煙草企業(yè)污水處理技術(shù)改造與應(yīng)用

寧守慶 周永振 袁偉民

河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司鄭州卷煙廠 鄭州市

一、概述

煙草企業(yè)污水處理起步于20世紀(jì)80年代末期，由于當(dāng)時(shí)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不大，污水排放量相對(duì)較小，化學(xué)需氧量（COD）含量不高，污水處理的方式、方法僅限于簡(jiǎn)單的回流沉淀、石灰消化處理。20世紀(jì)90年代，煙草企業(yè)技術(shù)改造升級(jí)的步伐不斷加快，厭氧—曝氣—接觸氧化—斜管沉淀—石英砂過濾污水處理工藝被煙草企業(yè)廣泛應(yīng)用。進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著煙草企業(yè)生產(chǎn)集中度的提高，生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的生產(chǎn)、生活污水的色、濁、味、化學(xué)需氧量（COD）、懸浮物、pH也發(fā)生了質(zhì)的變化，這些變化給煙草企業(yè)清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排帶來了較大的困難和壓力。技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)、管理、操作方便的膜技術(shù)作為污水處理的新工藝，為煙草企業(yè)中水再利用以及實(shí)現(xiàn)污水“零”排放開辟了新途徑。

二、存在的問題

生產(chǎn)污水采用旋流穿孔反應(yīng)，聚合氯化鋁絮凝，斜管沉淀后產(chǎn)生的中水全部排放，生活污水處理采用兩級(jí)沉淀、兩級(jí)生物接觸氧化法反應(yīng)，經(jīng)過石英砂過濾、二氧化氯消毒后部分回用（圖1）。

中水水質(zhì)：濁度55（度），溶解固形物1700mg/L，懸浮物（ss）110mg/L，色度 43（度），化學(xué)需氧量（COD）173mg/L，pH 值 5.0～10.2，氯化物 350mg/L，總硬度 570mg/L，略有異臭及芳香味，細(xì)菌總量1100個(gè)/mL，各項(xiàng)指標(biāo)偏高于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

三、改造措施

如圖2環(huán)形圈中所示，在原工藝基礎(chǔ)上增加了pH值在線檢測(cè)、酸堿自動(dòng)中和、氣浮、超濾。pH值在線檢測(cè)采用p53型PH/ORP分析儀，獨(dú)立信號(hào)4～20mA，每24h誤差量程的±0.2%無(wú)累計(jì)，電源190～260V，探頭電極Pdepe。加堿裝置PE材質(zhì)堿桶0.8m×1.0m；加堿計(jì)量泵流量240L/h（可調(diào)節(jié)），功率0.25kW；加堿攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速86r/min，功率0.37kW。加酸裝置PE材質(zhì)酸桶1.5m×2.0m；加酸計(jì)量泵流量120L/h，功率0.25kW（可調(diào)節(jié)）。

氣浮系統(tǒng)采用德國(guó)產(chǎn)的EDUR溶氣系統(tǒng)及埃德爾多相流泵，包括混凝和氣浮兩部分，混凝藥劑采用濃度為7.5%～10%PAC，藥液和污水通過管道混合器混合，混凝池內(nèi)設(shè)柜式攪拌器進(jìn)行混合反應(yīng)，混凝池的出水和氣浮的回流溶氣水混合，形成細(xì)小的礬花，進(jìn)入氣浮池上浮，池上部配有刮渣機(jī)，將污泥刮入泥槽，污泥溢流至濃縮池進(jìn)行濃縮，處理后的水從池子底部的穿孔管流出，出水配有調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)水位，氣浮池出水經(jīng)過進(jìn)一步過濾后進(jìn)入中水池備用。

膜處理系統(tǒng)采用荷蘭Norit工業(yè)集團(tuán)X-Flow膜公司的內(nèi)壓式中空纖維膜，采用改性聚醚砜（PES）膜材料，抗污染能力強(qiáng)，耐氧化、使用壽命長(zhǎng)。原水由正壓驅(qū)動(dòng)從膜絲內(nèi)腔通過膜絲內(nèi)壁滲透進(jìn)入膜絲外側(cè)，產(chǎn)生超濾產(chǎn)水。膜過濾裝置的進(jìn)水壓力控制在 0.2MPa以下，跨膜壓差（TMP）控制在 0.01～0.10MPa，流量控制是通過每套膜裝置進(jìn)水流量計(jì)和相應(yīng)的給水泵變頻驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)（圖3）。

四、效果

按國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)污水原水水質(zhì)與中水水質(zhì)指標(biāo)，當(dāng)pH值高于9或低于6時(shí)，由pH/ORP分析儀信號(hào)反饋到加酸或加堿計(jì)量泵自動(dòng)開啟，直至pH值滿足6～9方可停止加堿或加酸。在線pH計(jì)日常維護(hù)方便，防護(hù)等級(jí)高，操作簡(jiǎn)便，每隔兩周將電路板清洗一次即可，處理后的中水水質(zhì)pH值一直穩(wěn)定在6.97～7.85。

在氣浮系統(tǒng)中加入的藥劑為聚合硫酸鋁鐵鹽，它不但可以起到絮凝的作用，而且還可以去除水中的色素及懸浮顆粒。污水通過高效氣浮后，水質(zhì)基本無(wú)色、無(wú)味，pH值7.6～7.9，色度＜30度，懸浮物含量≤60mg/L。

圖1 改造前污水處理流程

圖2 改造后污水處理流程

圖3 膜處理系統(tǒng)

超濾共分為三級(jí)過濾，即果殼活性炭過濾——保安過濾——X-FLow內(nèi)壓式中空纖維膜過濾。超濾的操作：由正常產(chǎn)水——水壓沖洗——產(chǎn)水，按一定的時(shí)間順序，循環(huán)進(jìn)行，超濾產(chǎn)水量穩(wěn)定出水水質(zhì)，懸浮物含量≤20mg/L，肉眼可見物：無(wú)，水中雜質(zhì)顆粒粒度＜100μm，經(jīng)過超濾處理后水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 超濾處理前后污水水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果

采用上述污水處理技術(shù)改造后，總裝機(jī)容量188.23kW，每天運(yùn)行功率57.12kW處理每噸水的耗電量為1.14kW·h，按0.5元/（kW·h）計(jì)算，每噸水費(fèi)用0.57元，各種藥劑每噸費(fèi)用0.228元，污水處理得到可再利用中水每噸實(shí)際發(fā)生費(fèi)用0.898元，按每天生產(chǎn)200t中水計(jì)算，每年可置換潔凈水6萬(wàn)t，價(jià)值18萬(wàn)元以上，經(jīng)濟(jì)效益顯著，同時(shí)減少了對(duì)環(huán)境的污染，取得了較好的社會(huì)效益。 W13.12-33