1 前言

泸天化公用工程车间机械搅拌悬浮渣层型澄清池装置是70年代初期从美国凯洛格公司引进年产30万吨合成氨成套工厂而配套的水处理装置，原水经机械搅拌悬浮渣层型澄清池（投加石灰浆、硫酸亚铁）去除暂时硬度，制得软化水进入下一道工序。澄清池运行过程中，产生的泥浆（主要成分碳酸钙）通过澄清池内外圈排入泥浆池。澄清池外排泥浆水若直接外排会导致公司总排口pH超标；泥浆水将影响在线监测仪表COD的分析数据。根据公司环保要求，需要澄清池达到零排放。2018年1月泥浆泵出口管线盲堵后，澄清池运行中产生的泥浆在澄清池、泥浆池、回收水池中循环，越积越多，影响澄清池搅拌机的稳定运行。车间提出新建一套叠螺污泥脱水装置，用于处理澄清池排放泥浆水。2018年9月叠螺污泥脱水装置安装完毕，在试运行过程中，出口泥饼含水率高，泥饼未成型。车间提出优化措施，解决泥饼含水率高且泥饼未成型的问题。

2 叠螺污泥脱水装置工作原理

脱水机叠螺主体是由固定环和游动环相互层叠成圆筒，螺旋轴贯穿其中形成的一种过滤装置。因螺旋轴的内径比游动环的内径大，所以螺旋轴的旋转就带动游动环做圆周运动，防止堵塞。固定环和游动环之间的空隙沿着泥饼出口方向，从浓缩到脱水部逐渐变小。污泥在浓缩部通过重力浓缩后，被运输到脱水部，在排出口背压板产生的内压作用下达到强行脱水。

3 叠螺污泥脱水装置工艺流程

污泥收集池的污泥，通过污泥输送泵输送到计量槽内。

输送到计量槽内的污泥，通过计量输送到絮凝混合槽，剩余的污泥通过水位调整管回流到污泥收集池。

输送到絮凝混合槽内的污泥，注入高分子絮凝剂，搅拌使污泥和高分子絮凝剂反应形成絮团。

污泥通过搅拌形成絮团后，输送到叠螺主体。

形成絮团的污泥输送到叠螺主体，在叠螺浓缩部通过重力浓缩输送到脱水部。

脱水部移动环和固定环的间隙变窄，脱水泥饼经背压板加压脱水后，排出泥饼。

4 叠螺污泥脱水装置运行中存在的问题

2018年9月水处理叠螺污泥脱水装置试车以来，累计运行18次，30小时。叠螺污泥脱水装置含水率偏高（高达86%）且泥饼未成形，叠螺机出口泥饼无法后续处理。

5 原因分析

叠螺污泥脱水装置出口泥饼含水率=干污泥重量/湿污泥重量。

2018年9月叠螺污泥脱水装置含水率偏高次数统计见下表：

从上表中可以看出叠螺机矾花效果不好总计发生8次，占叠螺机出口泥饼含水率高频次的66.7%，故可判断造成叠螺污泥脱水装置出口泥饼含水率高的症结：叠螺机混合槽矾花效果不好。

根据叠螺机混合槽矾花效果不好的症结，通过多次的实验及咨询了叠螺污泥脱水装置生产厂家确定了两个原因：

5.1 加药泵过滤网堵塞

叠螺污泥脱水装置采用的絮凝剂为聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺是一种水溶性高分子化合物，溶于水后成为线型的有机聚合电解质絮凝剂，由于其分子链上含有一定数量的极性基团，能够吸附污水中悬浮的固体颗粒，凝聚形成较大的絮状污泥团块，从而加速悬浮液中污泥颗粒的沉降，并使溶液澄清，促进叠螺污泥脱水装置脱水。聚丙烯酰胺（PAM）在与污泥混合进行絮凝反应时，需要加水充分搅拌溶解，使之成为聚合电解质溶液后才可使用，在叠螺污泥脱水装置运行过程中，药剂储罐内聚丙烯酰胺颗粒互相黏结形成难溶于水的胶状物（如棉花团）导致加药泵进口管线的过滤网经常发生堵塞。过滤网发生堵塞后，影响过流量。

5.2 污泥槽无搅拌装置

叠螺污泥脱水装置的污泥槽采用以前泥浆收集池，没有搅拌装置，从叠螺机运行情况来看，污泥泵只能吸入入口周围1米范围内的泥浆，澄清池排放的泥浆水很短时间内发生自然沉降，时间一长污泥泵就只能吸入清水，叠螺机计量槽无泥浆进入，影响混合槽的矾花形成效果。

6 措施

针对叠螺污泥脱水装置运行过程中存在的两个问题，车间提出了相应的整改措施。

（1）每两日清洗加药泵过滤网一次，并且形成管理规定，下发班组对操作人员进行培训。

（2）叠螺污泥脱水装置，污泥槽无搅拌装置，咨询叠螺污泥生产厂家，厂家无法解决。车间技术人员提出合理化建议：在澄清池泥浆泵出口新增两根管线和两个阀门，一根DN40管线从泥浆泵出口至叠螺污泥脱水装置，一根DN100管线从泥浆泵出口至泥浆池（通过该管线回流，解决泥浆短时间自然沉降）。

7 措施实施后效果

通过以上措施的实施后，叠螺污泥脱水装置含水率下降至57.57%，叠螺机已经运行累计产生了50吨左右的一般固废（主要成分碳酸钙），该部分一般固废用于煤锅炉烟气脱硫。确保了水处理岗位澄清池的稳定运行，2019年未发生因为淤泥堆积导致澄清池搅拌机链条脱落的现象。虽然没有实现直接的经济效益，但是解决了澄清池含碳酸钙泥浆水的排放问题，具有明显的环保效益。

8 下一步技改设想

公用工程车间选用的叠螺污泥脱水装置为131，污泥处理量为5m³/h，叠螺污泥脱水装置绝干污泥处理量为10～14kg/h，出口泥饼含水率按60%计算，出口泥饼含泥量为40%，则叠螺污泥脱水装置含水污泥处理量为（10～14）÷0.4=（25～35）kg/h，根据实际运行情况来看，叠螺污泥脱水装置运行5天，累计20小时，产生700kg。则每小时产生的量为700÷20=35kg，达到叠螺污泥脱水装置的设计处理量。2019年全年澄清池投加200吨熟石灰，熟石灰在水中反应生成碳酸钙，由于分子量的变化约产生273吨碳酸钙，按照现在叠螺污泥脱水装置的处理能力及运行方式来看，仅仅能处理澄清池每日内圈的排泥量。2019年12月9日水处理澄清池处理搅拌机齿轮箱漏，启动管道泵将澄清池液位降至检修平台，发现澄清池外圈堆积了很多的泥浆。建议新增一套标准处理能力为200m³/h的脱水装置，可以同时处理澄清池内外圈排放的泥浆水，为下一步澄清池排水更换搅拌机轴承做准备工作（澄清池搅拌轴承已经有两年未更换，一旦搅拌机轴承出现故障，不具备检修条件）。