某卷煙廠廢水MBR處理實例
更新時間：2008-12-17 16:49
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1 項目背景
某卷煙廠是我國煙草行業的重點骨干企業。為進一步提高企業的綜合競爭力，該卷煙廠在現有基礎上進行改造，改造后將形成年產卷煙100萬箱的規模。
2 工藝流程
2.1 工藝設計
煙草污水中含有大量的香精香料、焦油、生物堿、酚類等有機物，COD、色度較高，可生化性差。同時由于煙草品種的更換，水質波動較大，容易對污水處理系統造成沖擊負荷，處理難度較大。
本工程位于該卷煙廠新廠區內，處理對象為廠區的生產、生活混合污水，其中生產污水1200m3/d，生活污水620m3/d，設計規模為2000m3/d。應業主的要求，反滲透設計產水規模為1800m3/d（回收率75%），不足部分補充自來水。
設計進水水質：
CODcr：400～2500 mg/L
SS： 100～300 mg/L
色度： 30～300倍
設計出水水質：
工程采用分質回用的原則。污水經預處理、膜-生物反應器處理后：
（1）一小部分出水經消毒后達到⟪城市污水再生利用 城市雜用水水質⟫（GB 18920-2002）規定的水質標準，回用于綠化和沖廁，該部分的水量為200 m3/d。
（2）剩余1800 m3/d的出水進入反滲透系統進行深度處理，處理后的出水達到⟪工業鍋爐水質⟫（GB 1576-2001）和⟪循環冷卻水水質⟫（GB 50050-95）規定的水質標準，用作鍋爐補給水和空調循環冷卻水。
本項目的主體工藝為“Airlift MBR+RO”，工藝流程如圖1所示。
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圖1 某卷煙廠污水處理與再生回用項目工藝流程圖
該工程是國內首個MBR-RO雙膜法工藝在煙草污水處理與再生回用中的大規模應用。
2.3 工藝單元概述
2.3.1 預處理系統
妥善的預處理是MBR污水處理工程的關鍵。鑒于煙草廢水COD、色度較高，可生化性差等特點，本工藝設有以下預處理系統：
（1）轉鼓格柵，去除毛發等絲狀物，避免其對膜組件造成損害；
（2）智能加藥式高效氣浮，去除污水中的懸浮物，混凝脫色；
（3）水解酸化，提高污水的可生化性。
2.3.2 Airlift MBR系統
MBR是本工藝的核心處理單元，它集生物降解和膜過濾分離于一體，是膜技術和生物處理技術有機結合的污水處理新工藝，與傳統污水生物處理工藝相比，具有出水水質好、占地面積小、剩余污泥產量少等優點。
傳統的外置式MBR為降低膜污染，需要在膜表面形成高的錯流速率，因而能耗很高。本工程中采用了目前國際上最新型的外置式氣提膜-生物反應器（Airlift MBR），通過空氣的氣提作用，有效降低了運行中的能耗。如圖2，3 所示。
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圖2 Airlift MBR工程效果圖
某卷煙廠污水處理與再生回用工程中所用的Airlift MBR規模是2000m3/d，是世界上正在建設運行的最大規模的Airlift MBR之一。
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圖3 Airlift MBR工程照片
圖4為某卷煙廠污水處理與再生回用項目中MBR采用的是NORIT X-Flow公司的管式膜組件，主要參數如下：
制造商商：NORIT X-Flow
型號：COMP-38PRH-0204
膜材質：PVDF
截留分子量：15 萬道爾頓
毛細管內徑：5.2 mm
單支膜組件面積：30 m2
單支膜組件大小：Φ200 ×H3000 mm
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圖4 Airlift MBR管式膜組件
2.3.3 RO系統
RO系統采用美國DOW化學公司的BW30-365FR抗污染膜元件，平均脫鹽率為99.5%。RO出水經pH回調后，用于鍋爐補給水和空調循環冷卻水。
2.3.4 其他系統
污泥壓濾系統采用帶式濃縮壓濾一體機，氣浮的浮渣和剩余污泥經濃縮脫水處理后外運。
為保障操作維護人員的身心健康，避免對周圍環境造成不良影響，污水站設有異味去除系統，對生化和污泥處理系統的異味氣體進行處理。該系統采用目前國際上最先進的植物
提取液噴淋去除異味工藝，具有去除效果好、無毒副作用和二次污染等優點。
2.3.5 控制系統和在線儀表
根據業主要求，自控系統選用西門子S7-400 PLC，德國威圖柜體。中控室設有觸摸屏和上位機兩級系統，具有良好的人機交互功能。
為確保工藝的穩定運行，污水站設置了在線COD儀、在線濁度儀、在線溶氧儀、在線污泥濃度計、pH、ORP等大量在線監測儀表。
2.4 工藝特色
該項目采用當今國際上最為先進的MBR污水處理與再生回用技術，運用獨特的設計，具有以下三個方面的特色：
（1）主體工藝采用外置式氣提膜-生物反應器(Airlift MBR)
Airlift MBR采用抗污染管式膜組件，大大減緩膜的污染，膜的使用壽命大于5年。由于采用了氣提技術，與傳統外置式MBR相比，顯著降低了運行能耗。同時外置式的設計，膜組件與生物反應器分開，便于膜組件的清洗、更換等，維護操作簡單安全，易于控制。
（2）采用智能加藥式高效氣浮工藝，降低運行成本工藝采用模糊控制算法，如圖5所示，根據氣浮反應后出水的水質判斷加藥和氣浮處理效果，從而有效降低處理成本。
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圖5 模糊控制原理圖
（3）GPRS無線監控支持系統
通過無線網絡與位于膜技術網絡服務平臺連接，提供在線運行跟蹤和遠程技術支持等，使工藝處于最佳運行狀態。
2.5 平面布置
污水處理站總占地面積864m2（48m×18m），分為三層。地下一層主要為MBR設備間和鼓風機房，地上一層主要為氣浮、反滲透、污泥脫水和異味去除車間，地上二層主要為低壓配電和中央控制室。
3 成本分析
工程設備總投資1600萬元，噸水投資7930元，土建部分由業主承建。包括反滲透和異味去除系統，噸水的直接處理成本為1.89元。
根據業主的要求，工藝中采用了大量的進口設備，因而噸水的投資較高。如果采用普通設備，噸水投資約為3500～5000元。
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