《武汉工程大学学报》  2010年01期 78-80   出版日期：2010-01-31   ISSN:1674-2869   CN:42-1779/TQ

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造纸法烟草薄片生产废水处理技术优化改造


造纸法烟草薄片生产是2001年后发展起来的新工艺［12］，它是将传统制烟工艺所摒弃的烟梗，烟渣和烟末经添加适当原料后制成薄片送卷烟厂.这不仅提高了烟叶原料的利用率，还改善了香烟的品质、香味和性价比.湖北某薄片有限公司为了适应市场需要，其烟草薄片生产规模由2003年的3 000 t/a扩产到5 000 t/a.综合废水排放量亦由700 t/d增加到1 200 t/d.为了利用原有废水处理工艺设施，增大处理能力并能达到国家规定排放标准.薄片生产企业与环保设施运营公司、科研单位组成攻关小组，在已有烟厂废水处理工程实践的基础上［3］，深入剖析原污水处理工艺及分析运行状况，提出了升级改造气浮、强化好氧处理过程.几个月的运行结果表明，改造后的污水处理设施既能满足扩产后的要求，又能达到出水排放标准.1原污水处理工艺设施运行状况分析
1.1生产工艺及污水处理工艺分析造纸法烟草薄片生产是将卷烟厂的下脚料如烟梗、烟渣、烟末在溶剂中浸泡，使其可溶性物质与纤维素物质分离.纤维素物质，经萃取后的下脚料再经打浆，添加适宜原料后送抄纸机抄造成型［45］.其生产工艺及污水处理工艺流程如图1所示，污水水质分析见表1.
图1生产工艺及污水处理工艺原则流程图
Fig.1Process of production and the principles of the sewage treatment process flow chart
表1烟草薄片生产综合废水水质
Table 1Comprehensive wastewater production of tobacco slice（除pH,色度）mg/L
项目CODBODNH3-NSSSO2-4色度（au）pH含量6 000~14 0003 000~5 00015~110980~3 500100.01 500~5 0005.0~6.2由表1可见，该废水生化性较好，原设计水处理工艺结构合理.在处理规模为设计范围内（700 t/d）时，出水水质能达到国家排放标准（COD≤200 mg/L）.但扩产后该处理设施就不能满足要求.表2为2008年10月20日~31日运行数据，说明出水水质未能稳定达到排放标准.表2扩产后2008年处理设施10月运行结果（COD）
Table 2The running results of treatment facility expansion in October 2008mg/L
日期20日21日23日25日27日29日30日31日集水井8 3707 87010 71015 20011 3808 19010 8407 090一级气浮7 0505 7107 3306 2606 2806 6805 0604 660水解酸化池6 2104 3405 4105 8404 7205 0804 2003 978厌氧池1 0059081 3411 3801 2441 1311 1551 185好氧池647526543537564551622821二沉池633511529610578595692656二级气浮492500218230275258155184总去除率/%94.1693.6597.9698.4897.5896.8598.5797.401.2原设计污水处理设施运行状况分析在不改变原有污水处理设施几何尺寸的情况下，如何使其适应处理量由700 t/d增加到1 200 t/d而出水COD值仍低于200 mg/L，课题组对原设计污水处理工艺设施进行了深入剖析.因厌氧池无法改变，所以规模扩大后造成出水水质不能达标的关键设施应是一级气浮、好氧池和二级气浮.表3为2009年改造前一级气浮、好氧池和二级气浮进出口连续5 d的COD值及其去除率.由表3数据可见经一级气浮处理COD去除率仅为4.58%～6.50%，远远没有达到原设计15%的要求.原设计的二级气浮应有较好的处理效果，COD去除率在60%～80%，运转情况表明其COD去除率仅在24.41%～60.67%.好氧段耐冲击性能不强，厌氧出水COD增高时，好氧出水COD也随之升高.若长期运转可能导致好氧菌的死亡.表3改造前设施进出口COD值统计表
Table 3The COD values of import and export tables of transformation of the former facilitiesmg/L
项目集水井一级气浮好氧池二级气浮进口出口去除率/%进口出口去除率进口出口去除率/%总去除率/
%6月24日9 1286 7106 3984.931 50692038.9051238724.4195.766月25日9 2606 9246 5804.961 26772342.9652831240.9196.636月26日11 0147 2006 8704.581 12468039.5051723554.4597.866月27日9 0646 8436 5024.981 06769534.8653432838.5896.386月28日8 7636 4186 0016.501 13562844.7051120160.6797.712污水处理设施升级改造及其运行
状况分析第1期唐向兵，等：造纸法烟草薄片生产废水处理技术优化改造
武汉工程大学学报第32卷
