摘要：在燃煤电厂生产的全部过程中，原水预处理和脱硫废水净化处理产生的污泥一般都会采用脱水外运处理，叠螺式污泥脱水设备在市政废污水处理和其它行业颗粒滤出脱水工艺中得到了广泛应用，电力生产中应用不多。我公司是目前为数不多的几家采用该设备的电厂，在使用的过程中积累了一定的应用经验，本文旨在通过对该设备系统的原理和使用效果进行论述，以拓宽水处理工艺中的设备选型思路。
电厂原水预处理系统泥浆脱水工艺应用最多的是板框式脱水机和离心式脱水机，叠螺式脱水机在电厂的应用是最近几年开始的。叠螺式脱水机在构造原理上与叠片式过滤器相似，一条螺旋轴在一组环状动、静叠片交替排列组成的管腔内转动，动环片内径略小于固定环内径，动环片在螺旋轴的拨动下与固定环产生相对运动，工作时泥浆沿螺旋轴在管腔内移动，泥浆中的水由动静环片间隙滤出，浓缩后泥浆被中心螺旋轴推动向前并进一步浓缩成泥渣，在叠片组和螺旋轴的末段，泥渣被螺旋轴产生的推力挤压和脱水，最后到达出泥口，脱水后的泥块落入泥块收集料斗，收集运出。
叠螺式脱水机的螺旋轴由变频电机驱动，通过调整电机的转速，能调整泥浆处理量，配合变频泥浆给料泵流量的调整，能控制设备不一样的出力水平连续运行。泥浆进入叠螺式脱水机絮凝混合槽后加入适量助凝剂(PAM)，使泥浆中的泥渣形成较大的团块，便于分离泥渣和水。
螺旋轴的转速通过变频电机控制在5～20转/分钟，转速慢，运行平稳安静，相比于离心式脱水机大幅度减少了噪音，也减轻了动静部件间的磨损，设备维护工作量小。与板框式脱水机相比，叠螺式脱水机实现了连续运转，运行人员调整好泥浆流量、螺旋轴转速和助凝剂加药量后，叠螺式脱水机连续平稳运行，无须其它操作，只需在泥斗收集满时安排车辆运出，实现无人值守运行。
叠螺式脱水机在城镇污水处理应用较多，但在电厂的水处理工艺中鲜有应用，适用于原水预处理和脱硫废水系统的泥浆脱水。目前本公司在脱硫废污水处理系统安装一台叠螺式脱水机，在原水预处理系统安装两台叠螺式脱水机，投产以来运行平稳，无人值守运行。
相比于板框式脱水机和离心式脱水机，电力行业对该机型了解相对较少，缺少相关的资料和使用经验，随着少部分电厂开始使用这一泥浆脱水工艺，其优异的性能和较少的维护工作量，使更多化学专业技术人员开始关注这个机型。对于不一样的废水泥浆，设备选型时要求的材质不同，一般原水预处理系统产生的污泥和城市中水产生的污泥，选用普通不锈钢材料质地可满足需要，但对于氯离子、硫酸根离子含量较高的脱硫废水，则要求选用更加耐腐蚀的钢材，与之配套管道和附件，也要选用相应等级的耐蚀材料。
叠螺式脱水机系统由变频泥浆泵、絮凝混合槽、叠螺脱水组件、助凝剂配制及加药系统、喷淋水系统组成。由原水预处理系统排出的泥浆由变频泥浆泵送入絮凝混合槽，与助凝剂混合后均匀搅拌，凝聚成较大渣块后送入叠螺脱水组件内完成脱水。系统设置冲洗淋水系统，间歇淋洗由叠螺片缝隙挤出的少量泥渣，保持设备整洁。
自动配药系统(自动泡药机)。叠螺式脱水机工作中需要连续加入助凝剂，助凝剂用量较大，采购液体助凝剂经济性较差，系统一般配套助凝剂自动配制设备。该设备由干粉料斗、配制槽、熟化槽和储存槽组成。聚丙烯酰胺干粉由变频电机带动给料螺杆精确均匀地送入配水器，与水连续均匀混合后落入配制槽，在搅拌器的作用下溶解并均匀混合，混合好的液体自流入熟化槽，进一步搅拌熟化，最后自流入储存槽备用。通过储存槽的液位开关控制，可实现自动配药装置的自动运行，运行中根据储存箱液位自动启动配制药液，配制好的助凝剂液体可通过助凝剂计量箱的进药电动阀门控制，自动向计量箱补充助凝剂。
