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1 前言
深圳市污水排海工程是国内首先实施的一项大型城市污水处理工程，该工程的处理水量为73.6万m3/d，服务范围东起福田区皇岗路，西至南山区的特区中西部地区，服务面积103km2。工程分期实施，第一套系统35.2万m3/d规模已全面投入运行。
该项工程源于“六五”国家科技攻关课题，清华大学的研究成果“深圳河（湾）水环境容量研究”。“研究”详细分析了特区水环境的承受能力及市政发展规划，建议建设贯穿特区中、西部的截污干管，将市政污水经一级处理后采用海底扩散器排放入珠江口的伶仃洋，具有明显的社会、环境、经济效益。深圳市政府采用了该项研究成果，南昌有色冶金设计研究院（设计总承包单位）、深圳市市政工程设计院、第九设计研究承担了设计工作，并由深圳市给排水工程建设指挥部组织建设实施。
2 系统组成
2.1系统组成
福田区皇岗路以西的污水，截流提升后经两条污水排海干渠并沿途截留污水至南山污水处理厂，污水经一级处理后通过排海泵房压力输送至妈湾的工作井，再经海洋放流管海底扩散器排入珠江口伶仃洋。
2.2 南山污水处理厂处理工艺
污水经总提升泵房格栅截污，并由潜水泵提升经细格栅进入曝气沉砂池，污水曝气沉砂后，经流量计，再通过配水井配水至十二座φ45m辐流式沉淀池。沉淀池出水由排海泵房加压输送至工作井，经海底扩散器排入珠江口。沉淀池污泥静压排出，生污泥直接送至压滤机脱水。
2.3 污泥处理
污水处理厂原设计设污泥消化系统，消化后污泥量为915m3/d，利用芬兰无息贷款引进3台带式压滤机。后因故未实施污泥消化，改为生污泥脱水工艺。
第一套系统生污泥量为1034m3/d（初沉池污泥，含水率96%）。
生污泥经带式压滤机脱水后外运至垃圾场填埋。
带式压滤机运行几年来，出现某些不适应性。
（1）引进设备的备品备件不方便；
（2）滤网堵塞，冲洗困难，异致实际生产能力下降；
（3）滤布使用周期短；
（4）带式压滤机工作环境差，尽管车间设计了排风系统，但车间仍气味难闻，操作人员反应强烈；
3 探索新的污泥脱水设备
3.1 开发国产先进的污泥脱水设备
为克服带式压滤机运行之中的不足之处，迫切需要开发新一代处理能力大，操作弹性大、密闭性能好、劳动强度低、占地面积小、便于操作维护、自动化程度高、备品备件方便的污泥浓缩脱水装置。
为此，1998年国家经贸委对“卧螺离心脱水机与污泥浓缩机一体化”作为城市污水处理关键设备技术开发项目之一，予以支持研发。南山污水处理厂所需污泥脱水设备由重庆江北机械厂中标承担了该项目的研制与生产。
2000年6月，首台LWY520×1924-N压榨式卧螺离心机生产制造成功；
2000年9月，该设备安装在南山污水处理厂；
2000年11月，设备调试成功投入生产。
该设备运行至今已2年。
3.2 关键技术和工艺
首台国产大卧螺离心机及其一体化装置，要求在技术上达到国外引进设备，在运行中适合国内污水污泥状况，在选材上符合中国国情，从而确定了一套技术方案。
（1）螺旋结构的优化设计
选择了逆流压榨型带状螺旋叶片结构。
（2）差速器的设计
借鉴法国坚纳公司的成功经验，选用摆线针轮行星差速器传动方案，选用了传动比I=87的摆线针轮差速器。
（3）进出料口及螺旋叶片的防磨结构
在螺旋的出料口和转鼓出渣口处堆焊硬质合金。螺旋叶片上镶嵌碳化钨硬质合金。
（4）转子的整机动平衡
采用便携式现场整机动平衡仪对整体作动平衡检测，根据检测结果，分别在转鼓和螺旋的两端配重。
3.3 成套设备构成及工作原理
本成套设备主要由污泥切割机3、奈莫泵4、卧螺离心机15、螺旋输送机16、自动溶药系统和稀释/加药系统组成。用不同通径的管道、阀门和流量计等将这些设备按一定的规律连接起来，就组成了一条能完成污泥脱水全过程的标准配置的流水线。该流水线的工作原理如下：
来自污泥池的浓度为3～7%的浓缩污泥通过污泥切割机动性3由奈莫泵4泵入卧螺离心机15，泵入的污泥流量通过电磁流量计6计量。进入卧螺离心机动性15 的污泥经离心机分离成两相，液相（分离液）直接排放，固相（脱水污泥）则外运或处置。