2.1污水处理设施的升级改造根据对原设计污水处理设施运行状况分析研究，课题组从三个方面对原处理工艺设施进行了升级改造：一是通过分析得知造成一级气浮COD去除率不高的主要原因是原工艺中采用的是普通射流气浮泵，所形成的气泡大而分散，在上升过程中既易击碎絮凝时形成的“矾花”变成小粒径颗粒从气泡间隙滑落下沉，又易撕裂而消失，达不到气浮作用.加之絮凝时只添加有机絮凝剂PAM，而不能使微溶的有机小分子物质絮凝而起不到“架桥”作用.于是采取了先添加适量的PAS，使之先形成“矾花”，后再添加适量的PAM，经“架桥”作用形成“矾花絮团”.为了使“矾花絮团”能黏附在气泡上，我们将普通气浮射流泵改为多孔旋转气浮射流装置，依靠高速旋转的离心力所造成的负压吸入空气，与上升水流充分混合后，在水的剪切力作用下，以溶气水的形态扩散于水中形成30～60 μm的微气泡.其关键技术在于溶气水出口、废水进口的几何尺寸必须与电机功率及水力负荷相匹配.二是针对原设计工艺中二级气浮处理效果不佳，处理水中可见较多细小悬浮物，且色度较深的情况，改变絮凝剂的种类和进行适宜的配比.三是针对好氧池耐冲击能力不强，将原设计的传统活性污泥工艺改为活性污泥与生物膜组合工艺［6］.选用了在2#好氧池投放适量的多孔球形悬浮生物球填料，这种新型生物填料既具有活性污泥法的优点又增加了生物膜的优点，使微生物繁殖能力增强，且随着气量的调节，生物球可自由地上下运动，从而起到拦截悬浮物，增大抗冲击的能力.升级改造后的试验结果如表4所示.由表4可见，经改造升级后的一级、二级气浮COD去除率分别由3.67%，53.84%提高到16.00%，84.61%.SS去除率分别由5.00%，11.11%提高到55.50%和16.67%.且二级气浮的色度去除率由11%提高到66%（表中未列出）.好氧池的COD去除率亦由36%提高到45%.由表4还可看出，在2#好氧池添加生物球前，3#好氧池出口COD值随进口COD值变化而起伏很大，（550～1 400 mg/L）；而添加生物球后，3#好氧池出口COD值随进口COD值变化基本稳定在600 mg/L左右.说明其耐冲击负荷能力大大增强.表4升级改造试验结果
处理工艺入口COD/
（mg/L-1）入口SS/
（mg/L-1）出口COD/
（mg/L-1）出口SS/
（mg/L-1）COD去除率/
%SS去除率/
%一级气浮原设计工艺6 0004005 7803803.675.00原设计工艺+PAS6 0004005 30048011.67*升级改造后工艺6 0004005 04017816.0055.50二级气浮原设计工艺65018030016053.8411.11PFS改为PAS65018028024056.84*PFS+PAS+净水剂65018010015084.6116.67原工艺好
氧池1#1 000～2 000700～1 800700～1 800*平均36*2#1 000～2 000600～1 600600～1 600*平均30*3#1 000～2 000550～1 400550～1 400*平均20*改造后工
艺好氧池1#1 000～1 800700～1 500700～1 500*平均40*2#1 000～1 800600～900600～900*平均43*3#1 000～1 800550～660550～660*平均45*注：“*”表示未检测出现值
2.2污水处理工艺设施升级改造后实际运行结
果分析根据试验研究结果，从2009年8月开始正式运行，经过一个月的稳定运转结果表明：污水经一级气浮处理，COD去除率超过了15%，悬浮物出口浓度低于200 mg/L,较好的地控制了进入水解酸化池水质的污染负荷，进而降低了厌氧处理的负荷.图2、图3分别是2009年9月份连续运转18天好氧池出口COD值，二级气浮出口处理工艺总出口在线检测水质COD值变化情况.由图2可见好氧池经强化后，尽管厌氧池出口水质水量发生较大变化，都能较好的抗击污染负荷冲击，保障出口水质的稳定COD值在400～600 mg/L，各项指标都能满足下一工段的要求.图3表明二级气浮出口水质COD值保持在200 mg/L内，整个处理工艺总出口水质在线检测COD值亦低于200 mg/L.近几个月的运行结果表明，改造升级后的污水处理设施的处理能力大为提高，完全能满足1 200 t/d的处理规模，出水水质达到了《造纸工业水污染排放标准》(GB3544-2001)中二级排放标准，进入城市污水处理厂进一步处理达标排放.图2连续运转18天好氧池出口
水质COD值变化情况
Fig.2Export COD value changes of aerobic pond water quality for continuous operation for 18 days.图3连续运转18天二级气浮、总出口在
线检测水质COD值变化情况
Fig.3Continuous operation for 18 days two flotation, with a total value of exportline testing of water changes in COD3结语采用一级气浮-酸化水解-厌氧-好氧-二级气浮法处理造纸法烟草薄片生产废水，当处理规模由700 t/d扩大到1 200 d/t时，在不改变原有水处理工艺和设施的情况下，通过对一级气浮的改造升级，强化好氧处理过程，改变二级气浮的药剂及其配，几个月实际运行正常，总排放口的在线检测COD≤200 mg/L，出水水质指标达到了《造纸工业水污染排放标准》(GB3544-2001)中二级排放标准，符合当地环保部门的要求的进入城市污水厂的水质标准.