调节助凝剂的加入量与泥浆流量匹配，控制出泥含水率。助凝剂加药量多时，泥浆中的水分因助凝剂含量多，水的粘性增大不易从叠片缝隙滤出，后续的渗出和挤压效果变差，造成出泥不畅。助凝剂加药量少时，泥浆中固体颗粒与水分离效果差，泥浆微粒堵塞叠片缝隙，使水渗出受阻，出泥含水率也会增加。使用中可通过量筒调整试验，确定合理的助凝剂加药量范围，达到满意的脱水效果。
叠螺组件出泥背压板间隙大小会影响出泥含水率，较小的背压板缝隙，泥块由缝隙被挤出时需要较大的推动力，同时使脱水段的泥渣腔室内压力升高，螺杆的挤压作用增大，泥渣中水分在挤压作用下渗出充分，出泥含水率降低，但过小的背压板间隙会使泥块含水率较低，泥块干燥硬化，螺杆挤扭矩增大，易造成螺杆断裂损坏。
助凝剂自动配制设备工作时，设定的浓度过高，干粉给料螺杆送出的干粉量大，在配水器内不能及时均匀地分散在水中，易造成配制槽内结块堵塞，流动性差，必须合理控制助凝剂配药浓度，通过试验设定适当的干粉螺杆转速，使配制过程中的配制槽不发生结块，熟化后的助凝剂药液有适当的流动性，在满足加药量需要的同时，实现助凝剂配制设备自动运行，一般调整助凝剂浓度0.4～0.5ppm即可。
另外，因为助凝剂有粘性，应最大限度地考虑储存槽到计量箱的管道阻力，设计时可采用较大管径的管道和阀门，避免因流出不畅，输出出流量低于配制设备的进水流量，使储存槽液位反复升高降低，触发设置在储存槽内的液位开关，频繁启动和停止整套助凝剂配制设备。
叠螺式脱泥设备长时间停运后再启动易发生螺旋轴卡堵。根本原因是叠螺组件内的残留泥渣逐渐变干，启动后干硬的泥块在出泥口卡堵，造成整个脱泥机组件内压力升高，进而使后段的泥渣过度脱水硬化，整条螺旋轴因泥块硬、阻力大，螺旋轴的旋转阻力升高，超过螺旋轴电机的最大力矩时发生报警停运，甚至因扭矩过大造成螺旋轴开焊损坏。所以在每次停运叠螺式脱泥机时应先停止向叠螺组件供入泥浆，继续运行10分钟，使螺旋轴内的泥渣彻底排出，或者采用低频率连续运行方式，减少长时间停运的影响。也可采用松开出泥口档板，彻底排净叠螺组件内的泥渣，长期备用。
叠螺式脱泥机运行两年后，出现了螺旋轴内泥块卡堵问题，拆解清理后该问题仍反复出现。经测量螺旋轴与动环间隙发现，螺旋轴的螺旋板与动环间隙平均达到5～6mm，螺旋板因斜向交叉切割动环，动环在螺旋板外沿切割出均匀的沟槽，检修人员在以往的拆解检修过程中磨去沟槽突出部分，减小了螺旋板的外径，使螺旋轴与动环配合间隙增大，泥渣在受到挤压时向压力相比来说较低的螺旋轴后侧返流，造成泥渣在螺旋轴内过度循环脱水变干硬化，影响向出泥口流动而发生卡堵。比较测量磨损动环内径与备用动环内径，使用两年后磨损量小于0.1mm，磨损主要发生部位是螺旋板外沿，经过补焊螺旋板外沿修复后，螺旋板与动环平均间隙1～1.5mm，复装后与备用新螺旋轴比较运行，修复螺旋轴的出泥状况与新螺旋轴相同，恢复了设备原有性能，观察运行3个月未再发生泥块卡堵问题。
