某卷煙廠廢水處理工藝
一個現代化的企業，不僅要有一個很好的經濟效益，同時還要有一個好的環境效益和社會效益。玉溪卷煙廠一貫重視環境保護工作，認真貫徹國家有關法律法規和省、市、區有關環境管理的要求，在做好末端污染治理的同時，抓好生產中各個環節的環境管理，從源頭控制污染。為保護環境，避免該廠的廢水對周圍環境造成污染，該廠在生產區內修建了中水站，對關索壩廠區所有的生產廢水和生活污水進行集中處理，使其達到GB/T18920-2002《城市污水再生利用 城市雜用水水質》的城市綠化用水標準，達標后的中水用于廠區綠化，實現了正常處理情況下廢水的零排放，這不僅節約了淡水資源，還取得良好的環境效益和社會效益。
一、廢水來源與水質
進入中水站處理的廢水包括了工業廢水和生活污水兩大類。其中，工業廢水主要來自廠區內各生產部門的生產性排水(其中包括動力部鍋爐沖渣廢水，各化驗室排水等);而生活污水包括衛生間排水及其它與生活相關的排水。
煙草行業廢水主要污染物為懸浮物、溶解鹽，其它有機污染物相對較少，屬較典型的無機廢水。為進一部掌握該廠廢水水質的變化情況，該廠除了由動力部供水組中水化驗員每周一次(特殊情況下每周2～3次)對廢水進行周期性的水質檢測外，還定期或不定期委托地方各級環保部門對該廠廢水進行監測。表1列出了市、區兩級環境監測站2002年5月至2004年9月共計四次對中水站水質監測得到的結果。
項目 變化范圍 平均值
PH 7.04～7.76 7.29
溶解性固體(mg/L) 214～364 296.5
氨氮(mg/L) 3.73～11.91 8.31
BOD5(mg/L) 84.75～200.4 128.6
濁度(NTU) 23～103 48
監測數據表明，玉溪卷煙廠關索壩廠區廢水屬中性廢水，廢水中的主要污染物為溶解性固體、氨氮、BOD5、濁度，雖然主要污染物數值較小，但變好范圍較大，這說明該廠進水水質相對較好，但水質穩定性較差，處理工藝設計上要考慮上述情況。
該廠1996年在關索壩廠區始建的中水站使用一臺IS-Ⅱ-50中水成套設備，日處理水量1000 m3(每天按20小時計算)。至2001年，由于關索壩廠區綠化用水的增加，同時考慮了關索壩廠區中水水質、水量的波動和玉溪卷煙廠的發展前景，同年對中水站進行了改造，增加了ICEAS反應器一臺，日處理廢水量為600 m3，從而使玉溪卷煙廠廢水日處理量上升為每日1600 m3。
二、處理流程
改造后的新中水站廢水處理工藝如下圖：
圖2中水站廢水處理工藝流程
廢水通過格柵井進入，經過格柵、初沉池一級處理后，由液下泵打到兩級生物接觸氧化池、斜管沉淀池(或ICEAS反應器)做二級處理，最后再經過機械過濾器和活性炭吸附器做最后的深度處理，從而確保了中水水質符合回用標準。
三、主要處理構筑物
中水站具體構筑物見表3，本工程主要構筑物均為蓄水構筑物，對結構的防水性能要求較高，因此，所有構筑物均采用鋼混或磚混結構，且混凝土中加入一定比例的防水劑，用于補償混凝土的收縮變形，以避免混凝土在溫度、干縮、裂變等作用下引起的開裂，同時還可提高混凝土的密實度和抗滲性。
表3 構筑物總覽
名稱 有效容積(m3) 數量(個)
格柵井 / 1
配水箱 / 1
初沉池 400 2
污泥消化池 117 2
大集水井 24 1
小集水井 18 1
調節池 400 1
生物氧化池 352 1
斜管沉淀池 38 1
ICEAS反應池 181 1
機械過濾器 / 1
活性炭吸附器 / 2
中水池1 1200 1
中水池2 400 1
1、格柵
