2 現(xiàn)狀問(wèn)題診斷及原因分析

2.1 實(shí)際運(yùn)行主要存在的問(wèn)題CSTR工藝為完全混合式厭氧反應(yīng)器，罐內(nèi)設(shè)置水力攪拌裝置，出水SS與反應(yīng)器內(nèi)部的濃度一致，高達(dá)20~30 g/L。原處理工藝采用“斜篩過(guò)濾+混凝氣浮+平流沉淀”的組合工藝，計(jì)劃將CSTR厭氧出水懸浮物降低至5 g/L以下，再進(jìn)入二級(jí)UASB厭氧工藝。實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，采用“斜篩過(guò)濾+混凝氣浮+平流沉淀”組合工藝后，出水懸浮物高達(dá)8~15 g/L，且每個(gè)工藝段經(jīng)常出現(xiàn)不同的問(wèn)題，不能穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行。各工藝段的問(wèn)題如下：(1)“斜篩過(guò)濾”工藝段：斜篩的進(jìn)水懸浮物高達(dá)20-30 g/L，在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)篩上物很多為編織物，經(jīng)分析，農(nóng)民的木薯通常采用編織袋裝好木薯運(yùn)送至收集單位，木薯加工段的粉碎機(jī)將編織袋及木薯一并粉碎，最終編織物在污水處理設(shè)施的斜篩上截留下來(lái)，同時(shí)還有部分粒徑小的編織物通過(guò)斜篩后，進(jìn)入后續(xù)的污水處理設(shè)置，影響后續(xù)的生化處理及深度處理系統(tǒng)。同時(shí)，斜篩過(guò)濾的進(jìn)水懸浮物量大，篩網(wǎng)經(jīng)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(yīng)器出水溫度高達(dá)60 °C，而斜篩過(guò)濾區(qū)域需考慮加蓋除臭，工人的操作環(huán)境很差。(2)“混凝氣浮”工藝段：因斜篩出水的SS還是高達(dá)15 g/L以上，用混凝氣浮法去除SS，SS去除率能達(dá)到40 %~50 %，混凝氣浮后SS仍然達(dá)到8~10 g/L，氣浮機(jī)的溶氣釋放器因進(jìn)水的懸浮物含量高導(dǎo)致經(jīng)常堵塞，經(jīng)氣浮后出水的SS去除率不能得到保障，影響后續(xù)的工段運(yùn)行。(3)“平流沉淀”工藝段：主要作用是通過(guò)重力沉淀，分離污水中的懸浮物。本項(xiàng)目的表面負(fù)荷為0.2 m3/m2·h，在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，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(dǎo)致很快形成厭氧的情況，產(chǎn)生的沼氣帶動(dòng)污泥上浮。類比同類型的木薯酒精廢水處理項(xiàng)目，CSTR厭氧反應(yīng)器出水后設(shè)置停留時(shí)間超過(guò)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(biāo)原因分析本項(xiàng)目計(jì)劃采用“斜篩過(guò)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(jìn)入后續(xù)的二級(jí)厭氧和好氧生化系統(tǒng)。但是實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，該組合工藝不能穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行，出水SS在8~10 g/L之間波動(dòng)，出水中的SS主要為難降解的纖維素、木質(zhì)素及經(jīng)粉碎后的編織物，進(jìn)入后續(xù)的二級(jí)厭氧及好氧生化系統(tǒng)，嚴(yán)重影響后續(xù)的生化處理效果，導(dǎo)致出水不達(dá)標(biāo)。該組合工藝繁雜，工人操作量大，且衛(wèi)生環(huán)境差。斜篩和氣浮釋放器經(jīng)常堵塞，平流沉淀池排泥等都需要大量的人工操作，衛(wèi)生條件極差，且一旦失誤，SS進(jìn)入后續(xù)的生化系統(tǒng)，導(dǎo)致最終出水不達(dá)標(biāo)。

