板框过滤机去除木薯酒精废水

2 现状问题诊断及原因分析

2.1 实际运行主要存在的问题CSTR工艺为完全混合式厌氧反应器，罐内设置水力搅拌装置，出水SS与反应器内部的浓度一致，高达20~30 g/L。原处理工艺采用“斜筛过滤+混凝气浮+平流沉淀”的组合工艺，计划将CSTR厌氧出水悬浮物降低至5 g/L以下，再进入二级UASB厌氧工艺。实际运行中发现，采用“斜筛过滤+混凝气浮+平流沉淀”组合工艺后，出水悬浮物高达8~15 g/L，且每个工艺段经常出现不同的问题，不能稳定连续运行。各工艺段的问题如下：(1)“斜筛过滤”工艺段：斜筛的进水悬浮物高达20-30 g/L，在实际运行中发现筛上物很多为编织物，经分析，农民的木薯通常采用编织袋装好木薯运送至收集单位，木薯加工段的粉碎机将编织袋及木薯一并粉碎，最终编织物在污水处理设施的斜筛上截留下来，同时还有部分粒径小的编织物通过斜筛后，进入后续的污水处理设置，影响后续的生化处理及深度处理系统。同时，斜筛过滤的进水悬浮物量大，筛网经常堵塞，需要操作工人采用高压喷枪冲洗，刚清洗后又很快堵塞。CSTR高温厌氧反应器出水温度高达60 °C，而斜筛过滤区域需考虑加盖除臭，工人的操作环境很差。(2)“混凝气浮”工艺段：因斜筛出水的SS还是高达15 g/L以上，用混凝气浮法去除SS，SS去除率能达到40 %~50 %，混凝气浮后SS仍然达到8~10 g/L，气浮机的溶气释放器因进水的悬浮物含量高导致经常堵塞，经气浮后出水的SS去除率不能得到保障，影响后续的工段运行。(3)“平流沉淀”工艺段：主要作用是通过重力沉淀，分离污水中的悬浮物。本项目的表面负荷为0.2 m3/m2·h，在实际运行中发现，平流沉淀效果不佳，主要原因是该悬浮物不易沉淀，排泥不干净，导致很快形成厌氧的情况，产生的沼气带动污泥上浮。类比同类型的木薯酒精废水处理项目，CSTR厌氧反应器出水后设置停留时间超过30 h的辐流式沉淀池，用于分离出水的悬浮物。

2.2 出水污染物浓度超标原因分析本项目计划采用“斜筛过滤+混凝气浮+平流沉淀”组合工艺，将CSTR出水中生化性较差的悬浮物分离处理，分离后的清液再进入后续的二级厌氧和好氧生化系统。但是实际运行中发现，该组合工艺不能稳定连续运行，出水SS在8~10 g/L之间波动，出水中的SS主要为难降解的纤维素、木质素及经粉碎后的编织物，进入后续的二级厌氧及好氧生化系统，严重影响后续的生化处理效果，导致出水不达标。该组合工艺繁杂，工人操作量大，且卫生环境差。斜筛和气浮释放器经常堵塞，平流沉淀池排泥等都需要大量的人工操作，卫生条件极差，且一旦失误，SS进入后续的生化系统，导致最终出水不达标。

3 工艺运行调整CSTR厌氧反应器出水的悬浮物多为生化性较差的木质素、纤维素等，悬浮物没有在“斜筛+混凝气浮+平流沉淀”的组合工艺中得到有效稳定的去除，对后续的厌氧和好氧系统有较大的影响，最终出水不达标。通过考察同类型的木薯酒精废水处理站，CSTR厌氧出水多采用辐流式沉淀池进行分离去除悬浮物，停留时间长达30 h，且最终的去除率只有50 %左右，因此需要一种更高效、经济、稳定的处理工艺，解决CSTR厌氧出水悬浮物高的问题。因本项目CSTR厌氧反应器出水悬浮物的去除是采用“斜筛+混凝气浮+平流沉淀”的物理分离工艺，悬浮物始终没有得到根本的去除(没有增减)，只是从污水中通过重力、机械等的作用分离出来，最终去到污泥系统通过板框压滤分离，污泥处理的规模是按绝干污泥量计算的，因此污泥处理的建设规模并没有因此而减少。CSTR厌氧反应器出水的悬浮物高达20~30 g/L，已经满足板框压滤机的进料要求了，不需进一步的浓缩，可以直接经泵加压进入板框压滤机进行脱水，悬浮物经脱水后形成泥饼，含水率可降至60 %~65 %，因有机物含量高，可作有机肥料出售，板框压滤机的滤液再进入后续的厌氧和好氧系统处理。板框压滤机滤布的目数为200目(孔径为75微米)，对滤液进行化验分析，滤液的悬浮物稳定在3 g/L以下，满足降低CSTR出水去除悬浮物的工艺需求。一般的市政污水，板框压滤机的进料泵采用螺杆泵，采用高、低压进料的方式，将污泥加压提升进入高压隔膜板框脱水机内，高压进料螺杆泵为0.6 Mpa，低压进料螺杆泵为0.2 Mpa。因为木薯带有泥沙，在生产燃料乙醇的粉碎机工艺段，会将木薯上的泥沙一并粉碎，最终粉碎的泥沙会从蒸馏塔上随酒精废醪液一起进入污水处理系统。如果采用螺杆泵，粉碎的泥沙容易磨坏螺杆泵的转子。经经济比较及考察同类型的木薯酒精废水处理项目，采用卧式离心泵更适合于作为板框压滤机的进料泵，进料快且较为稳定，而且采用卧式离心泵可以通过自动阀门的切换，一组卧式离心进料泵可为4台板框压滤机进料，进料时间可以控制在0.7 h之内。造工艺流程说明：CSTR厌氧反应器出水的SS高达20~30 g/L，出水后进入水量缓存池A，调节水量，采用离心泵作为进料泵，将污水提升加压进入板框压滤机进行过滤脱水，滤液进入水量缓冲池B，滤液的含水率在3 g/L以下。污水中的悬浮物经板框的滤布截留脱水压榨，最终形成泥饼(含水率在60 %~65 %左右)。

