叠螺机在PVA废水处理中的应用

葛立江 王喜春

摘  要：聚乙烯醇（PVA）是一种水溶性高分子聚合物，具有良好的黏附性、机械性能和稳定性，广泛应用于纺织、食品和医药等行业，但PVA废水具有难生物降解，COD高，可生化性差等特性，直接排放会造成严重水污染，而PVA废渣渣浆更是由于在上一环节添加了大量的破乳剂、絮凝剂等药剂，再加上PVA废水中的各种成份，形成的沉渣黏度大，回弹性强，不易成团且含水量高。PVA废水的渣浆长时间存储后会出现沉积、结块等现象，而且结块硬度大不易打散，給叠螺机的作业带来极其不利的影响。本文主要针对PVA废水及废渣的特性，重点阐述叠螺机如何正确的应用，分析了在处理PVA废渣过程中常遇到的问题以及解决措施，如何使叠螺机出渣含水率减少，渣变得更干，出水变的更清。

关键词：PVA废水;废渣;叠螺机;结块;含水量

1.PVA废水的特性与废渣的特性

1.聚乙烯醇（PVA）是一种水溶性高分子聚合物，具有良好的黏附性、机械性能和稳定性，广泛应用于纺织、食品和医药等行业，但PVA属于典型的难生物降解高分子物质，其聚乙烯醇（PVA）废水COD高，可生化性差，直接排放会造成严重水污染。PVA会对环境造成污染，不是因为它的毒性（其本身是无毒的），而主要是因为其难生物降解。其较大的表面活性会使被污染的水体表面泡沫增多，黏度加大，对水体的复氧行为极为不利，从而抑制水生生物的呼吸活动，另外，含PVA的废水排入水体还会促进河流、湖泊和海洋沉积物中重金属的释放和迁移，增加其活性，引起更严重的环境问题。

2.由于在上一环节添加了大量的破乳剂、絮凝剂等药剂，再加上PVA废水中的各种成分，形成的沉渣黏度大，回弹性强，不易成团且含水量高。PVA废水的渣浆长时间存储后会出现沉积、结块等现象，而且结块硬度大不易打散，给叠螺机的作业带来极其不利的影响。

2.叠螺机在PVA废水处理中的应用

2.1叠螺机工作原理

2.1.1叠螺机浓缩部分

当螺旋推动轴转动时，设在推动轴外围的多重固活叠片相对移动，在重力作用下，水从相对移动的叠片间隙中滤出，实现快速浓缩。

2.1.2叠螺机脱水部分

经过浓缩的污泥随着螺旋轴的转动不断往前移动;沿泥饼出口方向，螺旋轴的螺距逐渐变小，环与环之间的间隙也逐渐变小，螺旋腔的体积不断收缩;在出口处背压板的作用下，内压逐渐增强，在螺旋推动轴依次连续运转推动下，污泥中的水分受挤压排出，滤饼含固量不断升高，最终实现污泥的连续脱水。

2.1.3叠螺机自清洗部分

螺旋轴的旋转，推动游动环不断转动，设备依靠固定环和游动环之间的移动实现连续的自清洗过程，从而巧妙地避免了传统脱水机普遍存在的堵塞问题。

叠螺机主体是由固定环和游动环相互层叠，螺旋轴贯穿其中形成的过滤装置。前段为浓缩部，后段为脱水部固定环和游动环之间形成的滤缝以及螺旋轴的螺距从浓缩部到脱水部逐渐变小。螺旋轴的旋转在推动污泥从浓缩部输送到脱水部的同时，也不断带动游动环清扫滤缝，防止堵塞。

2.2PVA废渣处理

2.1.1渣池内的预处理

破乳环节时需要加入破乳剂、絮凝剂等各种药剂，形成沉淀后上清液通过管道进入下一环节继续处理，沉淀的渣浆通过排渣管道进入专门的容器进行收集，进而用叠螺机进行污泥脱水处理。

在叠螺机对渣浆进行脱水处理时，需要用泥浆提升泵将渣浆抽到叠螺机的混合槽内，常用螺杆泵来作业，由于PVA渣浆的特性，长时间存储时会形沉积并结块，渣浆结块后会对泵的进口管道造成堵塞，无法正常的抽取渣浆，这是需要将结块打散，使渣浆混合均匀，方可继续作业，常采用的方式有增加电动搅拌桨和增加压缩空气管道吹搅等。增加电动搅拌桨优点是搅拌力度大，混合效果好，但缺点是移动不便，对容器底部和角落的结块起不到打散作用，而增加压缩空气管道吹搅的优点是可以对任何角落对结块进行搅拌，但缺点是搅拌力度略小，且管道上的气孔容易被渣块堵塞，造成局部气量大，局部气量小或没有气的现象。