3 工藝運(yùn)行調(diào)整CSTR厭氧反應(yīng)器出水的懸浮物多為生化性較差的木質(zhì)素、纖維素等，懸浮物沒(méi)有在“斜篩+混凝氣浮+平流沉淀”的組合工藝中得到有效穩(wěn)定的去除，對(duì)后續(xù)的厭氧和好氧系統(tǒng)有較大的影響，最終出水不達(dá)標(biāo)。通過(guò)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(jìn)行分離去除懸浮物，停留時(shí)間長(zhǎng)達(dá)30 h，且最終的去除率只有50 %左右，因此需要一種更高效、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的處理工藝，解決CSTR厭氧出水懸浮物高的問(wèn)題。因本項(xiàng)目CSTR厭氧反應(yīng)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(méi)有得到根本的去除(沒(méi)有增減)，只是從污水中通過(guò)重力、機(jī)械等的作用分離出來(lái)，最終去到污泥系統(tǒng)通過(guò)板框壓濾分離，污泥處理的規(guī)模是按絕干污泥量計(jì)算的，因此污泥處理的建設(shè)規(guī)模并沒(méi)有因此而減少。CSTR厭氧反應(yīng)器出水的懸浮物高達(dá)20~30 g/L，已經(jīng)滿足板框壓濾機(jī)的進(jìn)料要求了，不需進(jìn)一步的濃縮，可以直接經(jīng)泵加壓進(jìn)入板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，懸浮物經(jīng)脫水后形成泥餅，含水率可降至60 %~65 %，因有機(jī)物含量高，可作有機(jī)肥料出售，板框壓濾機(jī)的濾液再進(jìn)入后續(xù)的厭氧和好氧系統(tǒng)處理。板框壓濾機(jī)濾布的目數(shù)為200目(孔徑為75微米)，對(duì)濾液進(jìn)行化驗(yàn)分析，濾液的懸浮物穩(wěn)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(jī)的進(jìn)料泵采用螺桿泵，采用高、低壓進(jìn)料的方式，將污泥加壓提升進(jìn)入高壓隔膜板框脫水機(jī)內(nèi)，高壓進(jìn)料螺桿泵為0.6 Mpa，低壓進(jìn)料螺桿泵為0.2 Mpa。因?yàn)槟臼韼в心嗌常谏a(chǎn)燃料乙醇的粉碎機(jī)工藝段，會(huì)將木薯上的泥沙一并粉碎，最終粉碎的泥沙會(huì)從蒸餾塔上隨酒精廢醪液一起進(jìn)入污水處理系統(tǒng)。如果采用螺桿泵，粉碎的泥沙容易磨壞螺桿泵的轉(zhuǎn)子。經(jīng)經(jīng)濟(jì)比較及考察同類型的木薯酒精廢水處理項(xiàng)目，采用臥式離心泵更適合于作為板框壓濾機(jī)的進(jìn)料泵，進(jìn)料快且較為穩(wěn)定，而且采用臥式離心泵可以通過(guò)自動(dòng)閥門的切換，一組臥式離心進(jìn)料泵可為4臺(tái)板框壓濾機(jī)進(jìn)料，進(jìn)料時(shí)間可以控制在0.7 h之內(nèi)。造工藝流程說(shuō)明：CSTR厭氧反應(yīng)器出水的SS高達(dá)20~30 g/L，出水后進(jìn)入水量緩存池A，調(diào)節(jié)水量，采用離心泵作為進(jìn)料泵，將污水提升加壓進(jìn)入板框壓濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾脫水，濾液進(jìn)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(jīng)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(shè)計(jì)計(jì)算及可行性分析(1)設(shè)計(jì)進(jìn)水懸浮物為20 g/L，板框過(guò)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(shè)計(jì)有9臺(tái)板框脫水機(jī)用于厭氧污泥脫水，過(guò)濾面積450 m2，過(guò)濾濾布的目數(shù)為200目(孔徑為75微米)，且會(huì)在濾布上形成一個(gè)污泥層，過(guò)濾效果更佳。按每100 m2過(guò)濾面積處理0.4 t絕干污泥計(jì)算，每臺(tái)板框壓濾機(jī)工作周期按3.0 h設(shè)置(因處理的是厭氧污泥，含纖維素、木質(zhì)素等物質(zhì)較多，脫水效果較好)，板框壓濾機(jī)進(jìn)料的時(shí)間控制在0.7 h以內(nèi)，板框脫水機(jī)每天工作5個(gè)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(tái)過(guò)濾面積為450 m2的板框脫水機(jī)，改造后作為CSTR厭氧反應(yīng)器出水懸浮物的去除工藝，能完成過(guò)濾分離CSTR反應(yīng)器出水懸浮物的任務(wù)，同時(shí)兼具污泥脫水的功能。

