2 現狀問題診斷及原因分析

2.1 實際運行主要存在的問題CSTR工藝為完全混合式厭氧反應器，罐內設置水力攪拌裝置，出水SS與反應器內部的濃度一致，高達20~30 g/L。原處理工藝采用“斜篩過濾+混凝氣浮+平流沉淀”的組合工藝，計劃將CSTR厭氧出水懸浮物降低至5 g/L以下，再進入二級UASB厭氧工藝。實際運行中發現，采用“斜篩過濾+混凝氣浮+平流沉淀”組合工藝后，出水懸浮物高達8~15 g/L，且每個工藝段經常出現不同的問題，不能穩定連續運行。各工藝段的問題如下：(1)“斜篩過濾”工藝段：斜篩的進水懸浮物高達20-30 g/L，在實際運行中發現篩上物很多為編織物，經分析，農民的木薯通常采用編織袋裝好木薯運送至收集單位，木薯加工段的粉碎機將編織袋及木薯一并粉碎，最終編織物在污水處理設施的斜篩上截留下來，同時還有部分粒徑小的編織物通過斜篩后，進入后續的污水處理設置，影響后續的生化處理及深度處理系統。同時，斜篩過濾的進水懸浮物量大，篩網經常堵塞，需要操作工人采用高壓噴槍沖洗，剛清洗后又很快堵塞。CSTR高溫厭氧反應器出水溫度高達60 °C，而斜篩過濾區域需考慮加蓋除臭，工人的操作環境很差。(2)“混凝氣浮”工藝段：因斜篩出水的SS還是高達15 g/L以上，用混凝氣浮法去除SS，SS去除率能達到40 %~50 %，混凝氣浮后SS仍然達到8~10 g/L，氣浮機的溶氣釋放器因進水的懸浮物含量高導致經常堵塞，經氣浮后出水的SS去除率不能得到保障，影響后續的工段運行。(3)“平流沉淀”工藝段：主要作用是通過重力沉淀，分離污水中的懸浮物。本項目的表面負荷為0.2 m3/m2·h，在實際運行中發現，平流沉淀效果不佳，主要原因是該懸浮物不易沉淀，排泥不干凈，導致很快形成厭氧的情況，產生的沼氣帶動污泥上浮。類比同類型的木薯酒精廢水處理項目，CSTR厭氧反應器出水后設置停留時間超過30 h的輻流式沉淀池，用于分離出水的懸浮物。

2.2 出水污染物濃度超標原因分析本項目計劃采用“斜篩過濾+混凝氣浮+平流沉淀”組合工藝，將CSTR出水中生化性較差的懸浮物分離處理，分離后的清液再進入后續的二級厭氧和好氧生化系統。但是實際運行中發現，該組合工藝不能穩定連續運行，出水SS在8~10 g/L之間波動，出水中的SS主要為難降解的纖維素、木質素及經粉碎后的編織物，進入后續的二級厭氧及好氧生化系統，嚴重影響后續的生化處理效果，導致出水不達標。該組合工藝繁雜，工人操作量大，且衛生環境差。斜篩和氣浮釋放器經常堵塞，平流沉淀池排泥等都需要大量的人工操作，衛生條件極差，且一旦失誤，SS進入后續的生化系統，導致最終出水不達標。

3 工藝運行調整CSTR厭氧反應器出水的懸浮物多為生化性較差的木質素、纖維素等，懸浮物沒有在“斜篩+混凝氣浮+平流沉淀”的組合工藝中得到有效穩定的去除，對后續的厭氧和好氧系統有較大的影響，最終出水不達標。通過考察同類型的木薯酒精廢水處理站，CSTR厭氧出水多采用輻流式沉淀池進行分離去除懸浮物，停留時間長達30 h，且最終的去除率只有50 %左右，因此需要一種更高效、經濟、穩定的處理工藝，解決CSTR厭氧出水懸浮物高的問題。因本項目CSTR厭氧反應器出水懸浮物的去除是采用“斜篩+混凝氣浮+平流沉淀”的物理分離工藝，懸浮物始終沒有得到根本的去除(沒有增減)，只是從污水中通過重力、機械等的作用分離出來，最終去到污泥系統通過板框壓濾分離，污泥處理的規模是按絕干污泥量計算的，因此污泥處理的建設規模并沒有因此而減少。CSTR厭氧反應器出水的懸浮物高達20~30 g/L，已經滿足板框壓濾機的進料要求了，不需進一步的濃縮，可以直接經泵加壓進入板框壓濾機進行脫水，懸浮物經脫水后形成泥餅，含水率可降至60 %~65 %，因有機物含量高，可作有機肥料出售，板框壓濾機的濾液再進入后續的厭氧和好氧系統處理。板框壓濾機濾布的目數為200目(孔徑為75微米)，對濾液進行化驗分析，濾液的懸浮物穩定在3 g/L以下，滿足降低CSTR出水去除懸浮物的工藝需求。一般的市政污水，板框壓濾機的進料泵采用螺桿泵，采用高、低壓進料的方式，將污泥加壓提升進入高壓隔膜板框脫水機內，高壓進料螺桿泵為0.6 Mpa，低壓進料螺桿泵為0.2 Mpa。因為木薯帶有泥沙，在生產燃料乙醇的粉碎機工藝段，會將木薯上的泥沙一并粉碎，最終粉碎的泥沙會從蒸餾塔上隨酒精廢醪液一起進入污水處理系統。如果采用螺桿泵，粉碎的泥沙容易磨壞螺桿泵的轉子。經經濟比較及考察同類型的木薯酒精廢水處理項目，采用臥式離心泵更適合于作為板框壓濾機的進料泵，進料快且較為穩定，而且采用臥式離心泵可以通過自動閥門的切換，一組臥式離心進料泵可為4臺板框壓濾機進料，進料時間可以控制在0.7 h之內。造工藝流程說明：CSTR厭氧反應器出水的SS高達20~30 g/L，出水后進入水量緩存池A，調節水量，采用離心泵作為進料泵，將污水提升加壓進入板框壓濾機進行過濾脫水，濾液進入水量緩沖池B，濾液的含水率在3 g/L以下。污水中的懸浮物經板框的濾布截留脫水壓榨，最終形成泥餅(含水率在60 %~65 %左右)。