格柵用于廢水的前處理，一是用以截留水中較大的漂浮物和懸浮的固體雜質，如纖維、碎發、毛發、木屑、塑料制品等，以防止水泵、排水管以及后續處理構筑物的堵塞，保證處理設施和設備的正常運轉;二是為了處理污水，格柵每天截留的固體物質量占廢水懸浮物固體質量的1/10左右。
采用回轉式機械格柵，減少人工清渣頻率，撈泥工只需定期將格柵機清出的雜務運到指定地點。
2、初沉池
設置了兩個采用豎流的圓性沉淀池，廢水沉淀池中部進入，經過沉淀后由一側出水口流出。其主要作用是去除廢水中的懸浮物質和漂浮物質，約可去除懸浮固體SS 的50%～60%，同時還可去除部分BOD5(主要是懸浮性BOD5，可降低25%～35%)，從而改善后續生物處理構筑物的運行條件并降低其BOD5負荷，另外，還能起到均和池的作用，使入流廢水水質水量的波動不至于給后續生物處理單元造成大的沖擊。初沉池處理水量每個為75 m3/h，鋼筋混凝土結構，作玻璃鋼防腐。
3、調節池
用于調節和貯存不均勻的進水，調節池容積為400 m3，為防止排水在池內沉淀及水質腐化，池中設計了預曝氣器兩臺，同時它可有效的去除BOD5 15%左右，改善水質以保證處理過程的均勻穩定的工作。
4、兩段生物接觸氧化池
通過曝氣提供附著在填料上生物膜棲息的微生物氧化廢水中有機物，以達到凈化廢水的目的。
為減少環境噪聲，提高水中氧的利用率，便于設備的安裝與維護，設計采用水下曝氣器。
為了提高生物接觸氧化池處理效果，便于維護管理，設計采用了不產生剩余污泥的懸浮型生物填料，使單元填料可同時提供好氧、虧氧氣、厭氧三種微環境，通過食物鏈作用，將剩余污泥減少到最低限度。
5、斜管沉淀池
去除水中懸浮的生物粒子，水在由下至上流動的過程中被澄清水。
6、ICEAS反應池
傳統或經典的SBR工藝形式在工程應用中存在一定的局限性，
首先是在進水流量較大的情況下，對反應系統需要進行調節，增加了投資，而對出水水質有特殊要求，如脫氮、除磷等工藝，則需對SBR工藝進行適當的改進。因而在工程實踐中，SBR傳統工藝逐步發展成了各種新的形式，間歇式循環延時曝氣活性污泥處理法(即ICEAS)就是SBR法的改進的一種形式。
ICEAS工藝主要應用于以下幾個污水領域：(1)城市污水(2)生活污水(3)工業廢水(4)有毒有害廢水等。
ICEAS工藝的模式為：連續進水→曝氣反應→沉淀→排水幾個作周期循環，如圖4。
ICEAS的主要工藝參數為：污泥負荷0.15～0.30ugBOD5/KgMLVSS，容積負荷0.1～0.24KgBOD5/m3.d，混合液懸浮物濁度(MLSS)1500～5000mg/L。污水連續不斷地進入預反應區，在此過程中大部分可活性BOD5被活性污泥微生物吸附，然后從隔板下以低速進入主反應區，不會攪動污泥層。在主反應區依照曝氣→沉淀→潷水程序周期進行，使污水在反復的好氧，缺氧狀況中完成有機物的分解，以及脫氮除磷，通過沉淀使水和污泥分層，上清液通過潷水器排出，底部剩波動污泥通過污泥收集排放裝置排出。通過該工藝處理BOD5去除率達85%～95%。
7、砂濾及活性炭吸附，消毒
為了使處理后的水達到《城市污水再生利用 城市雜用水水質》(GB/T18920-2002)的城市綠化用水標準，設計了水質的深度處理，采用機械過濾器和兩級活性炭吸附器對廢水進行深度處理，水的消毒采用了ClO2消毒劑。
四、處理效果
紅塔區環境監測站2004年8月27日和28日兩天對中水站入口及出口廢水進行了監測，監測結果見表5。
表5 紅塔區環境監測站監測結果
監測位置
BOD5(mg/L)
NH3-N(mg/L)
濁度(NTU)
LAS(mg/L)
格柵后出水
143.0
8.556
65
0.952
中水池
2.56