4 工藝改造優(yōu)勢(shì)及經(jīng)濟(jì)性(1)原工藝是采用“斜篩過(guò)濾+混凝氣浮+平流沉淀”組合工藝，計(jì)劃將CSTR厭氧反應(yīng)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(jìn)入污泥處理系統(tǒng)，需處理的絕干污泥量為60 t/d。采用“板框過(guò)濾”工藝，直接處理CSTR厭氧反應(yīng)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(tái)過(guò)濾面積450 m2的板框脫水機(jī)。工藝改造后，將污泥處理工藝直接作為CSTR反應(yīng)器出水去除懸浮物的工藝，省去“斜篩過(guò)濾+混凝氣浮+平流沉淀”組合工藝，節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用。(2)板框壓濾機(jī)進(jìn)泥含固率要求達(dá)到2 %~3 %，本項(xiàng)目CSTR厭氧反應(yīng)器出水的懸浮物濃度符合板框壓濾機(jī)的進(jìn)泥含固率的要求，不需設(shè)置污泥濃縮工藝，可以直接進(jìn)料至板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水。(3)因CSTR厭氧反應(yīng)器的停留時(shí)間高達(dá)16 d，廢醪液中大部分易生化的懸浮物及有機(jī)物已經(jīng)在厭氧反應(yīng)器中去除，并轉(zhuǎn)化為熱量及沼氣。CSTR厭氧反應(yīng)器出水的懸浮物多為生化性較差的木質(zhì)素、纖維素等。經(jīng)板框過(guò)濾出水的懸浮物能穩(wěn)定降低至3 g/L以下，減少了懸浮物對(duì)后續(xù)厭氧和好氧系統(tǒng)的沖擊，進(jìn)入芬頓系統(tǒng)的CODCr及懸浮物含量均有較大的降低，大大減少了項(xiàng)目的運(yùn)行費(fèi)用，最終出水能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。5 優(yōu)化后的水質(zhì)本項(xiàng)目經(jīng)工藝改造后，我們對(duì)各污水處理工藝段的出水CODCr及懸浮物做了橫向?qū)Ρ取?/p>

經(jīng)工藝改造后，將“板框過(guò)濾機(jī)”作為CSTR厭氧出水后過(guò)濾分離懸浮物的工藝，板框?yàn)V液的懸浮物能穩(wěn)定在3 g/L以下，懸浮物去除率在80 %~88 %左右。通過(guò)對(duì)比工藝改造前后各污水處理單元CODCr及SS的出水水質(zhì)發(fā)現(xiàn)，工藝改造后，二級(jí)厭氧系統(tǒng)和A/O生化池系統(tǒng)的CODCr及SS的去除率均提升10 %~20 %左右，出水水質(zhì)均能達(dá)到預(yù)期的效果，同時(shí)，因進(jìn)入芬頓流化床的CODCr及SS降低，因芬頓加藥量減少，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)也能進(jìn)一步降低。

6 結(jié)論(1)CSTR厭氧反應(yīng)器的出水需分離污水中大量的懸浮物，用“板框過(guò)濾”工藝代替“斜篩過(guò)濾+混凝氣浮+平流沉淀”組合工藝，懸浮物的去除率可高達(dá)85 %~88 %，并穩(wěn)定在3 g/L以下；(2)工藝調(diào)整后，“板框過(guò)濾”工藝同時(shí)兼具污泥脫水和CSTR厭氧反應(yīng)器出水懸浮物去除的功能，不需額外再設(shè)置CSTR厭氧反應(yīng)器出水的懸浮物去除工藝，節(jié)省工程投資費(fèi)用；(3)CSTR厭氧反應(yīng)器出水的懸浮物因采用“板框過(guò)濾”工藝得到有效的分離去除，二級(jí)UASB厭氧反應(yīng)器的產(chǎn)氣率得到提高，A/O好氧池污泥SVI指數(shù)也回到100~150以下，最終進(jìn)入芬頓流化床的進(jìn)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(biāo)降低，芬頓系統(tǒng)的加藥量得到大大降低，節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用。

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