1工程概況
蕪湖卷煙廠是安徽省國(guó)有大型骨干企業(yè)，其產(chǎn)生的廢水包括生產(chǎn)廢水和生活污水兩部分。香煙生產(chǎn)的前期廢水主要來(lái)源于膨脹煙絲用水和洗梗用水，其廢水特點(diǎn)是水量較小，濃度較高，含有煙葉中的生物堿和酚類(lèi)等，同時(shí)廢水溫度較高，大約在60～70℃之間;生產(chǎn)中期使用的黏合劑會(huì)在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)入排水系統(tǒng)，這部分廢水被稱(chēng)為白膠廢水，廢水成白混濁色，COD在2000mg/L左右;生產(chǎn)后期產(chǎn)生的廢水主要來(lái)源于香料車(chē)間，大部分來(lái)源于沖洗加料設(shè)備，其廢水中含有加入香煙中的香料和香精成分，同時(shí)還有些機(jī)油〔1,2,3〕。香煙生產(chǎn)廢水污染物濃度較高，色度較高，同時(shí)廢水中含有生物堿、酚類(lèi)、醇類(lèi)等多種難降解有機(jī)物〔4,5〕。
該廠廢水總排放量為1500m3/d,其中1000m3/d的二級(jí)出水水質(zhì)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，500m3/d的中水出水水質(zhì)執(zhí)行《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》(GB/T18920-2002)的再生水回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。該廠產(chǎn)生的廢水水質(zhì)：CODCr≤550mg/L,BOD5≤250mg/L,石油類(lèi)≤10mg/L,SS≤250mg/L,NH3-N≤30mg/L,pH6～9。
2廢水處理工藝流程
該廠廢水處理站占地980m2,綜合設(shè)備間為地上1層框架結(jié)構(gòu)，水池為地埋式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，廢水處理站產(chǎn)生的不良?xì)怏w經(jīng)收集凈化處理后排放。綜合設(shè)備間設(shè)有氣浮、加藥系統(tǒng)、帶式壓濾機(jī)、除臭等設(shè)備及二氧化氯發(fā)生間、配電控制室、化驗(yàn)室等。地埋式水池內(nèi)部設(shè)地下設(shè)備間及鼓風(fēng)機(jī)房。
廠區(qū)生產(chǎn)生活廢水經(jīng)過(guò)廠區(qū)排水管網(wǎng)收集后輸送至廢水處理站，廢水經(jīng)提籃格柵去除水中的大塊物質(zhì)后進(jìn)入集水井。集水井廢水經(jīng)泵提升后，經(jīng)過(guò)機(jī)械格柵進(jìn)入調(diào)節(jié)池，機(jī)械格柵的作用是去除廢水中的漂浮物、細(xì)小顆粒懸浮物及毛發(fā)等。調(diào)節(jié)池廢水經(jīng)泵提升后進(jìn)入氣浮池，廢水中的懸浮物及膠體類(lèi)物質(zhì)經(jīng)絮凝反應(yīng)及氣浮作用后形成浮渣，就近重力流入污泥濃縮池，與生化剩余污泥一起進(jìn)行機(jī)械脫水處理。氣浮出水流入水解酸化池，通過(guò)水解酸化作用提高廢水的可生化性。水解酸化池出水流入接觸氧化池，進(jìn)行好氧生化反應(yīng)，去除廢水中大多數(shù)有機(jī)污染物。接觸氧化池出水流入斜管沉淀池，沉淀污泥由污泥泵打入污泥濃縮池，上清液進(jìn)入中間水池。
中間水池一部分水經(jīng)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濾罐和活性炭罐，進(jìn)行過(guò)濾和吸附處理，然后排到清水池，清水池出水加氯消毒后用于廠區(qū)內(nèi)沖廁和綠化。工藝流程如圖1所示。
工藝流程異味處理系統(tǒng)采用UVT紫外光催化氧化裝置，裝置中納米材料涂層會(huì)在紫外光催化作用下產(chǎn)生羥基(·OH)和超氧化物離子，具有很高的氧化性，對(duì)異味具有很高的處理效率〔6〕。
3主要構(gòu)(建)筑物及設(shè)備
3.1集水井
集水井尺寸為5m×2.5m×8.8m,有效水深為2.5m.設(shè)潛污泵2臺(tái)，1用1備，Q=70m3/h,H=13m,N=5.5kW;設(shè)提籃格柵1臺(tái)，尺寸為0.6m×0.5m×0.6m。
3.2格柵井
格柵井尺寸為2.5m×0.6m×1.5m,鋼砼結(jié)構(gòu)，柵前水深0.3m,渠寬0.6m.內(nèi)設(shè)格柵機(jī)1臺(tái)，柵條間隙5mm,功率0.75kW。
3.3調(diào)節(jié)池
調(diào)節(jié)池尺寸為12m×9m×5.6m,鋼砼結(jié)構(gòu)，超高0.75m,有效容積520m3,HRT=8.3h.設(shè)潛污泵2臺(tái)，1用1備，Q=70m3/h,H=13m,N=5.5kW;設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)1臺(tái)，功率5kW,葉輪直徑615mm,轉(zhuǎn)速480r/min。
