水是地球上寶貴的一種自然資源，生命起源于古代的海水之后，一切生物皆離不開水，自來水更是現代人們生活、生產活動必不可少的。

在當今生產自來水的工藝中，以湖水為資源，使用氣浮工藝生產自來水的方法是水廠產水一種重要方法。它是利用高度分散的微小氣泡作為載體去粘附水中的懸浮物（主要是藻類和微生物），使其密度小于水而浮到水面上以實現固液分離的過程。在氣浮完成后，氣浮池產生的污泥具有很好的流動性，體積龐大，直接排放入污水處理廠，增加了污水廠的負擔。這就需要采用一種污泥處理的方法，直接進行污泥脫水，水相回用，使污泥體積比大為縮小，脫水后泥餅可運輸、堆放或制成堆肥，變廢為寶。

1 臥螺離心機分離原理

臥螺離心機，全稱是臥式螺旋卸料沉降離心機，因其具有帶式壓濾機、真空過濾機等污泥脫水機械所不具有的優點，已經在國際上被普遍使用了。作為污泥脫水的主機，臥螺離心機避免了傳統工藝存在的種種弊端，如：污泥脫水敞開進行，現場環境惡劣，臭味大，大量使用絮凝劑和清洗用水，日常運行成本高，設備體積龐大，征地和基建費用高等等。臥螺離心機的工作原理如下：待處理的污泥由管道進入污泥進料系統輸入端，經污泥切割機對其中的長纖維等雜質進行切割粉碎，再由進料泵（單螺桿泵）通過流量計計量后輸入污泥脫水主機（臥螺離心機）。絮凝劑（粉劑或液劑）在配藥箱中按比例稀釋并充分溶解攪均后，進入儲藥箱，由加藥泵控制，以脫水工藝要求確定的流量，經稀釋水按0.08～0.12%濃度稀釋后進入脫水主機與待處理污泥混合，絮凝成礬花，污泥經脫水主機脫水處理后，被澄清的污水由澄清液管道排出，脫水污泥則源源不斷地從主機排渣口排出，再由柔性無軸污泥輸送機移送至指定地點或直接裝車外運。待處理的污泥連續不斷輸入，澄清液及脫水污泥源源不斷連續排出、輸送，是一個全自動處理過程。整套裝置的加藥、進料、污泥輸送及主機的運行狀況均由全自動PLC電-液控制箱檢測、控制，使該裝置成為全自動的成套操作單元。

對于采用湖水生產自來水的工藝，由于湖水中含有大量的藻類，所以宜采用氣浮工藝按氣泡產生的方法，氣浮可分為加壓溶氣氣浮法、噴射氣浮法、機械細碎空氣氣浮法、多孔材料鼓風布氣氣浮法和電解氣浮法。不管是采用哪種方法，氣浮后的微小氣泡具有一定的穩定性，再加上藻類中99%以上是水，所以污泥很穩定地浮在水面上，這就給污泥脫水帶來了相當大的難度。

在這種污泥的脫水工藝中，若采用帶式壓濾機進行脫水，由于藻類含水率高，并具有相當的粘性，經試驗，帶式壓濾機根本無法使用；而采用臥螺離心機進行脫水，由于該機轉鼓和螺旋之間的差速，在高速旋轉過程中能夠打碎大部分的微小氣泡，從而能有效地脫去污泥中的游離水。

2 臥螺離心機的應用

對于典型的采用氣浮法生產自來水的廠家，如一家日產水30萬噸的水廠，引用湖水再加入少量水庫水，采用氣浮工藝生產自來水。因湖水中含有大量的藻類和微生物，氣浮后的污泥全部是藻類、微生物和極少量泥砂，對該污泥的脫水，采用LW350×1550NY型臥螺離心機進行脫水試驗，根據試驗結果，得出了臥螺離心機轉速、絮凝劑投加量、螺旋差速與脫水后出泥含固率之間的關系：原液為氣浮污泥，含水率96.7%，所投加絮凝劑為陽離子型聚丙烯酰胺，投加濃度為0.1%。

2.1 臥螺離心機轉速與出泥含固率之間的關系

若改變臥螺離心機的轉速，則與出泥含固率之間數據如下（其中，螺旋差速為18r/min，絮凝劑投加量為3.5kg/tds）：

注：kg/tds為每分離出1噸絕干污泥所需加入的絮凝劑的公斤數。

臥螺離心機運行時的工作轉速對于污泥脫水的影響不大，一般來說，城市生活污泥脫水、工業污泥脫水、自來水污泥脫水等，選用臥螺離心機的工作轉速不宜過高。這樣，可以防止絮凝好的污泥顆粒被打碎，也可以延長機器的使用壽命；對于LW350×1550型臥式螺旋卸料沉降離心機，工作轉速以2500r/min左右為宜。

2.2 絮凝劑投加量與出泥含固率之間的關系

若改變絮凝投加量，則投藥量與出泥含固率之間的關系數據如下（其中，臥螺離心機轉速為2220r/min，螺旋差速為18r/min，進料量為3.0m3/h）：

絮凝劑（陽離子型聚丙烯酰胺）的投加量對臥螺離心機污泥脫水的結果影響較大。當進料量為3.0m3/h。投藥量大于3.2kg/tds時，脫水效果較好；所以，根據脫水清液及污泥的實際情況以及用戶的經濟利益，對于該藻類氣浮污泥，投藥量約為3.2kg/tds為佳。

2.3 螺旋差速與出泥含固率之間的關系

若改變臥螺離心機的螺旋差速，則差速與出泥含固率之間的關系數據如下（其中，臥螺離心機轉速為2220r/min，投藥量為3.2kg/tds）：

對于該藻類氣浮污泥，小差速無法進行脫水，由于藻類污泥體積龐大，含有大量細胞水，所以小差速不適宜；只有增大差速，加快推料速率，才能使脫水過程順利進行。當差速達到18r/min時，脫水效果較好。

上述一系列的試驗結果表明，對于藻類氣浮污泥，采用臥螺離心機進行脫水是非常有效的，經臥螺離心機脫水后的污泥，可以堆放、運輸。

3 結束語

隨著社會經濟的飛速發展，對環境保護的要求控制更嚴格。無論采用何種水處理的方法，總會產生污泥，如何處理這些污泥成了當務之急。國際上，在水處理的后道工序，污泥脫水工藝中已普遍采用離心機脫水的方法，且其達到的處理效果已遠遠超過了傳統的帶式壓濾機、板框壓濾機等達到的處理效果。我國未來在污泥脫水工藝中發展方向應該是向國際看齊，采用臥螺離心機脫水的方法將會被廣泛應用于各種水處理的過程中。