叠螺机作为机械式污泥脱水设备,其核心功能是将含水率95%-99%的污泥浓缩脱水至80%-85%的泥饼,叠螺机广泛应用中小规模项目中。
叠螺机的核心原理是螺旋挤压与动静环片过滤相结合的渐进式脱水过程,其运行包括:絮凝混合、重力浓缩、螺旋挤压脱水、泥饼排出、自清洗。
1、絮凝混合:
污泥(通常来自浓缩池)首先进入絮凝混合槽(或管道混合器)。在此处,高分子絮凝剂(如PAM)被定量加入,并通过搅拌装置(或管道湍流)与污泥充分混合。
絮凝剂使污泥中的细小颗粒凝聚成较大的、具有网络结构的絮团(矾花),这是后续固液分离的基础。絮凝效果的好坏直接影响最终的脱水效率和泥饼含水率。
2.重力浓缩:
絮凝后的污泥进入叠螺机主体的浓缩段。此部分由相对较宽的动静环片间隙组成。污泥在缓慢旋转的螺旋轴推动下向前移动。在此过程中,大部分自由水在重力作用下通过动静环片之间的缝隙(滤缝)被挤出,形成滤液排出。污泥体积显著减小,浓度提高,流动性降低,为后续挤压脱水做好准备。
3.螺旋挤压脱水:
浓缩后的污泥继续被螺旋轴推入脱水段,包括以下几个核心部分:
滤缝逐渐变窄: 动静环片之间的间隙沿着污泥前进方向呈锥形逐渐减小。
背压板形成压力: 在脱水段末端,设置有可调节的背压板(或称挡板),形成一个机械阻力。
挤压过程: 螺旋轴持续旋转推动污泥前进,但由于背压板的阻挡和滤缝的逐渐变窄,污泥在脱水段内部受到的空间限制越来越大,承受的挤压压力逐渐升高。在这个持续增大的压力作用下,污泥絮团内部的水分(结合水)被进一步强力挤压出来,通过越来越窄的滤缝排出成为滤液。
4.泥饼排出:
经过高压挤压脱水后,形成含水率较低的固体泥饼。泥饼被螺旋轴推出脱水段末端,通过排泥口排出机外,通常落入料斗或输送设备。
5.自清洗:
叠螺机在运行过程中,动静环片之间存在微小的相对运动(动环随螺旋轴缓慢旋转,静环固定)。这种相对运动以及挤压过程中污泥的推移作用,能有效防止污泥堵塞滤缝。同时,设备通常配备自动冲洗系统(喷淋装置),在停机或必要时用高压水冲洗动静环片间隙,彻底清除残留污泥,保证滤缝通畅。
一台完整的叠螺式污泥脱水机系统包括:主机主体、絮凝混合系统、滤液及冲洗水系统、电气及控制系统、辅助部件。
1、主机主体
主机由螺旋轴、动静环片组、主体框架、背压板、驱动装置几部分组成。
螺旋轴
核心驱动部件。通常为变螺距设计(浓缩段螺距大,脱水段螺距小),或变轴径设计(脱水段轴径增大)。表面需耐磨处理(如堆焊耐磨层)。由主电机通过减速机驱动。
动静环片组
动环片:固定安装在螺旋轴上,随螺旋轴一起旋转。数量众多,精密排列。
静环片:固定安装在主体框架上,不旋转。同样数量众多,精密排列,与动环片交错叠合。
滤缝:动环片与静环片之间形成的微小缝隙(通常在0.3mm – 1.5mm范围内可调或固定)。是滤液排出的通道,其宽度决定了可截留颗粒的大小和最终泥饼含水率。
主体框架/壳体
支撑和容纳螺旋轴、动静环片组等核心部件,底部设有滤液收集槽和排出口。
背压板
位于脱水段末端出口处。通过调节其与螺旋轴端面的间隙(或施加的弹簧/液压压力),可以控制脱水段内部的挤压压力大小,从而调节泥饼的干度和处理量。是重要的操作调节点。
驱动装置
包括主电机、减速机(通常为摆线针轮或齿轮减速机)、联轴器等,提供螺旋轴旋转的动力。通常配备变频器进行转速调节。
2、絮凝混合系统
絮凝混合系统包括絮凝剂的制备、絮凝剂的投加及混合几个部分。
絮凝剂制备装置
包括干粉或乳液储罐、溶解罐(带搅拌)、熟化罐(可选)、储存罐、稀释装置(可选)。用于将高分子絮凝剂配制成所需浓度的溶液。
絮凝剂投加系统
包括计量泵(通常为螺杆泵或隔膜泵)、流量计(可选)、阀门管路等。用于将配制好的絮凝剂溶液精确、定量地投加到污泥中。
混合装置

