速离心脱水机

液压差速器实际是固定于转鼓并随之同步旋转的液压电动机，当液压泵站通过特殊的高压旋转分配器向液压电动机供油时，螺旋体才会在液压差速器的驱动下产生叠加在转鼓转速（螺旋体的牵连转动）上的相对转动，从而形成转鼓、螺旋体之间的差速。

1.3 液压差速与机械差速离心脱水机的比较

1.3.1 电能消耗

脱水机在空载或轻载运行时，机械型、双电机型、液压型3种机型的能耗没有差别。但负重运行时，由于物料的牵连作用，将给机械型、双电机型各自独立的驱动源造成相互抵消的额外能量损耗，而液压型是通过增加液压电动机（差速低于30r/min）的扭矩来承受牵连作用的，因此不会产生上述的能量损耗。反映在设备的实际运行中，液压型的能耗明显降低。

1.3.2 脱水能力

由于液压差速器对负载变化有良好的自适应性，因此在转鼓、螺旋体的结构设计中就可针对城市污泥脱水较困难的特点，有意识地加大对脱水污泥的挤压度，即形成在前端螺旋体叶片对污泥的双向挤压效应，以提高污泥的脱水效率。而其它机型因为担心过载堵料，则不能采取这样的设计。

1.3.3 设备维护成本

设备排堵是机械离心脱水机头疼的维护工作，一旦出现机器堵料，只能解体整台脱水机转鼓，将污泥一点点地清除。不但耗工费时，且极易损伤转鼓。而液压型的差转速与转鼓的转速无关，可在整机静止的状态下，通过低速大扭矩的液压差速器的强力，极其缓慢地正反推动，逐步将污泥排出转鼓，由于安全扭矩可以通过设定液压系统的溢流压力来控制，因此液压型脱水机的排堵不会损伤设备。

1.3.4 污泥脱水效果

要想得到理想的高干度脱水污泥，可通过以下两个途径：一是提高转鼓转速来加大泥水分离，但这势必增大能耗、噪声，并缩短轴承皮带等易损件寿命，对转鼓材料也提出了更高的要求，同时高转速会降低絮凝剂的效率而增加加药量；二是减少转筒与螺旋体输送器间的差转速，但这会增大输送器的推料扭矩。

由于液压差速器能以小差速大扭矩进行工作，从而使污泥脱水全过程是离心力+双向挤压力，也就是说，要提高污泥脱水效果的 选择是采用液压差速器。液压差速驱动是国际公认的 技术，其特点是其他形式离心机所无法比拟的。

液压式离心脱水机的主要优点是：

（1）采用大扭矩液压差速器，具有输出扭矩大（同等体积下，推料扭矩比机械差速器大2～4倍），提高了脱水固体的输出量。

（2）差速根据负载变化、差速自动反馈调节、推料功率自动补偿等，使固渣在机内不仅受离心压力，而且在前期两个螺叶间作双向挤压，以保证固渣的恒定干度，并在排出固渣后自动恢复初始差速，故不易发生堵料情况，且同样的处理能力比一般离心机药耗和电耗均省30%，噪声小于84dB。

（3）能在小差速下输送，一般液压小差速可达0.3r/min，而机械差速器较小差速为3～5r/min，相差10余倍，即污泥在分离过程中的停留时间可多增加10余倍，使物料停留时间更长、出泥更干。

（4）堵料故障排除无需拆机，只要启动液压装置，便可自动排渣和清除积料。

2 结语

虽然目前国内大部分城市的污水处理厂在污水处理中已采用了浓缩、脱水的简单化处理，并采用了污泥外运填埋处置的方式，但实际经验和相关数据证明，脱水后的污泥均因力学指标达不到要求，而不受填埋场的欢迎。要使脱水污泥达到填埋场的力学指标要求，必须选用更加合适的污泥脱水机械和合适的调理药剂。本文推荐的液压式离心脱水机是目前条件下选型较为理想的污泥脱水机械。相对其它形式的离心脱水机更具优势。