2.2.2PVA渣浆提升

由于PVA渣浆的成分复杂，会对提升泵、管道及阀门等造成腐蚀，所以要使用耐腐蚀材质的泵及管道配件。

2.2.3脱水处理

渣浆在进入叠螺机后，先要在絮凝箱内进行搅拌均匀，并加入破乳剂、絮凝剂使其进行充分的破乳和絮凝，再通过加入碱液调节渣浆的PH值，使渣浆达到一个最佳状态。此过程需要对各种药剂的加入量不断的进行调整，最终观察渣浆的形态，以形成大米颗粒为最佳状态，此时可以开启螺旋主轴，进行脱水处理。

2.4PVA的渣浆在进入叠螺机的主轴后，跟其他污水的渣浆一样，会先随着螺旋主轴转动浓缩，大量的水会在重力作用下，从相对移动的叠片间隙中滤出，但PVA渣浆滤出的水会含有细渣，这些细渣在水中会呈现两种状态，一种是沉淀，一种是漂浮，但由于细渣的比重较轻，最终形成这两种状态的时间较长，往往细渣会随着水流进入到下一环节，从而对下一环节造成影响。

解决此问题最直接有效的办法是在出水管道上增加沉降池，沉降池可分为两箱体或三箱体，根据出水含细渣的情况而定，沉降池的进水口在一级箱体的底部，出水口在最后一级箱体的最高处，相邻两个箱体在隔板中上2/3处开孔相连。水先进入一级箱体内，细渣进行沉淀和漂浮，沉淀物通过排渣口排入渣浆池内，漂浮物可通过人工清除，中间部位含细渣明显减少，通过箱体连接孔进入到下一级箱体内进行沉淀和漂浮，直至最终出水清澈。

若经过沉降池后的水还含有细渣，可通过管道引回至上一破乳环节，使其经过两次破乳，使水中的细渣充分沉淀分离。

2.2.4废渣干湿调整

渣浆经过浓缩、脱水后变成含水量在75%～80%废渣从出渣口排除，由于PVA废水特性，废渣不会形成渣饼，且废渣具有很大的弹性，类似橡皮泥的特性，所以用叠螺机处理PVA的渣浆时，对出渣的状态需要很好的把控。在螺旋主轴末端受背压板阻挡，之间的腔体逐渐变小，在整圈出渣口会出现出渣的状态不一致的情况，渣会随着腔体的变小由湿状态逐渐的变干，腔体达到最小值时渣最干，然后腔体又突然变大，出渣变湿，就这样一圈一圈的循环，这也是PVA废渣的独特性，所以调节出口背压板间隙，控制出渣的干湿程度尤为重要，既要保证在最湿状态时不能有水流出，又要保证出渣不能过干。若出渣太湿，含水量太高，对后期废渣处理带来影响，若出渣太干，很容造成螺旋主轴腔体堵塞，叠片损伤，情况严重的直接将主轴拧断。

2.2.5废渣的进一步处理

排出的废渣可通过烘干、重物挤压等方式使水分进一步脱出。

3.常见的问题及应对措施

3.1.叠螺机开始作业时喷水

疊螺机在刚开始工作时由于螺旋主轴与叠片之间的腔体是空的，加上PVA废渣起初不易成块，渣浆很容易快速的到达出渣口端，形成喷水现象。

解决措施：在叠螺机主轴刚开始运行时，可在进口端灌入已经成型的废渣，使其充满螺旋腔体，形成阻力，可避免渣浆迅速到达出渣口，形成喷水现象。

3.2叠螺机出水含细渣

出水含细渣是叠螺机在PVA废水处理时固有的特性，上述通过在出口增加沉降池可过滤掉大部分细渣，减小对下一环节的影响，那么如何在叠螺机脱水过程中减少细渣的含量呢？

通过大量的实验发现，在絮凝箱内加入Ca（OH）2溶液后，渣浆颗粒明显变大，出水中的细渣含量明显减少，而且出渣变干，含水量降低。但在加入Ca（OH）2溶液时，要严格控制用量大小，因为Ca（OH）2溶液加入后，沉淀变多，渣变干变硬，很容易造成螺旋主轴的腔体堵塞，造成不必要的损失。

3.3出渣口的渣水分离

叠螺机在PVA渣浆脱水过程中，受多种因素的影响，出渣的含水量会出现上下波动情况，若含水量较高，在出渣口会出现水流，而水流会随着废渣一块进入到废渣收集装置中，增加后期处理的负担。解决问题的方法是在接渣板的中间开一条宽1cm的通长孔隙，这样水流就会从这条长孔处流出并收集，而废渣可直接越过长条孔隙，进入到收集装置中。

4.结论

污泥脱水是处理工业废水中必不可少的环节，而常用的污泥脱水有板框压滤机、旋转离心机和叠螺机，而PVA废水和废渣的特性会直接将板框压滤机的滤布堵死，无法正常使用，旋转离心机价格昂贵且容易造成滤芯堵塞，也不适用，而叠螺机可以很好的解决堵塞的难题，顺利的使PVA的渣浆脱水。由此可见，叠螺机在PVA污泥脱水环节非常的适用，但同时在使用过程中也会出现各种各样的小问题，所以在整个使用过程中要注意关键点的控制，不断的摸索和积累经验，使叠螺机在PVA废水处理过程中更好的发挥作用。

参考文献

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