在自动溶药系统中，粉状絮凝剂从自动给粉装置7加入溶液箱，胶状絮凝剂则从泵8加入溶液箱。同时自来水通过流量计9计量后进入溶液箱，自动地将絮凝剂溶液配制成0.5%的浓度。在稀释/加药系统中，来自自动溶药系统的浓度为0.5%的絮剂溶液由计量泵10泵至静态混合器12。自来水通过流量计11计量后进入静态混合器12，将浓度为0.5%的絮凝剂溶液稀释成浓度为0.1%～0.2%的溶液。浓度为0.1～0.2%的絮凝剂溶液加入离心机进料支管，与污泥混合并使污泥中的悬浮固体凝聚成大的絮凝团之后进入卧螺离心机15。经卧螺离心机15分离之后得到的液相（分离液）即可排放。得到的固相（脱水污泥）则由螺旋输送机16输至污泥棚内，再用卡车外运或处置。在絮凝剂溶液投加管上装有电磁阀13，在离心机停止进料（奈莫泵4关闭）时，电磁阀13 关闭。同时电磁阀14打开，将冲洗水引入卧螺离心机15，对离心机的螺旋和转鼓进行清洗。
4 运行情况
设备安装运行至今有两年，在运行初期测试情况如下：
（1）测试条件：初沉池生污泥；采用聚丙烯酰胺（阳离子型絮凝剂）
（2）测试数据
表1 测试数据记录（2000年11月14～23日）
|
日期 |
污泥处理量 （m3/h） |
絮凝剂用量 (kg/TDS) |
污泥固相 浓度（%） |
泥饼 含水率（%） |
分离液固 含量（%） | |
|
月 |
日 | |||||
|
11 |
14 |
20.82 |
4.3 |
5.00 |
70.34 |
0.30 |
|
22.50 |
3.8 |
66.49 |
0.29 | |||
|
11 |
15 |
19.08 |
4.9 |
4.79 |
58.97 |
0.27 |
|
22.49 |
4.4 |
64.68 |
0.25 | |||
|
11 |
16 |
19.58 |
4.9 |
4.39 |
72.76 |
0.27 |
|
21.75 |
4.7 |
72.49 |
0.26 | |||
|
11 |
17 |
21.70 |
4.6 |
4.30 |
72.00 |
0.23 |
续表1 测试数据记录（2000年11月14～23日）
|
11 |
20 |
24.46 |
3.7 |
4.67 |
75.68 |
0.26 |
|
24.51 |
3.7 |
75.89 |
0.24 | |||
|
11 |
21 |
24.47 |
3.8 |
3.88 |
73.59 |
0.28 |
|
25.30 |
4.3 |
73.72 |
0.27 | |||
|
11 |
22 |
26.40 |
3.5 |
4.93 |
74.00 |
0.24 |
|
26.29 |
3.5 |
73.40 |
0.22 | |||
|
11 |
23 |
26.50 |
4.3 |
3.75 |
75.14 |
0.28 |
|
26.57 |
4.4 |
3.19 |
73.97 |
0.28 |
（3）测试结果
① 平均絮凝剂消耗量（kg／TDS）：4.2；
② 平均泥饼含水率（%）：71.54；
③ 平均分离液固含量（%）：0.26；
④ 平均固体回收率（%）：94.43；
（4）运行状况数据摘录
表2 南山厂离心脱水机运行情况表(2002年9月2～13日)
|
日期 |
开机时间 |
停机时间 |
生污泥含水率（%） |
泥饼含水率（%） |
|
9.2 |
08:20 |
21:40 |
93.66 |
74.77 |
|
9.3 |
08:20 |
20:50 |
95.67 |
74.79 |
|
9.4 |
08:20 |
20:55 |
92.47 |
67.77 |
|
9.5 |
13:50 |
21:15 |
94.64 |
71.88 |
|
9.6 |
08:35 |
20:40 |
95.51 |
69.63 |
|
9.9 |
09:20 |
21:50 |
95.99 |
69.20 |
|
9.10 |
08:15 |
20:50 |
96.13 |
72.06 |
|
9.11 |
08:20 |
21:25 |
96.43 |
68.46 |
|
9.12 |
08:15 |
21:20 |
95.98 |
73.36 |
|
9.13 |
08:10 |
12:50 |
96.14 |
70.91 |
（5）经济效益对比分析
与该厂带式压滤脱水机对比，从电耗、自来水用量、絮凝剂消耗量、泥饼处置运输费等方面比较。
表3 带机与卧螺离心机的经济比较 单位：每吨干污泥
|
电耗（KWh） |
药耗(Kg) |
冲洗水（T） | |
|
带机 |
11.7 |
5.33 |
25.2 |
|
离心机 |
42.0 |
4.83 |
15.0 |
5 结束
LWY520.1924－N卧螺离心机的运行，与该厂芬兰引进的带式压滤机相比，该套设备易于操作维护，无臭气，减小了工人的劳动强度。该套设备处理能力大，回收率高，脱水泥饼含水率低。运行成本总体上比引进的带式压滤机要低
