造纸法烟草薄片废水处理实例

1、造纸法烟草薄片废水处理实例干仕伟(广州市环境保护工程设计院有限公司,广东广州510115摘要:造纸法烟草薄片废水具有水质水量变化大、有机物浓度高、固体悬浮物浓度较高、色度高等特点。本文介绍了絮凝-沉淀-气浮-脉冲上流式厌氧污泥床反应器(UASB-好氧-气浮-臭氧曝气生物滤池(BAF组合工艺在COD Cr浓度较高的烟草薄片废水治理上的应用,工程规模4000m3/d,该工艺自2011年12月投产至今处理效果稳定,各项出水指标均可达到广东省地方标准水污物排放限值(DB44/26-2001第二时段第二类污染物最高允许排放浓度的一级标准。关键词:烟草薄片废水;脉冲UASB;臭氧BAF;中图分类号:X70

2、3文献标识码:A文章编号:造纸法烟草薄片废水主要来源于萃取制浆、浆料洗涤、抄造白水溢流及其他洗涤废水。因此,烟草薄片生产废水含有大量的烟草物质、细纤维、以及水解了的半纤维素、木质素,具有有机污染物浓度高、悬浮物比重较轻、难于沉淀的有机物含量高、色度较高等特点。本工程实例处理的烟草薄片废水除了包括烟草薄片生产废水以外,还混合有生活污水和锅炉除尘废水。此外,该废水还具有间歇排放、废水成分复杂、水质水量变化大等特点。对于此类废水采用常规的处理方法难以达到排放要求,特别是COD Cr 和色度难以达标,因此工程处理难度较大。本工程实例针对废水的排放规律和特性,采用絮凝-沉淀-气浮-脉冲上流式厌氧污泥床反

3、应器(UASB-好氧-气浮-臭氧曝气生物滤池(BAF组合工艺,该工艺自建成后运行稳定良好,出水达到广东省地方标准水污物排放限值(DB44/26-2001第二时段第二类污染物最高允许排放浓度的一级标准。1工程概况1.1废水水质水量设计水量为4000m3/d,进水和出水水质指标根据实测值及广东省水污物排放标准(DB44/26-2001第二时段第二类污染物最高允许排放浓度的一级标准的要求确定,见表1。表1进水和出水水质项目进水水质排放标准COD Cr/mg/L1200090BOD5/mg/L570020SS/mg/L700060pH7-86-9色度/倍2500401.2工艺流程针对该企业间歇排放、水

4、质水量变化大、悬浮物较多、有机物浓度高、色度高、成份复杂的特点,采用“物化+生化”的处理工艺,具体设计工艺流程见图1。 图1工艺流程1.3主要单元(1格栅池。通过物理截留作用,用于拦截生活污水中的悬浮物和生产废水中的烟丝渣,保护后续机械设备及生化系统。(2调节池。由于进水来源不一、水量变化大,采用调节池收集废水,均匀水质,进行预曝气,随后提升至絮凝沉淀池。(3絮凝沉淀池。投加酸调节进水pH值,保护后续系统正常运行,投加絮凝剂进行絮凝沉淀。(4气浮池1。部分悬浮物难以经过前面沉淀去除,利用气浮效果将其去除,确保后续生化系统不受其影响。(5中间水池1。收集预处理系统出水,将污水提升到脉冲上流式厌氧

5、污泥床反应器(UASB。(6脉冲UASB。污水通过脉冲布水器进入池体。厌氧反应发生在废水与污泥颗粒的接触过程,在厌氧状态下将有机污染物分解,产生沼气。然后污水、污泥和沼气气泡向上经过三相分离器进行固、液、气三相分离。三相分离器安装在反应器的顶部并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。在重力作用下,水和泥在沉淀区内分离,上清液从沉淀区上部出水槽排出,污泥沿气斜壁滑回反应区。由于气量少、可利用性低,沼气由集气室收集后排放。(7好氧池。通过向废水曝气,废水经过附着在组合填料上的不同种类微生物菌群的降解作用,能有效去除污染物,水质得到净化。(8二沉池。对生化系统出水进行泥水分离,污泥部分回流至好氧池

6、,部分剩余污泥至污泥浓缩池。(9气浮池2。通过投加絮凝剂,利用气浮作用将部分难以沉淀的悬浮物去除。同时投加脱色剂降低色度,确保水质稳定。(10中间水池2。停留气浮出水,并将污水提升至臭氧曝气生物滤池(BAF。(11臭氧BAF。BAF采用上向流曝气生物滤池,BAF是将生物降解与吸附过滤两种处理过程合并在同一单元反应器中,以滤池中填装的陶瓷颗粒为载体,在滤池内部进行曝气,使滤料表面生长着大量生物膜,当污水流经时,利用BAF滤料表面上所附生物膜中高浓度的活性微生物的强效分解作用和滤料粒径较小的特点,充分发挥微生物的生物代谢、生物絮凝、生物膜和填料的物理吸附和截留作用以及反应器内沿水流方向食物链的分级

