卧式螺旋沉降离心机简称为卧螺离心机，它自动化程度高、处理量大、能连续稳定运行，因此在酒精行业得到广泛应用，以分离DDG和DDS，但该机有个明显缺点是脱水效果较传统的板框过滤机差，清液干物含量略高，在大量使用糙米及水稻原料后，清液干物含量更高，以至于影响发酵的清液回配量，造成浓浆富余。在传统带渣发酵板框过滤使用絮凝剂的经验基础上，针对水稻原料卧螺离心机清液干物含量较高的情况，经研究并成功开发了离心清液絮凝、悬浮过滤技术（SSF），并在32t燃料乙醇项目小试装置中得到应用，取得了良好效果。
1 絮凝原理及絮凝剂选择
絮凝剂中带电荷的胶体物质进行溶液中正负电中和，胶质相互用力加强，小颗粒形成絮凝物，无高分子的强烈吸附架桥作用使细小松散的絮凝体变得粗大而紧密。某公司所产 专利产品HA055型蛋白絮凝剂（食品级），经小试效果较好，而且其所选原料及制作过程均严格遵循《食品添加剂卫生管理办法》，能保证产品在使用过程中的安全性，可应用于酒精、制药、发酵、淀粉行业及食品加工行业等领域，因此选择其在32t燃料乙醇项目装置中应用试验。该型絮凝剂特点如下：外观为无色或乳白色粘稠液体；溶解速度快，分散性好；pH适用范围广；对酶系、发酵类微生物无负面影响。使用方法如下：絮凝剂在均匀搅拌下加入水中，经过大约15s的溶解过程后，溶液即可使用。絮凝剂可按1:100～1:200比例进行稀释，按30～100mg/kg的添加量使用。溶解好的絮凝剂用螺杆泵、隔膜泵等剪切泵输送，不宜使用离心泵。
2 悬浮过滤技术
悬浮过滤技术又称SSF技术，其污水净化设备，有沉降装置和分离装置两大部分组成。SSF工作原理是：添加絮凝剂之后的待处理液，会快速均匀分布于预处理的溶液中，正负电荷的吸引，加快污水中SS 的快速絮凝。形成絮凝的污水在不断上升的过程中，密度越来越大，流速越来越小。缓慢沉降的污泥会受到从罐底不断涌入污水上升力的冲击，当重力与向上的冲击力相等时，污泥保持动态的静止，于是形成一个有化学活性的悬浮滤层。
悬浮滤层是由清液形成的絮体本身组成的，随着絮体由下向上运动，使悬浮的滤层的下表层不断增加变厚，同时，随着污水浓缩室澄清污水的旁路流动，引导着悬浮泥层的上表层不断流入中心接泥桶，上表层开始不断减少变薄。这样就可以使悬浮层的厚度达到一个动态的平衡。当絮凝后的醪液由下向上穿过此悬浮层时，此絮体滤层靠界面物理吸附、网捕作用和电化学特性及范德华力的作用，将悬浮胶体颗粒、絮体、部分细菌菌体，拦截在此悬浮滤层上，使出水水质完全可以达到处理要求。SSF基本可以处理固形物含量低于10%的待处理液，完全可以满足目前清液处理的需求，也无需增加任何预处理装置。
SSF污水净化设备具有处理速度快、对悬浮物处理能力强、效率高、节约能源（除进水之外，SSF处理过程不需要任何动力）、水处理成本低（与膜过滤相比，成本降低70%以上）、使用寿命长、无易损件、无现场异味（整个污水处理过程，在密封环境中进行）、无需人工值守。
3 成套设备组成及工艺流程
3.1 成套设备组成
絮凝沉降成套设备主要包括：加药自动化控制系统、螺杆泵、齿轮泵、SK型静态混合器、混合罐、SSF污水净化设备、电磁流量计、压差液位计等。
3.2 工艺流程
卧螺离心清液在清液中转泵前经新增输料泵输送至SSF污水净化设备，絮凝剂经配置装置稀释后与清液混合均匀一并进入SSF污水净化设备，在设备内部完成絮凝、过滤过程，清相经设备顶部溢流进入清相储罐，浓相经螺杆泵输送至下工序。
4 工程应用
4.1 各取样口料液沉降效果
取样位置 | 输料泵进口 | 锥底取样口 | 锥顶取样口 |
效果描述 | 离心清液原液，悬浮液状态 | 开始絮凝 | 絮凝完成 |
取样位置 | 层填料取样口 | 第三层填料取样口 | 出水取样口 |