3.1 設計計算及可行性分析(1)設計進水懸浮物為20 g/L，板框過濾脫水后，濾液的懸浮物為3 g/L，每天處理的絕干泥量為68 t/d，懸浮物的去除率為85 %；(2)原設計有9臺板框脫水機用于厭氧污泥脫水，過濾面積450 m2，過濾濾布的目數為200目(孔徑為75微米)，且會在濾布上形成一個污泥層，過濾效果更佳。按每100 m2過濾面積處理0.4 t絕干污泥計算，每臺板框壓濾機工作周期按3.0 h設置(因處理的是厭氧污泥，含纖維素、木質素等物質較多，脫水效果較好)，板框壓濾機進料的時間控制在0.7 h以內，板框脫水機每天工作5個周期，處理能力=450/100×0.4×5×9=81 t絕干污泥；因此，將原有的9臺過濾面積為450 m2的板框脫水機，改造后作為CSTR厭氧反應器出水懸浮物的去除工藝，能完成過濾分離CSTR反應器出水懸浮物的任務，同時兼具污泥脫水的功能。

4 工藝改造優勢及經濟性(1)原工藝是采用“斜篩過濾+混凝氣浮+平流沉淀”組合工藝，計劃將CSTR厭氧反應器出水的懸浮物從20~30 g/L降至5 g/L以下，物理分離后的懸浮物最終進入污泥處理系統，需處理的絕干污泥量為60 t/d。采用“板框過濾”工藝，直接處理CSTR厭氧反應器出水的懸浮物，懸浮物從20~30 g/L降至3 g/L以下，需處理的絕干泥量為68 t/d，同樣需要9臺過濾面積450 m2的板框脫水機。工藝改造后，將污泥處理工藝直接作為CSTR反應器出水去除懸浮物的工藝，省去“斜篩過濾+混凝氣浮+平流沉淀”組合工藝，節省了運行費用。(2)板框壓濾機進泥含固率要求達到2 %~3 %，本項目CSTR厭氧反應器出水的懸浮物濃度符合板框壓濾機的進泥含固率的要求，不需設置污泥濃縮工藝，可以直接進料至板框壓濾機進行脫水。(3)因CSTR厭氧反應器的停留時間高達16 d，廢醪液中大部分易生化的懸浮物及有機物已經在厭氧反應器中去除，并轉化為熱量及沼氣。CSTR厭氧反應器出水的懸浮物多為生化性較差的木質素、纖維素等。經板框過濾出水的懸浮物能穩定降低至3 g/L以下，減少了懸浮物對后續厭氧和好氧系統的沖擊，進入芬頓系統的CODCr及懸浮物含量均有較大的降低，大大減少了項目的運行費用，最終出水能穩定達標。5 優化后的水質本項目經工藝改造后，我們對各污水處理工藝段的出水CODCr及懸浮物做了橫向對比。

經工藝改造后，將“板框過濾機”作為CSTR厭氧出水后過濾分離懸浮物的工藝，板框濾液的懸浮物能穩定在3 g/L以下，懸浮物去除率在80 %~88 %左右。通過對比工藝改造前后各污水處理單元CODCr及SS的出水水質發現，工藝改造后，二級厭氧系統和A/O生化池系統的CODCr及SS的去除率均提升10 %~20 %左右，出水水質均能達到預期的效果，同時，因進入芬頓流化床的CODCr及SS降低，因芬頓加藥量減少，整個系統的運行費也能進一步降低。

6 結論(1)CSTR厭氧反應器的出水需分離污水中大量的懸浮物，用“板框過濾”工藝代替“斜篩過濾+混凝氣浮+平流沉淀”組合工藝，懸浮物的去除率可高達85 %~88 %，并穩定在3 g/L以下；(2)工藝調整后，“板框過濾”工藝同時兼具污泥脫水和CSTR厭氧反應器出水懸浮物去除的功能，不需額外再設置CSTR厭氧反應器出水的懸浮物去除工藝，節省工程投資費用；(3)CSTR厭氧反應器出水的懸浮物因采用“板框過濾”工藝得到有效的分離去除，二級UASB厭氧反應器的產氣率得到提高，A/O好氧池污泥SVI指數也回到100~150以下，最終進入芬頓流化床的進水CODCr從改造前的0.56 g/L降低至0.24 g/L，SS從改造前的0.9 g/L降低至0.15 g/L。因CODCr及SS指標降低，芬頓系統的加藥量得到大大降低，節省了運行費用。

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