可以是独立的絮凝混合槽(槽内带搅拌器),或管道混合器(如静态混合器)。确保污泥与絮凝剂充分、均匀混合,形成良好的矾花。
3、滤液及冲洗水系统
滤液收集盘/槽: 位于主体下部,收集从动静环片缝隙中挤出的滤液,并通过管道排走(通常回流至调节池或前端处理单元)。
冲洗水系统: 包括冲洗水泵、管路、喷淋管/喷嘴(通常位于动静环片组上方或内部关键位置)。用于在停机时或必要时(如堵塞报警)自动或手动对动静环片间隙进行高压冲洗,保持滤缝畅通。冲洗水通常使用清水或处理后的回用水。
4、电气及控制系统
该部分包含:控制柜、PLC(可编程逻辑控制器)、HMI(人机界面)、传感器几个部分。
控制柜
包含主电机启停控制、絮凝剂泵控制、冲洗泵控制、搅拌器控制等。
PLC(可编程逻辑控制器)
核心控制大脑,实现设备的自动运行、联锁保护(如缺泥保护、过载保护、冲洗联动)、参数设定与监控。
HMI(人机界面)
触摸屏,用于操作人员设定参数(如螺旋轴转速、絮凝剂投加量、背压、冲洗频率/时长)、查看运行状态(电流、压力、报警信息)、历史数据等。
传感器(可选)
如污泥浓度计(控制絮凝剂投加)、流量计(污泥/絮凝剂/冲洗水)、压力传感器(监测背压或挤压段压力)、液位开关等,用于更精确的自动控制。
5、辅助部件
机架/底座: 支撑整个设备。
罩壳/盖板: 防护和安全,减少运行噪音和水汽散发。
排泥斗/输送机接口: 便于泥饼收集和转运。
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参数 |
典型范围/值 |
备注 |
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进泥浓度 |
0.5%-3.0%DS(5-30 g/L) |
低于0.5%易跑泥,高于3%可能影响混合 |
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絮凝剂投加量 |
0.1%-1.0% (干泥重) |
需小试确定,与污泥性质、絮凝剂类型相关 |
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螺旋轴转速 |
1-5RPM |
变频可调 |
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背压板间隙 |
几毫米 (可调或固定) |
根据设备型号和污泥调整 |
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泥饼含水率 |
80% – 85% |
目标值,受污泥性质和运行参数影响大 |
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冲洗水压 |
≥ 0.4 MPa (4 bar) |
保证冲洗效果的关键 |
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冲洗时间/频率 |
每次停机冲洗数分钟 |
必须执行 |
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处理能力(绝干泥) |
≤500 kgDS/h (单机) |
具体看设备型号规格 |
叠螺机以其低能耗、低噪音、不易堵塞、操作简便、环境友好等优点,成为许多污水厂污泥脱水的优选方案。
在选型时需充分考虑污泥特性(类型、浓度、粘性、含砂量)、处理规模、泥饼含水率要求、现场条件(空间、噪音限制)以及运行维护成本。
在运行管理中,保证良好的絮凝效果、精确控制运行参数(背压、转速、进泥)、严格执行冲洗程序是确保叠螺机高效稳定运行、延长使用寿命的核心要点。