烟草废水处理技术解析

烟草废水处理技术解析1工程概况香烟生产的前期废水主要来源于膨胀烟丝用水和洗梗用水，其废水特点是水量较小，浓度较高，含有烟叶中的生物碱和酚类等，同时废水温度较高，大约在60～70℃之间;生产中期使用的黏合剂会在生产过程中进入排水系统，这部分废水被称为白胶废水，废水成白混浊色，COD在2000mg/L左右。某卷烟厂是省国有大型骨干企业，其产生的废水包括生产废水和生活污水两部分。生产后期产生的废水主要来源于香料车间，大部分来源于冲洗加料设备，其废水中含有加入香烟中的香料和香精成分，同时还有些机油。该厂产生的废水水质：CODCr≤550mg/L,BOD5≤250mg/L,石油类≤10mg/L,SS≤250mg/L,NH3-N≤30mg/L,pH6～9。香烟生产废水污染物浓度较高，色度较高，同时废水中含有生物碱、酚类、醇类等多种难降解有机物。综合设备间设有气浮、加药系统、带式压滤机、除臭等设备及二氧化氯发生间、配电控制室、化验室等。地埋式水池内部设地下设备间及鼓风机房。该厂废水总排放量为1500m3/d,其中1000m3/d的二级出水水质执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级标准，500m3/d的中水出水水质执行《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)的再生水回用水质标准。2废水处理工艺流程该厂废水处理站占地980m2,综合设备间为地上1层框架结构，水池为地埋式钢筋混凝土结构，废水处理站产生的不良气体经收集净化处理后排放。厂区生产生活废水经过厂区排水管网收集后输送至废水处理站，废水经提篮格栅去除水中的大块物质后进入集水井。集水井废水经泵提升后，经过机械格栅进入调节池，机械格栅的作用是去除废水中的漂浮物、细小颗粒悬浮物及毛发等。中间水池一部分水经消毒后，由出水提升泵提升排放;另一部分由中水提升泵提升至砂滤罐和活性炭罐，进行过滤和吸附处理，然后排至清水池，清水池出水加氯消毒后用于厂区内冲厕和绿化。工艺流程如图1所示。图1工艺流程图1工艺流程异味处理系统采用UVT紫外光催化氧化装置，装置中纳米材料涂层会在紫外光催化作用下产生羟基(·OH)和超氧化物离子，具有很高的氧化性，对异味具有很高的处理效率。水解酸化池出水流入接触氧化池，进行好氧生化反应，去除废水中大多数有机污染物。接触氧化池出水流入斜管沉淀池，沉淀污泥由污泥泵打入污泥浓缩池，上清液进入中间水池。调节池废水经泵提升后进入气浮池，废水中的悬浮物及胶体类物质经絮凝反应及气浮作用后形成浮渣，就近重力流入污泥浓缩池，与生化剩余污泥一起进行机械脱水处理。气浮出水流入水解酸化池，通过水解酸化作用提高废水的可生化性。综合设备间平面尺寸为29.7m×9m,除设置污泥处理系统设备、加药设备、絮凝反应罐及气浮系统、砂滤罐及活性炭罐等设备外，还设有异味去除系统1套，处理风量Q=2500m3/h,P=1960Pa,N=2.2kW,紫外灯功率2.88kW;二氧化氯发生间1间，平面尺寸为3.2m×2.3m,内有二氧化氯发生器1套，发生量300g/h;化验室1间，平面尺寸为3.3m×2.3m;值班控制室、配电室1间，平面尺寸为9m×6m。地下设备间除设置过滤泵、污泥螺杆泵、带机冲洗泵、恒压变频供水系统外，还有污泥泵2台，1用1备，Q=40m3/h,H=15m,N=4kW;鼓风机2台，1用1备，Q=13.5m3/min,P=0.06MPa,N=22kW;滤罐反冲洗泵1台，Q=90m3/h,H=34m,N=15kW。污泥处理系统每天产泥0.45t,有效体积56m3(含水率99.2%).污泥浓缩池尺寸为5.5m×4m×5.6m,超高1.2m,有效容积30m3,HRT=12.8h;地下设备间内设污泥螺杆泵2台，1用1备，Q=5m3/h,P=0.6MPa,N=2.2kW.带式压滤机1套，带宽0.6m,处理量3～5m3/h.PAM污泥加药系统1套。消毒池有效容积100m3,设计每天杂用水回用量为500t,储水量为回用总量的20%.地下设备间内消毒池旁设带机冲洗泵1台，恒压变频供水系统1套，Q=25m3/h,H=50m,N=(2×7.5)kW。砂滤罐、活性炭吸附罐各1套，罐体直径1800mm,滤速8.2m/h,碳钢材质。中间水池尺寸4m×4m×5.6m,钢砼结构，超高1.3m,HRT=1.0h.池内设出水提升泵2台，1用1备，Q=50m3/h,H=8m,N=4.0kW;地下设备间内中间水池旁设过滤泵2台，1用1备，Q=25m3/h,H=42m,N=7.5kW。斜管沉淀池尺寸为12m×3.5m×5.6m,钢砼结构，超高1.0m,表面负荷1.6m3/(m2·h).