煙草企業污水處理技術改造與應用

寧守慶 周永振 袁偉民

河南中煙工業有限責任公司鄭州卷煙廠 鄭州市

一、概述

煙草企業污水處理起步于20世紀80年代末期，由于當時企業生產規模不大，污水排放量相對較小，化學需氧量（COD）含量不高，污水處理的方式、方法僅限于簡單的回流沉淀、石灰消化處理。20世紀90年代，煙草企業技術改造升級的步伐不斷加快，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廣泛應用。進入21世紀后，隨著煙草企業生產集中度的提高，生產規模的不斷擴大，生產過程中產生的生產、生活污水的色、濁、味、化學需氧量（COD）、懸浮物、pH也發生了質的變化，這些變化給煙草企業清潔生產、節能減排帶來了較大的困難和壓力。技術先進、運行穩定、維護、管理、操作方便的膜技術作為污水處理的新工藝，為煙草企業中水再利用以及實現污水“零”排放開辟了新途徑。

二、存在的問題

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

中水水質：濁度55（度），溶解固形物1700mg/L，懸浮物（ss）110mg/L，色度 43（度），化學需氧量（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，細菌總量1100個/mL，各項指標偏高于國家排放標準。

三、改造措施

如圖2環形圈中所示，在原工藝基礎上增加了pH值在線檢測、酸堿自動中和、氣浮、超濾。pH值在線檢測采用p53型PH/ORP分析儀，獨立信號4～20mA，每24h誤差量程的±0.2%無累計，電源190～260V，探頭電極Pdepe。加堿裝置PE材質堿桶0.8m×1.0m；加堿計量泵流量240L/h（可調節），功率0.25kW；加堿攪拌機轉速86r/min，功率0.37kW。加酸裝置PE材質酸桶1.5m×2.0m；加酸計量泵流量120L/h，功率0.25kW（可調節）。

氣浮系統采用德國產的EDUR溶氣系統及埃德爾多相流泵，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，混凝池內設柜式攪拌器進行混合反應，混凝池的出水和氣浮的回流溶氣水混合，形成細小的礬花，進入氣浮池上浮，池上部配有刮渣機，將污泥刮入泥槽，污泥溢流至濃縮池進行濃縮，處理后的水從池子底部的穿孔管流出，出水配有調節器調節水位，氣浮池出水經過進一步過濾后進入中水池備用。

膜處理系統采用荷蘭Norit工業集團X-Flow膜公司的內壓式中空纖維膜，采用改性聚醚砜（PES）膜材料，抗污染能力強，耐氧化、使用壽命長。原水由正壓驅動從膜絲內腔通過膜絲內壁滲透進入膜絲外側，產生超濾產水。膜過濾裝置的進水壓力控制在 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水流量計和相應的給水泵變頻驅動實現（圖3）。

四、效果

按國家相關標準檢測污水原水水質與中水水質指標，當pH值高于9或低于6時，由pH/ORP分析儀信號反饋到加酸或加堿計量泵自動開啟，直至pH值滿足6～9方可停止加堿或加酸。在線pH計日常維護方便，防護等級高，操作簡便，每隔兩周將電路板清洗一次即可，處理后的中水水質pH值一直穩定在6.97～7.85。

在氣浮系統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，水質基本無色、無味，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

超濾共分為三級過濾，即果殼活性炭過濾——保安過濾——X-FLow內壓式中空纖維膜過濾。超濾的操作：由正常產水——水壓沖洗——產水，按一定的時間順序，循環進行，超濾產水量穩定出水水質，懸浮物含量≤20mg/L，肉眼可見物：無，水中雜質顆粒粒度＜100μm，經過超濾處理后水質化驗結果見表1。

表1 超濾處理前后污水水質化驗結果

采用上述污水處理技術改造后，總裝機容量188.23kW，每天運行功率57.12kW處理每噸水的耗電量為1.14kW·h，按0.5元/（kW·h）計算，每噸水費用0.57元，各種藥劑每噸費用0.228元，污水處理得到可再利用中水每噸實際發生費用0.898元，按每天生產200t中水計算，每年可置換潔凈水6萬t，價值18萬元以上，經濟效益顯著，同時減少了對環境的污染，取得了較好的社會效益。 W13.12-33