0.666
7
0.068
去除率(%)
98.2
92.2
88.7
92.9
標準限值
20
20
20
1
監測結果表明：該工藝處理效果明顯，去除率高，不僅主要污染物較好的達到了GB/T18920-2002《城市污水再生利用 城市雜用水水質》的城市綠化用水標準，而且懸浮物，PH、色度、嗅、總余氯、溶解性固體、溶解氧、總大腸菌群也較好的符合該標準。
值得一提的是，當僅用處理后的廠區廢水作為廠區綠化用水不夠時，可將事先貯存在排洪溝內的雨水抽入大集水井，依次進入后續各處理單元進行處理，由于雨水相對于工業廢水水質較好，故較容易達到處理后的中水回用水質要求。在為企業帶來了一定的經濟效益的同時，也節約了淡水資源，一定程度上緩解了玉溪市供水緊張的狀況。
五、對各種突發事件的應變處理能力
玉溪卷煙廠在對中水站做改造時，充分考慮到了該處理工藝對各種突發事件的應變能力。中水站異常情況主要有以下兩種：1、停電、突發故障等原因導致廢水處理設備停止運行，喪失廢水處理能力;2、連續下雨等原因導致綠化用水大量減少。
(一)因停電、突發故障等原因導致廢水處理設備停止運行，喪
失廢水處理能力。大量廢水很可能從集水池超越排放管直接排放，從而可能造成嚴重的環境污染事故。針對這一可能發生的事故，該廠因地制宜，在工藝設計時充分考慮并利用了中水站一側用來排放雨水的排洪溝，利用排洪溝蓄水來處理短時間的停電和設備突發故障。排洪溝蓄水能力約1000 m3，約可貯備一天左右的廠區廢水，可較好的為設備搶修爭取到一定的時間。待恢復供電(或設備恢復正常)后，啟動排洪溝潛水泵再將積蓄的廢水送往集水池后續廢水處理設備處理。
(二)因連續下雨等原因導致綠化用水大量減少，處理后的中水
可進入中水池，中水池在設計時充分考慮了蓄水量，兩個中水池蓄水量達到1600 m3，可暫存一部分使用不完的中水，減少連續下雨導致的中水外排量，但中水超過中水池蓄水能力時，外排中水經化驗達標后排入城市排水管網。
六、存在問題及解決方案設想
1、發生停電或設備突發故障時，因排洪溝等部分蓄水能力有限，當達到排洪溝蓄水量而設備還不能恢復正常運行時必然出現廢水未處理而必須外排，此時具體處理還需相關職能部門進一步聯系落實確認。
2、因ICEAS處理工藝廢水在沉淀階段會受到進水擾動，破壞了其成為理想沉淀的條件。故應盡可能地減少進水帶來的擾動，為此除加裝總進水流量計外，還需在ICEAS處理器入口和IS-Ⅱ-50中水成套設備入口處分別加裝流量計，加強對ICEAS處理器進水流量的實時監控(特別是在沉淀階段的監控)，當總進水突然增大時，可考慮盡可能讓IS-Ⅱ-50中水成套設備多增加些負荷，以減小進水對ICEAS設備處理效果的影響。其它情況也應考慮進水對ICEAS處理設備沉淀和排水階段的水質的影響，盡可能在沉淀和排水階段少進水，以保證出水水質。實際運行應盡可能以IS-Ⅱ-50中水成套設備為主要的廢水處理設備，對于ICEAS設備，主要起為IS-Ⅱ-50中水成套設備分擔負荷的作用。
七、結論
在原有的IS-Ⅱ-50中水成套設備的基礎上，通過技術改造增加一臺ICEAS設備，不僅實現了玉溪卷煙廠廢水處理回用做廠區綠化用水，廢水零排放的目標，還節省了設備投資。更為值得一提的是，因地制宜，通過對原有排洪溝的有效利用，解決了關索壩廠區有時廢水產生量少導致綠化用水不夠的問題，和使用自來水做綠化用水比，不僅降低了綠化用水成本，還一定程度上緩解了玉溪市供水短缺的局面，具有較大的環境效益、經濟效益和社會效益。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