设D80斜管38m3;填料架1套，采用槽钢和扁钢焊制而成。接触氧化池尺寸为12m×10.2m×4.9m,超高0.7m,有效容积600m3,HRT=9.6h,填料BOD负荷0.7kg/(m3·d).设曝气盘420套，型号KKI219;组合填料380m3,填料直径150mm,片间距100mm;填料架1套，采用槽钢和螺纹钢焊制而成。水解酸化池尺寸为12m×3.3m×5.6m,超高0.55m,有效容积200m3,HRT=3.2h,填料BOD负荷2.4kg/(m3·d).设布水装置1套，曝气装置1套;组合填料123m3,填料直径150mm,片间距100mm;填料架1套，采用槽钢和螺纹钢焊制而成。絮凝反应罐尺寸为D2.6m×3m,钢结构，超高0.35m,有效容积14m3,HRT=13min;设絮凝搅拌机1台，转速8r/min,功率0.75kW.气浮系统日处理量1500m3/d,尺寸为7m×2.5m×2.5m,HRT=25min.配套高效溶气系统1套(溶气泵、溶气罐等),PAC、PAM加药系统各1套。格栅井尺寸为2.5m×0.6m×1.5m,钢砼结构，栅前水深0.3m,渠宽0.6m.内设格栅机1台，栅条间隙5mm,功率0.75kW。调节池尺寸为12m×9m×5.6m,钢砼结构，超高0.75m,有效容积520m3,HRT=8.3h.设潜污泵2台，1用1备，Q=70m3/h,H=13m,N=5.5kW;设潜水搅拌机1台，功率5kW,叶轮直径615mm,转速480r/min。集水井尺寸为5m×2.5m×8.8m,有效水深为2.5m.设潜污泵2台，1用1备，Q=70m3/h,H=13m,N=5.5kW;设提篮格栅1台，尺寸为0.6m×0.5m×0.6m。调试与运行向水解酸化池、好氧池中投加干污泥，投加量为池有效容积的0.5%～0.6%,污泥质量浓度为5～6g/L.打开水解酸化池、好氧池曝气管进行曝气，刚开始培养时，由于水量少，且24h曝气，1d后污泥量减少很多，而且产生些许泡沫，表明微生物营养缺乏。之后减少曝气时间，尽量减少泡沫的产生。运行大约1周后，能看到填料局部黏附的少许污泥，有黏滑的感觉。大约2周后，明显能看到填料上面的生物膜，但较薄。第3周后，填料表面挂了厚厚的生物膜，且与填料结合紧密，表明水解池及好氧池填料挂膜成功。第4周，连续进出水，将水解酸化池曝气管关闭，使其好氧生物膜形成厌氧生物膜。第5周，连续进出水，二级处理系统出水COD保持在70mg/L以下，中水处理系统出水浊度保持在5mg/L以下，COD在38mg/L以下，都达到了设计的出水水质标准，调试结束。运行监测结果见表1和表2。运行结果表明，二级出水水质达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级标准，中水出水水质达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)的再生水回用水质标准。本工程存在的问题及应采取的对策：(1)一般卷烟厂规划废水处理规模都较大，而实际初期运行时水量较小，长时间连续曝气，易造成生物膜脱落，给运行操作带来很大麻烦。对此，废水处理站处理构筑物宜设计为2组并联运行，水量较小时，可只运行1组，这样还可节省成本和运行费用。(2)污泥泵进口管道管径原设计为DN150,实际运行中发现其较易堵，更换为DN200管道后，基本上没再发生堵塞。(3)污泥浓缩池中的污泥来自气浮池的浮渣和沉淀池的生物污泥，运行中发现，浮渣和生物污泥混合不均匀，浮渣较难压滤处理。对此宜在污泥浓缩池中设置搅拌装置。(4)水解酸化池、调节池中常常含有大量的水汽，造成风管内大量积水，并被离心风机抽送至异味处理系统，造成处理效率下降。对此在进行风管设计时，宜设置泄水装置。结论(1)采用气浮+水解酸化+接触氧化+斜管沉淀+砂滤+活性炭吸附组合工艺处理烟草废水可行。经二级处理后，出水水质能达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级标准;经深度处理后，出水水质能达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T18920-2002)的再生水回用水质标准。(2)采用气浮+水解酸化对废水进行预处理，处理效果好。气浮可以去除烟草中的悬浮物、烟丝及油类等，水解酸化对香精香料等难生化降解物质有较好的处理效果，可提高废水的可生化性。(3)接触氧化法采用低负荷运行，可提高对氨氮的硝化效果，抗冲击负荷强。(4)斜管沉淀池占地面积小，处理效率高，适合地埋式废水处理工艺，在接触氧化池后使用能满足二级处理达标要求。(5)UVT紫外光催化氧化装置处理异味具有运行费用低，处理效率高，操作运行简单的特点。