效果描述 | 层填料位置，絮凝物开始下沉 | 第三层填料位置，较少的絮凝物，开始清澈 | 填料层顶部，出水位置清液，基本无絮凝物 |
4.2 试验检测数据记录
4.2.1 干物、COD、SS去除检测
絮凝前后检测分析表：
序号 | 检测项目 | 进料 | 清液 | 备注 |
1 | 干物含量（g/g）/% | 8.12 | 5.82 | 平均值 |
2 | SS/（mg/L） | 40986 | 436.7 | 平均值 |
3 | COD/（mg/L） | 101600 | 62310 | 平均值 |
注：进料量为1～20m³/h，絮凝剂添加比例为80mg/kg。
经实验，在80mg/kg的絮凝剂添加量下效果较好，实测平均数据如下：离心机清液SS去除率为98.9%，COD去除率为38.7%，干物去除率为28.3%，清液干物去除效果明显。
4.2.2 总氮总磷去除率检测
序号 | 絮凝剂稀释比例 | 添加量/（mg/kg） | 总氮/（mg/L） | 总氮去除率/% | 总磷/（mg/L） | 总磷去除率/% |
1 | 原液 | 0 | 201 | 678.2 | ||
2 | 1:150 | 30 | 154.6 | 23.1 | 660.1 | 2.7 |
3 | 1:150 | 60 | 122.6 | 39.0 | 650.9 | 4.0 |
4 | 1:150 | 100 | 146.4 | 27.2 | 660.9 | 2.7 |
通过在料液中添加适当比例的絮凝剂，可有效降低滤后清液中的总氮含量，通过上述实验证明：当絮凝剂对清液的添加比例为30ppm时，清液中总氮含量下降了23.1%，当继续提高添加量到60mg/kg时，总氮含量降低了39%，当加药量进一步增加至100mg/kg时，则成效轻微。建议在大生产实验过程中动态调节絮凝剂的添加量（30～80mg/kg），平衡效益与成本，据实际生产需要调整絮凝剂的添加量。
4.3 饲料干基蛋白检测
在实验室采用废醪液絮凝沉降后检测饲料蛋白含量，验证絮凝剂对于饲料干基蛋白的提升，选用效果较好的HA055，并做出梯度实验。由于测量干基蛋白所需的实验样品较多，该实验通过80目滤布进行过滤。
序号 | 絮凝剂稀释比例 | 添加量/(mg/kg) | 干基蛋白/% | 蛋白提升率/% |
1 | 原液 | 0 | 34.91 | |
2 | 1:150 | 30 | 37.08 | 6.22 |
3 | 1:150 | 50 | 39.3 | 12.58 |
4 | 1:150 | 70 | 38.62 | 10.63 |
5 结语
通过在清液中添加适当比例的絮凝剂，可有效降低滤后清液中的总氮含量，但对除磷效果轻微，并不具备除磷能力，若要除磷可在废水中添加适当比例的聚合氯化铁；因为污水中，磷元素是磷酸机制酸根形式存在的，磷酸机制酸会与铁反应，形成难以溶于水的磷酸铁。这样就达到了去除磷的目的。
在实验室实验中，絮凝剂对于饲料干基蛋白的提升较为明显，但存在的不足之处是实验室无法 模仿现场实际生产情况。在通过80目滤布过滤的时候，添加絮凝剂醪液的过滤速度远远高于原液过滤，但由于待处理液较少，无法在滤布表面形成滤层，而未添加絮凝剂的醪液中微小SS很快就能堵塞滤布，导致添加絮凝剂的滤后清液其COD与SS反而还要略高于原液滤清液。未来在大生产试验情况下，这一反常情况是不会出现的。
总之，在水稻离心清液中添加适当比例的絮凝剂可以有效的提高饲料蛋白、降低滤清液的总氮、SS、BOD、COD等指标，具有较好的综合效益。通过向经过滤后的清滤液中加入絮凝剂的方法除悬浮物和蛋白质，并通过减少清液中蛋白质的含量，间接地减少清液毒素，同时能够杜绝清液回配造成的恶性循环，同比回配的情况下，可降低清液干物含量，解决浓浆不断增多的现象。