3.4絮凝反應(yīng)罐及氣浮系統(tǒng)
絮凝反應(yīng)罐尺寸為D2.6m×3m,鋼結(jié)構(gòu)，超高0.35m,有效容積14m3,HRT=13min;設(shè)絮凝攪拌機(jī)1臺(tái)，轉(zhuǎn)速8r/min,功率0.75kW.氣浮系統(tǒng)日處理量1500m3/d,尺寸為7m×2.5m×2.5m,HRT=25min.配套溶氣系統(tǒng)1套(溶氣泵、溶氣罐等),PAC、PAM加藥系統(tǒng)各1套。
3.5水解酸化池
水解酸化池尺寸為12m×3.3m×5.6m,超高0.55m,有效容積200m3,HRT=3.2h,填料BOD負(fù)荷2.4kg/(m3·d).設(shè)布水裝置1套，曝氣裝置1套;組合填料123m3,填料直徑150mm,片間距100mm;填料架1套，采用槽鋼和螺紋鋼焊制而成。
3.6接觸氧化池
接觸氧化池尺寸為12m×10.2m×4.9m,超高0.7m,有效容積600m3,HRT=9.6h,填料BOD負(fù)荷0.7kg/(m3·d).設(shè)曝氣盤(pán)420套，型號(hào)KKI219;組合填料380m3,填料直徑150mm,片間距100mm;填料架1套，采用槽鋼和螺紋鋼焊制而成。
3.7斜管沉淀池
斜管沉淀池尺寸為12m×3.5m×5.6m,鋼砼結(jié)構(gòu)，超高1.0m,表面負(fù)荷1.6m3/(m2·h).設(shè)D80斜管38m3;填料架1套，采用槽鋼和扁鋼焊制而成。
3.8中間水池
中間水池尺寸4m×4m×5.6m,鋼砼結(jié)構(gòu)，超高1.3m,HRT=1.0h.池內(nèi)設(shè)出水提升泵2臺(tái)，1用1備，Q=50m3/h,H=8m,N=4.0kW;地下設(shè)備間內(nèi)中間水池旁設(shè)過(guò)濾泵2臺(tái)，1用1備，Q=25m3/h,H=42m,N=7.5kW。
3.9砂濾罐、活性炭吸附罐
砂濾罐、活性炭吸附罐各1套，罐體直徑1800mm,濾速8.2m/h,碳鋼材質(zhì)。
3.10消毒池
消毒池有效容積100m3,設(shè)計(jì)每天雜用水回用量為500t,儲(chǔ)水量為回用總量的20%.地下設(shè)備間內(nèi)消毒池旁設(shè)帶機(jī)沖洗泵1臺(tái)，恒壓變頻供水系統(tǒng)1套，Q=25m3/h,H=50m,N=(2×7.5)kW。
3.11污泥處理系統(tǒng)
污泥處理系統(tǒng)每天產(chǎn)泥0.45t,有效體積56m3(含水率99.2%).污泥濃縮池尺寸為5.5m×4m×5.6m,超高1.2m,有效容積30m3,HRT=12.8h;地下設(shè)備間內(nèi)設(shè)污泥螺桿泵2臺(tái)，1用1備，Q=5m3/h,P=0.6MPa,N=2.2kW.帶式壓濾機(jī)1套，帶寬0.6m,處理量3～5m3/h.PAM污泥加藥系統(tǒng)1套。
3.12地下設(shè)備間
地下設(shè)備間除設(shè)置過(guò)濾泵、污泥螺桿泵、帶機(jī)沖洗泵、恒壓變頻供水系統(tǒng)外，還有污泥泵2臺(tái)，1用1備，Q=40m3/h,H=15m,N=4kW;鼓風(fēng)機(jī)2臺(tái)，1用1備，Q=13.5m3/min,P=0.06MPa,N=22kW;濾罐反沖洗泵1臺(tái)，Q=90m3/h,H=34m,N=15kW。
3.13綜合設(shè)備間
綜合設(shè)備間平面尺寸為29.7m×9m,除設(shè)置污泥處理系統(tǒng)設(shè)備、加藥設(shè)備、絮凝反應(yīng)罐及氣浮系統(tǒng)、砂濾罐及活性炭罐等設(shè)備外，還設(shè)有異味去除系統(tǒng)1套，處理風(fēng)量Q=2500m3/h,P=1960Pa,N=2.2kW,紫外燈功率2.88kW;二氧化氯發(fā)生間1間，平面尺寸為3.2m×2.3m,內(nèi)有二氧化氯發(fā)生器1套，發(fā)生量300g/h;化驗(yàn)室1間，平面尺寸為3.3m×2.3m;值班控制室、配電室1間，平面尺寸為9m×6m。
4調(diào)試與運(yùn)行
4.1調(diào)試
向水解酸化池、好氧池中投加干污泥，投加量為池有效容積的0.5%～0.6%,污泥質(zhì)量濃度為5～6g/L.打開(kāi)水解酸化池、好氧池曝氣管進(jìn)行曝氣，剛開(kāi)始培養(yǎng)時(shí)，由于水量少，且24h曝氣，1d后污泥量減少很多，而且產(chǎn)生些許泡沫，表明微生物營(yíng)養(yǎng)缺乏。之后減少曝氣時(shí)間，盡量減少泡沫的產(chǎn)生。運(yùn)行大約1周后，能看到填料局部黏附的少許污泥，有黏滑的感覺(jué)。大約2周后，明顯能看到填料上面的生物膜，但較薄。第3周后，填料表面掛了厚厚的生物膜，且與填料結(jié)合緊密，表明水解池及好氧池填料掛膜成功。第4周，連續(xù)進(jìn)出水，將水解酸化池曝氣管關(guān)閉，使其好氧生物膜形成厭氧生物膜。第5周，連續(xù)進(jìn)出水，二級(jí)處理系統(tǒng)出水COD保持在70mg/L以下，中水處理系統(tǒng)出水濁度保持在5mg/L以下，COD在38mg/L以下，都達(dá)到了設(shè)計(jì)的出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)試結(jié)束。