3.1 设计计算及可行性分析(1)设计进水悬浮物为20 g/L，板框过滤脱水后，滤液的悬浮物为3 g/L，每天处理的绝干泥量为68 t/d，悬浮物的去除率为85 %；(2)原设计有9台板框脱水机用于厌氧污泥脱水，过滤面积450 m2，过滤滤布的目数为200目(孔径为75微米)，且会在滤布上形成一个污泥层，过滤效果更佳。按每100 m2过滤面积处理0.4 t绝干污泥计算，每台板框压滤机工作周期按3.0 h设置(因处理的是厌氧污泥，含纤维素、木质素等物质较多，脱水效果较好)，板框压滤机进料的时间控制在0.7 h以内，板框脱水机每天工作5个周期，处理能力=450/100×0.4×5×9=81 t绝干污泥；因此，将原有的9台过滤面积为450 m2的板框脱水机，改造后作为CSTR厌氧反应器出水悬浮物的去除工艺，能完成过滤分离CSTR反应器出水悬浮物的任务，同时兼具污泥脱水的功能。

4 工艺改造优势及经济性(1)原工艺是采用“斜筛过滤+混凝气浮+平流沉淀”组合工艺，计划将CSTR厌氧反应器出水的悬浮物从20~30 g/L降至5 g/L以下，物理分离后的悬浮物最终进入污泥处理系统，需处理的绝干污泥量为60 t/d。采用“板框过滤”工艺，直接处理CSTR厌氧反应器出水的悬浮物，悬浮物从20~30 g/L降至3 g/L以下，需处理的绝干泥量为68 t/d，同样需要9台过滤面积450 m2的板框脱水机。工艺改造后，将污泥处理工艺直接作为CSTR反应器出水去除悬浮物的工艺，省去“斜筛过滤+混凝气浮+平流沉淀”组合工艺，节省了运行费用。(2)板框压滤机进泥含固率要求达到2 %~3 %，本项目CSTR厌氧反应器出水的悬浮物浓度符合板框压滤机的进泥含固率的要求，不需设置污泥浓缩工艺，可以直接进料至板框压滤机进行脱水。(3)因CSTR厌氧反应器的停留时间高达16 d，废醪液中大部分易生化的悬浮物及有机物已经在厌氧反应器中去除，并转化为热量及沼气。CSTR厌氧反应器出水的悬浮物多为生化性较差的木质素、纤维素等。经板框过滤出水的悬浮物能稳定降低至3 g/L以下，减少了悬浮物对后续厌氧和好氧系统的冲击，进入芬顿系统的CODCr及悬浮物含量均有较大的降低，大大减少了项目的运行费用，最终出水能稳定达标。5 优化后的水质本项目经工艺改造后，我们对各污水处理工艺段的出水CODCr及悬浮物做了横向对比。

经工艺改造后，将“板框过滤机”作为CSTR厌氧出水后过滤分离悬浮物的工艺，板框滤液的悬浮物能稳定在3 g/L以下，悬浮物去除率在80 %~88 %左右。通过对比工艺改造前后各污水处理单元CODCr及SS的出水水质发现，工艺改造后，二级厌氧系统和A/O生化池系统的CODCr及SS的去除率均提升10 %~20 %左右，出水水质均能达到预期的效果，同时，因进入芬顿流化床的CODCr及SS降低，因芬顿加药量减少，整个系统的运行费也能进一步降低。

6 结论(1)CSTR厌氧反应器的出水需分离污水中大量的悬浮物，用“板框过滤”工艺代替“斜筛过滤+混凝气浮+平流沉淀”组合工艺，悬浮物的去除率可高达85 %~88 %，并稳定在3 g/L以下；(2)工艺调整后，“板框过滤”工艺同时兼具污泥脱水和CSTR厌氧反应器出水悬浮物去除的功能，不需额外再设置CSTR厌氧反应器出水的悬浮物去除工艺，节省工程投资费用；(3)CSTR厌氧反应器出水的悬浮物因采用“板框过滤”工艺得到有效的分离去除，二级UASB厌氧反应器的产气率得到提高，A/O好氧池污泥SVI指数也回到100~150以下，最终进入芬顿流化床的进水CODCr从改造前的0.56 g/L降低至0.24 g/L，SS从改造前的0.9 g/L降低至0.15 g/L。因CODCr及SS指标降低，芬顿系统的加药量得到大大降低，节省了运行费用。

Disclaimer: The copyright of this article belongs to the original author and the original source.

Welcome to call us for consultation, technical exchange, and material experiment.