徐州卷烟厂污水处理与再生回用工程

来源：北京清大国华环保科技有限公司时间：2008年7月25日1项目背景徐州卷烟厂是我国烟草行业的重点骨干企业。为进一步提高企业的综合竞争力，徐州卷烟厂在现有基础上进行改造，改造后将形成年产卷烟100万箱的规模。污水处理与再生回用工程是徐州卷烟厂“十五”技改的配套工程，将全厂的生产、生活污水收集处理后进行回用。工程预计于2007年8月投入运行。承包单位：徐州华清环保科技有限公司（土建部分由业主自行建设）设计单位：清华大学环境科学与工程系膜技术研发与应用中心2工艺流程2.1工艺设计烟草污水中含有大量的香精香料、焦油、生物碱、酚类等有机物，COD、色度较高，可生化性差。同时由于烟草品种的更换，水质波动较大，容易对污水处理系统造成冲击负荷，处理难度较大。本工程位于徐州卷烟厂新厂区内，处理对象为厂区的生产、生活混合污水，其中生产污水1200m3/d，生活污水620m3/d，设计规模为2000m3/d。应业主的要求，反渗透设计产水规模为1800m3/d（回收率75%），不足部分补充自来水。设计进水水质：CODcr：400～2500mg/LSS：100～300mg/L色度：30～300倍设计出水水质：工程采用分质回用的原则。污水经预处理、膜-生物反应器处理后：（1）一小部分出水经消毒后达到⟪城市污水再生利用城市杂用水水质⟫（GB18920-2002）规定的水质标准，回用于绿化和冲厕，该部分的水量为200m3/d。（2）剩余1800m3/d的出水进入反渗透系统进行深度处理，处理后的出水达到⟪工业锅炉水质⟫（GB1576-2001）和⟪循环冷却水水质⟫（GB50050-95）规定的水质标准，用作锅炉补给水和空调循环冷却水。本项目的主体工艺为“AirliftMBR+RO”，工艺流程如图1所示。图1徐州卷烟厂污水处理与再生回用项目工艺流程图该工程是国内首个MBR-RO双膜法工艺在烟草污水处理与再生回用中的大规模应用。2.3工艺单元概述2.3.1预处理系统妥善的预处理是MBR污水处理工程的关键。鉴于烟草废水COD、色度较高，可生化性差等特点，本工艺设有以下预处理系统：（1）转鼓格栅，去除毛发等丝状物，避免其对膜组件造成损害；（2）智能加药式高效气浮，去除污水中的悬浮物，混凝脱色；（3）水解酸化，提高污水的可生化性。2.3.2AirliftMBR系统MBR是本工艺的核心处理单元，它集生物降解和膜过滤分离于一体，是膜技术和生物处理技术有机结合的污水处理新工艺，与传统污水生物处理工艺相比，具有出水水质好、占地面积小、剩余污泥产量少等优点。传统的外置式MBR为降低膜污染，需要在膜表面形成高的错流速率，因而能耗很高。本工程中采用了目前国际上最新型的外置式气提膜-生物反应器（AirliftMBR），通过空气的气提作用，有效降低了运行中的能耗。如图2，3所示。图2AirliftMBR工程效果图徐州卷烟厂污水处理与再生回用工程中所用的AirliftMBR规模是2000m3/d，是世界上正在建设运行的最大规模的AirliftMBR之一。图3AirliftMBR工程照片图4为徐州卷烟厂污水处理与再生回用项目中MBR采用的是NORITX-Flow公司的管式膜组件，主要参数如下：制造商商：NORITX-Flow型号：COMP-38PRH-0204膜材质：PVDF截留分子量：15万道尔顿毛细管内径：5.2mm单支膜组件面积：30m2单支膜组件大小：Φ200×H3000mm图4AirliftMBR管式膜组件2.3.3RO系统RO系统采用美国DOW化学公司的BW30-365FR抗污染膜元件，平均脱盐率为99.5%。RO出水经pH回调后，用于锅炉补给水和空调循环冷却水。2.3.4其他系统污泥压滤系统采用带式浓缩压滤一体机，气浮的浮渣和剩余污泥经浓缩脱水处理后外运。为保障操作维护人员的身心健康，避免对周围环境造成不良影响，污水站设有异味去除系统，对生化和污泥处理系统的异味气体进行处理。该系统采用目前国际上最先进的植物提取液喷淋去除异味工艺，具有去除效果好、无毒副作用和二次污染等优点。2.3.5控制系统和在线仪表根据业主要求，自控系统选用西门子S7-400PLC，德国威图柜体。中控室设有触摸屏和上位机两级系统，具有良好的人机交互功能。为确保工艺的稳定运行，污水站设置了在线COD仪、在线浊度仪、在线溶氧仪、在线污泥浓度计、pH、ORP等大量在线监测仪表。2.4工艺特色该项目采用当今国际上最为先进的MBR污水处理与再生回用技术，运用独特的设计，具有以下三个方面的特色：（1）主体工艺采用外置式气提膜-生物反应器(AirliftMBR)AirliftMBR采用抗污染管式膜组件，大大减缓膜的污染，膜的使用寿命大于5年。由于采用了气提技术，与传统外置式MBR相比，显著降低了运行能耗。同时外置式的设计，膜组件与生物反应器分开，便于膜组件的清洗、更换等，维护操作简单安全，易于控制。（2）采用智能加药式高效气浮工艺，降低运行成本工艺采用模糊控制算法，如图5所示，根据气浮反应后出水的水质判断加药和气浮处理效果，从而有效降低处理成本。图5模糊控制原理图（3）GPRS无线监控支持系统通过无线网络与位于北京的膜技术网络服务平台连接，提供在线运行跟踪和远程技术支持等，使工艺处于最佳运行状态。2.5平面布置污水处理站总占地面积864m2（48m×18m），分为三层。地下一层主要为MBR设备间和鼓风机房，地上一层主要为气浮、反渗透、污泥脱水和异味去除车间，地上二层主要为低压配电和中央控制室。3成本分析工程设备总投资1600万元，吨水投资7930元，土建部分由业主承建。包括反渗透和异味去除系统，吨水的直接处理成本为1.89元。根据业主的要求，工艺中采用了大量的进口设备，如法国HIBON风机、德国WILO水泵、美国HACH在线仪表、电控系统均采用西门子元件和德国威图柜体，此外污水站还设有空气异味去除系统，因而吨水的投资较高。如果采用普通设备，吨水投资约为3500～5000元。4经济和社会效益工程建成后，徐州卷烟厂每年将减少排放CODcr474.5t，减少排放BOD5189.8t。同时由于将污水再生后回用，每年可以节约新鲜自来水70万吨。作者简介：陈福泰（1972-），男，博士，研究方向为MBR等膜法水处理和污水再生回用技术。E-mail:[e-mail][主要业绩]：徐州卷烟厂污水再生与回用工程[设计单位]：清华大学环境系膜技术研发与应用中心[建设单位]：徐州卷烟厂[施工单位]：徐州华清环保科技有限公司