張百根 高憲君

(河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司新鄭卷煙廠，河南 新鄭 451150)

煙草企業(yè)污水處理起步于二十世紀(jì)八十年代末期，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、方法僅限于簡單的廻流沉淀、石灰消化處理。二十世紀(jì)九十年代，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)入二十一世紀(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)能減排帶來了很大的困難和壓力。因此，尋找工藝先進(jìn)合理、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)、管理、操作方便的膜技術(shù)、氣浮和活性碳過濾等技術(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。

1.存在的問題

1.1 改造前污水處理工藝

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。改造前污水處理工藝流程如圖1所示：

圖1 改造前污水處理工藝流程

1.2 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;臭：略有異臭及芳香味;細(xì)菌總量：1100個(gè)/mL，各項(xiàng)指標(biāo)偏高于國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.改造方法

2.1 改造后的工藝流程

在原工藝基礎(chǔ)上增加了PH值在線檢測、酸堿自動(dòng)中和、氣浮、超濾(圖中橢圓形標(biāo)示)。改進(jìn)后的工藝流程如圖2所示。

圖2 改進(jìn)后的工藝流程

2.2 PH在線檢測與酸堿自動(dòng)中和的應(yīng)用

2.2.1 PH 值在線檢測

采用P53型PH/ORP分析儀，獨(dú)立信號(hào)4～20A;穩(wěn)定性：每24小時(shí)誤差量程的±0.2%無累計(jì);電源要求：190～260V;探頭電極：Pdepe。

2.2.2 加堿裝置

PE材質(zhì)堿桶0.8×1.0m;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。

2.2.3 加酸裝置

PE材質(zhì)酸桶1.5×2.0m;加酸計(jì)量泵：流量120L/H，功率0.25KW(可調(diào)節(jié))。

2.3 高效混合氣浮系統(tǒng)

氣浮系統(tǒng)采用德國產(chǎn)的EDUR溶氣系統(tǒng)及埃德爾多相流泵。系統(tǒng)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。

2.4 超濾膜元件及裝置

2.4.1 膜處理元件

采用荷蘭Norit工業(yè)集團(tuán)旗下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。

2.4.2 膜過濾的反沖洗保護(hù)流程

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2.0bar以下，跨膜壓差(TMP)控制在0.1bar至1.0bar之間，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)。膜過濾的反沖洗保護(hù)程序流程如圖3所示。

圖3 膜過濾的反沖洗保護(hù)程序流程

3.改進(jìn)后的效果

3.1 檢測儀器

PHS-3C 型精密酸度計(jì)(上海大善儀器有限公司);RC-1型余氯儀(姜堰市分析儀器廠);WMX微波密封消解COD快速測定儀(國家環(huán)保局華南環(huán)境科學(xué)院研究所研制);101A-1型干燥箱(上海市實(shí)驗(yàn)儀器廠);AB204-E型自動(dòng)分析天平(Made in Switzerland);TU7685型在線濁度儀(意大利匹磁公司);P53-Pdepe型在線PH計(jì)。

3.2 檢測方法

按文獻(xiàn)［1-3]中的方法，檢測污水原水水質(zhì)與中水水質(zhì)的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)［1-3]。

3.3 相關(guān)說明

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之間。

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［4]。污水通過高效氣浮后，水質(zhì)基本無色、無味，PH值7.6～7.9，色度 ＜30度，懸浮物含量≤60mg/L。

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［5]。超濾的操作：由正常產(chǎn)水——水壓沖洗——產(chǎn)水等，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，水中雜質(zhì)顆粒粒度＜100(m，經(jīng)過超濾處理前后水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果對(duì)比如表1所示。說明：改造前因無消毒設(shè)備，故“游離性余氯”沒有數(shù)值。

表1 經(jīng)過超濾處理前后污水水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表

序號(hào) 項(xiàng)目 改造前指標(biāo)(平均值)改造后指標(biāo)(實(shí)測值)8 氯化物350mg/L 300mg/L 9 總硬度(以CaCO3計(jì))570mg/L 450mg/L 10 游離性余氯 — 30分鐘接觸后0.3mg/L 11 細(xì)菌總量 1100個(gè)/mL 50個(gè)/mL

4.經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益分析

新工藝、新技術(shù)引進(jìn)后，總裝機(jī)容量為188.23KW，每天運(yùn)行功率為57.12KW，處理每噸水的耗電量為：57.12×24/1200=1.14KWh/噸水，按0.5 元/KWh 計(jì)算，每噸水耗費(fèi) 0.57 元/噸水，各種藥劑費(fèi)用0.228元/噸水，污水處理得到可再利用中水實(shí)際發(fā)生費(fèi)用0.898元/噸水。按每天生產(chǎn)200噸中水計(jì)算，每年可置換潔凈水6萬噸，價(jià)值18萬元以上。污水處理工藝改進(jìn)后具有較為顯著的經(jīng)濟(jì)效益，減少了對(duì)環(huán)境的污染，并取得了較好的社會(huì)效益，具有一定的推廣價(jià)值。

［1]中華人民共和國建設(shè)部.生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(CJ/48-1999)［M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999.

［2]國家環(huán)境保護(hù)局.地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)［M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

［3]國家環(huán)境保護(hù)局.污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(BG8978-1996)［M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1996.

［4]中華人民共和國建設(shè)部.給排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(BG50096-2002)［M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

［5]陸柱，陳中興.水處理技術(shù)(第二版)［M].上海：華東理工大學(xué)出版社，2006.