1) 转速低、噪音小。运行中的转动设备转动速度低，功耗小，设备正常运行平稳无振动，噪声轻微，有助于减轻磨损，延长设备使用寿命。
2) 远程控制容易实现。运行中的设备在定期巡检时查看出泥状况，通过远方DCS系统调整助凝剂加药量和螺旋轴转速，可控制出泥效果。
3) 运行维护量小。设备正常运行平稳，运动部件磨损消耗量小，可满足长时间连续运行，不需要经常维修。
5) 出力调节灵活。通过调节泥浆泵频率控制供泥量和调整叠螺组件螺旋轴转速，可平稳调节设备出力，与泥浆产生量匹配，维持原水处理系统的平稳运行。
6) 泥浆浓度适应范围宽。适宜的泥浆浓度为10Kg/m3,与原水预处理系统排泥浓度相当，无须浓缩过程即可用于脱水处理，泥浆的浓度变化对叠螺式脱水机工作影响不大，出泥的含水率基本保持恒定。
随着电力工业的持续不断的发展，自动化程度慢慢的升高，人工操作逐渐被自动控制代替，设备运转的可靠性和稳定能力是影响自动运行的重要的条件，企业减少人员使用，每位员工负责操控的设备量大幅度增加，这就对设备的无人值守提出了更高的要求。目前电力企业原水处理工艺中使用较多的是板框式脱水机和离心式脱水机，板框式脱水机属于间断运行的设备，运行中泥块粘结在滤布间隔层上不易清理，需要人工就地监视和清理，滤布的常规使用的寿命有限，需要定期更换。而离心式脱水机转速很高，对轴承等转动部件精度要求高，维护工作量较大，高精度配件费用高和运行中的噪音大是比较普遍的问题。叠螺式脱水机经过调试后能达到连续稳定运行，运行中螺杆转速低，噪音小，调整适当出泥含水率运行，设备磨损小，维护工作量小。值班人员定期巡检，根据出泥情况微调助凝剂加药量可以在一些范围内控制出泥含水率，泥浆泵给料流量调整范围较宽，可以在低流量和额定流量间平稳调节出力，配合助凝剂加药量调整，实现出力水平的平稳调整。叠螺式脱水机设置远程控制启停，结合助凝剂自动配制装置的自动配药，引入DCS程控系统，满足远程操作和自动控制要求。
电力生产的全部过程中节水要求慢慢的升高，市政中水的使用对电厂原水预处理提出了更高的要求，中水中菌类和有机质大量增加，污泥的产生量也相应增多，污泥粘性大，使用板框式脱水机对泥浆脱水时，工作过程中泥块易粘结在板框式脱水机滤布上，同时，生物粘泥的比重比较小，也给使用离心式脱水机的脱水过程造成困难，而叠螺式脱水机的应用，能够准确的通过污泥的性质调节出泥挡板间隙，结合助凝剂加药量的合理调节，控制出泥含水率，适应不一样类型污泥脱水需要。
在电厂脱硫废水净化处理的应用中，需要选用适合脱硫系统高硫酸盐和高氯离子材质的叠螺式脱水机，避免普通不锈钢在恶劣使用环境下快速腐蚀损坏。脱硫废水泥渣有比较高的粘性，板框式脱水机运行中常常会出现的粘附问题，在叠螺式脱水机的应用中能得到较好的解决。
叠螺式脱水机也可大范围的应用于水中颗粒物的筛分和收集，例如，在某水域蓝藻爆发期间，用于收集水中蓝藻，连续向叠螺式脱水机内注入含大量蓝藻的混合水，脱水后的蓝藻被连续装袋收集，收集效率高，操作简便。
其它应用领域，如原水的石灰石软化处理，市政自来水处理设备泥浆的脱水处理，其它行业的颗粒物分离产生的大量浆液的处理等，叠螺式脱水机也是较理想的选择，结合自动控制系统的应用，对提升整体自动控制水平很有帮助。