7、捕食作用,实现污染物的高效清除。同时在BAF底部进行高级氧化,保证出水的COD Cr、BOD5、SS达标排放。臭氧BAF包括缓冲配水室、曝气系统、承托层和滤料层、出水系统、反冲洗系统等。(12清水池。停留出水,达标排放,并作为臭氧BAF反洗用水。1.4工艺特点(1不同工段、不同时期废水流量波动较大,废水的水质、水量不均匀,通过调节池中空气搅拌进行充分混合。(2烟草薄片废水中悬浮物、杂质较多,为此通过前处理阶段设计沉淀及气浮,处理不同性质的悬浮物及杂质,从而减轻后续部分生化系统的负荷。(2本工艺采用脉冲布水器的进水模式,将污水输入到UASB池,利用脉冲布水器长时间续集废水将其短时间的排放的特点,

8、使UASB池内的厌氧污泥能悬浮在水中,与污水充分接触。同时反应器内部采用伞状布水装置,能有效防止布水器的堵塞,保证废水的均匀分布。反应器内部含有大量的颗粒污泥,废水在上升过程中与污泥接触,经水解、酸化、产酸、产甲烷四个阶段,大部分有机物被降解生成CH4、CO2。(3本工程处理废水为难处理的烟草薄片废水,进水COD Cr高,水质复杂、变化大、色度高,为了保证出水达到排放标准,二沉池出水进入气浮池,通过气浮作用,进一步降低出水中的有机物和SS。考虑到残留有机物的浓度及色度仍然不能达到排放标准,在气浮出水后,经过提升进入臭氧BAF,在池中通过臭氧高级氧化及生化处理进一步去除有机物,达到排放要求。出水

9、进入清水池后达标排放。BAF的反冲洗水使用清水池出水,排水进入调节池。1.5主要构筑物本工程实例所涉及的主要构筑物见表2。表2主要构筑物名称数量/座主要参数格栅池1 5.0m×0.8m×4.0m调节池122.0m×8.5m×5.0m絮凝沉淀池135.0×5.0×4.5气浮池1110.5m×5.0m×3.0m中间水池122.5m×3.0m×5.0m 脉冲UASB池422.0m×11.0m×10.0m好氧池520.0m×9.0m×6.0m二沉池115.0m&#

10、215;4.5m气浮池2110.5m×5.0m×3.0m中间水池18.0m×5.0m×4.5m 臭氧曝气生物滤池4 6.0m×5.0m×5.5m2.运行情况(1工程调试中出现生化系统污泥浓度低的问题,经分析是有时该企业进水中的氨氮含量与有机物含量失衡,需要投加合适的氮、磷等营养物质,保证微生物正常生长的需要。(2本工程于2012年3月通过环保局验收,各项出水指标均达到广东省水污物排放标准(DB44/26-2001第二时段第二类污染物最高允许排放浓度的一级标准,具体情况见表3。表3出水水质监测数据COD Cr/mg/L706768BOD

11、5/mg/L181617SS/mg/L555254色度/倍3025273.经济分析工程总投资为1739万元,其中土建投资为800万元,设备及其它投资为939万元。处理成本为1.62元/吨废水,其中:电费为1.0元/吨废水;药剂费为0.32元/吨废水;人工费为0.30元/吨废水。4.结语(1烟草薄片废水成分复杂,是难处理废水之一。烟草薄片废水的处理有物化法和生物法。物化法处理效率较高、一次投资较低,但是运行费用高、管理运行难、二次污染高;生物法技术成熟,设备简单、运行管理易、运行费用低廉,是现阶段主要使用的处理工艺。根据本工程进出水水质分析,单独的物化法或者生物法均难以达到排放要求,废水处理工艺

12、必须组合物理化学以及生物作用,选择符合废水特性的组合废水处理工艺。(2烟草薄片生产过程中浸渍液、萃取液回收利用率在90%以上,但是仍有部分高浓度浸渍液、萃取液排放,不利于废水处理。本工程设计将厂区高浓度废水及低浓度废水混合进入废水处理站,降低污染负荷,便于废水处理。烟草薄片废水中含有烟草物质、细纤维以及水解了的半纤维素、木质素等,需要通过预处理去除,保证后续生化系统的稳定正常运行。(3烟草薄片废水有机物含量高、色度较高,而厌氧工艺是最适合的处理工艺,能有效的降低污染物含量,同时提高后续好氧系统的处理效率。通过选用处理效率高的厌氧系统结构类型,有效的去除或降解有机物;但是厌氧法对预处理要求较高,进水的有机物浓度、温度、悬浮物含量以及pH都应有调整及监控措施。参考文献1尹士君,水处理构筑物设计与计算,北京:化学工业出版社,20032唐文