4.2運(yùn)行監(jiān)測(cè)結(jié)果
飯店
運(yùn)行監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1和表2。
運(yùn)行結(jié)果表明，二級(jí)出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，中水出水水質(zhì)達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》(GB/T18920-2002)的再生水回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
4.3存在問(wèn)題
本工程存在的問(wèn)題及應(yīng)采取的對(duì)策：(1)一般卷煙廠規(guī)劃廢水處理規(guī)模都較大，而實(shí)際初期運(yùn)行時(shí)水量較小，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)曝氣，易造成生物膜脫落，給運(yùn)行操作帶來(lái)很大的麻煩。對(duì)此，廢水處理站處理構(gòu)筑物宜設(shè)計(jì)為2組并聯(lián)運(yùn)行，水量較小時(shí)，可只運(yùn)行1組，這樣還可節(jié)省成本和運(yùn)行費(fèi)用。(2)污泥泵進(jìn)口管道管徑原設(shè)計(jì)為DN150,實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)其較易堵，更換為DN200管道后，基本上沒(méi)再發(fā)生堵塞。(3)污泥濃縮池中的污泥來(lái)自氣浮池的浮渣和沉淀池的生物污泥，運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，浮渣和生物污泥混合不均勻，浮渣較難壓濾處理。對(duì)此宜在污泥濃縮池中設(shè)置攪拌裝置。(4)水解酸化池、調(diào)節(jié)池中常常含有大量的水汽，造成風(fēng)管內(nèi)大量積水，并被離心風(fēng)機(jī)抽送至異味處理系統(tǒng)，造成處理效率下降。對(duì)此在進(jìn)行風(fēng)管設(shè)計(jì)時(shí)，宜設(shè)置泄水裝置。
5主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
項(xiàng)目總投資為758萬(wàn)元，其中設(shè)備工程投資為498萬(wàn)元，土建費(fèi)用為260萬(wàn)元。水處理成本為0.823元/m3,包括人工費(fèi)0.15元/m3、電費(fèi)0.49元/m3、藥劑費(fèi)0.14元/m3、異味去除費(fèi)0.043元/m3,不含設(shè)備折舊費(fèi)和污泥處理費(fèi)。
6結(jié)論s
(1)采用氣浮+水解酸化+接觸氧化+斜管沉淀+砂濾+活性炭吸附組合工藝處理煙草廢水可行。經(jīng)二級(jí)處理后，出水水質(zhì)能達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn);經(jīng)深度處理后，出水水質(zhì)能達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》GB/T18920-2002)的再生水回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
(2)采用氣浮+水解酸化對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理，處理效果好。氣浮可以去除煙草中的懸浮物、煙絲及油類(lèi)等，水解酸化對(duì)香精香料等難生化降解物質(zhì)有較好的處理效果，可提高廢水的可生化性。
(3)接觸氧化法采用低負(fù)荷運(yùn)行，可提高對(duì)氨氮的硝化效果，抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)。
(4)斜管沉淀池占地面積小，處理效率高，適合地埋式廢水處理工藝，在接觸氧化池后使用能滿(mǎn)足二級(jí)處理達(dá)標(biāo)要求。
(5)UVT紫外光催化氧化裝置處理異味具有運(yùn)行費(fèi)用低，處理效率高，操作運(yùn)行簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。
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