烟草企业污水处理技术改造与应用

宁守庆 周永振 袁伟民

河南中烟工业有限责任公司郑州卷烟厂 郑州市

一、概述

烟草企业污水处理起步于20世纪80年代末期，由于当时企业生产规模不大，污水排放量相对较小，化学需氧量（COD）含量不高，污水处理的方式、方法仅限于简单的回流沉淀、石灰消化处理。20世纪90年代，烟草企业技术改造升级的步伐不断加快，厌氧—曝气—接触氧化—斜管沉淀—石英砂过滤污水处理工艺被烟草企业广泛应用。进入21世纪后，随着烟草企业生产集中度的提高，生产规模的不断扩大，生产过程中产生的生产、生活污水的色、浊、味、化学需氧量（COD）、悬浮物、pH也发生了质的变化，这些变化给烟草企业清洁生产、节能减排带来了较大的困难和压力。技术先进、运行稳定、维护、管理、操作方便的膜技术作为污水处理的新工艺，为烟草企业中水再利用以及实现污水“零”排放开辟了新途径。

二、存在的问题

生产污水采用旋流穿孔反应，聚合氯化铝絮凝，斜管沉淀后产生的中水全部排放，生活污水处理采用两级沉淀、两级生物接触氧化法反应，经过石英砂过滤、二氧化氯消毒后部分回用（图1）。

中水水质：浊度55（度），溶解固形物1700mg/L，悬浮物（ss）110mg/L，色度 43（度），化学需氧量（COD）173mg/L，pH 值 5.0～10.2，氯化物 350mg/L，总硬度 570mg/L，略有异臭及芳香味，细菌总量1100个/mL，各项指标偏高于国家排放标准。

三、改造措施

如图2环形圈中所示，在原工艺基础上增加了pH值在线检测、酸碱自动中和、气浮、超滤。pH值在线检测采用p53型PH/ORP分析仪，独立信号4～20mA，每24h误差量程的±0.2%无累计，电源190～260V，探头电极Pdepe。加碱装置PE材质碱桶0.8m×1.0m；加碱计量泵流量240L/h（可调节），功率0.25kW；加碱搅拌机转速86r/min，功率0.37kW。加酸装置PE材质酸桶1.5m×2.0m；加酸计量泵流量120L/h，功率0.25kW（可调节）。

气浮系统采用德国产的EDUR溶气系统及埃德尔多相流泵，包括混凝和气浮两部分，混凝药剂采用浓度为7.5%～10%PAC，药液和污水通过管道混合器混合，混凝池内设柜式搅拌器进行混合反应，混凝池的出水和气浮的回流溶气水混合，形成细小的矾花，进入气浮池上浮，池上部配有刮渣机，将污泥刮入泥槽，污泥溢流至浓缩池进行浓缩，处理后的水从池子底部的穿孔管流出，出水配有调节器调节水位，气浮池出水经过进一步过滤后进入中水池备用。

膜处理系统采用荷兰Norit工业集团X-Flow膜公司的内压式中空纤维膜，采用改性聚醚砜（PES）膜材料，抗污染能力强，耐氧化、使用寿命长。原水由正压驱动从膜丝内腔通过膜丝内壁渗透进入膜丝外侧，产生超滤产水。膜过滤装置的进水压力控制在 0.2MPa以下，跨膜压差（TMP）控制在 0.01～0.10MPa，流量控制是通过每套膜装置进水流量计和相应的给水泵变频驱动实现（图3）。

四、效果

按国家相关标准检测污水原水水质与中水水质指标，当pH值高于9或低于6时，由pH/ORP分析仪信号反馈到加酸或加碱计量泵自动开启，直至pH值满足6～9方可停止加碱或加酸。在线pH计日常维护方便，防护等级高，操作简便，每隔两周将电路板清洗一次即可，处理后的中水水质pH值一直稳定在6.97～7.85。

在气浮系统中加入的药剂为聚合硫酸铝铁盐，它不但可以起到絮凝的作用，而且还可以去除水中的色素及悬浮颗粒。污水通过高效气浮后，水质基本无色、无味，pH值7.6～7.9，色度＜30度，悬浮物含量≤60mg/L。

图1 改造前污水处理流程

图2 改造后污水处理流程

图3 膜处理系统

超滤共分为三级过滤，即果壳活性炭过滤——保安过滤——X-FLow内压式中空纤维膜过滤。超滤的操作：由正常产水——水压冲洗——产水，按一定的时间顺序，循环进行，超滤产水量稳定出水水质，悬浮物含量≤20mg/L，肉眼可见物：无，水中杂质颗粒粒度＜100μm，经过超滤处理后水质化验结果见表1。

表1 超滤处理前后污水水质化验结果

采用上述污水处理技术改造后，总装机容量188.23kW，每天运行功率57.12kW处理每吨水的耗电量为1.14kW·h，按0.5元/（kW·h）计算，每吨水费用0.57元，各种药剂每吨费用0.228元，污水处理得到可再利用中水每吨实际发生费用0.898元，按每天生产200t中水计算，每年可置换洁净水6万t，价值18万元以上，经济效益显著，同时减少了对环境的污染，取得了较好的社会效益。 W13.12-33