高浓度再造烟叶废水处理技术

信息来源：“一带一路”生态产业合作工作委员会

单位简介

中国市政工程中南设计研究总院有限公司成立于1954年，是世界500强中信集团新型城镇化板块的重要子公司，是湖北省双百强企业。主要承担市政、建筑、公路、水利、电力（新能源领域）等行业的规划、勘测、设计、咨询、监理、工程总承包、数字化设计研发和科学研究等工程建设全过程服务。现有员工2700余人，拥有工程设计综合甲级、工程勘察综合甲级等多项行业顶级资质，是行业标准规范的制定者、工程勘察设计行业数字化转型的领跑者。

技术原理

（1）高浓度再造烟叶废水处理技术
根据高浓度进水水质特点，研发了优化水质水量调节+前物化预处理+调节预酸化+IC反应塔高浓度废水处理工艺技术。烟草薄片在抄造过程中通常每生产1 t产品需排放70 t以上的废水,并且废水的成分较为复杂,含有木质素、纤维素、半纤维素、果多糖、不溶性蛋白质及许多难于被微生物降解的有机物,色度、悬浮物含量较高,COD负荷较大。研究提出前物化处理+厌氧处理工艺，以保证现有污水处理厂生化处理的稳定运行及出水稳定达标排放。
（2）预处理工艺技术
根据水质特点，废水中含有大量纤维及难生化降解物质，悬浮物浓度高，采用混凝沉淀或气浮能有效去除水中悬浮物和不溶解于水的难降解物质，减少后续处理工艺的负荷。
高效沉淀池集机械混合、絮凝、污泥浓缩、浓缩污泥回流、斜管分离于一体，表面负荷高，处理效果好，占地面积小，节省土建投资，结合本研究实际，预处理工艺采用高效沉淀池工艺。
（3）预酸化技术
在进入厌氧反应器之前，合适的预酸化度非常重要，预酸化度太低，则在厌氧反应器中废水的酸化速度会大于产生甲烷的速度，因而容易造成厌氧反应器内酸化；若预酸化度太高，会使厌氧反应器内产酸菌数量太少，不利于颗粒污泥的保持，而污泥的颗粒化是厌氧反应器能承受较高负荷的重要因素。本研究表明，预酸化度控制在35％～45％较适合。
（4）厌氧工艺技术
IC反应器在处理高浓度有机废水时具有平面布置占地面积小、抗冲击负荷能力强、维修成本少，使用寿命长、运行成本更低等优点。IC反应器：Φ7.3mx24m，有效容积约为 920m3. IC反应器的负荷：15kgCOD/m3·d；上升流速：6.0m/h
（5）与已建工程的统一协调技术
本项目是在污水处理厂现有厂区的空地上布置。因此厂区的总平面布置、竖向流程设计、建筑、结构、电气等均充分考虑了与已建工程的结合，使新建工程与已建工程有机的融为一体，达到功能合理、使用方便和整体布局协调一致的目的。
（6）项目实施的可控技术
项目实施期间不能影响污水厂现有设施的正常运行。研究过程中充分考虑了实施的实际可操作性，合理设计构筑物的分组及必要的连通管及超越管,保证不影响实施过程中的生产运行。

适用范围

本技术适用于高浓度工业废水和工业水比例较高的市政污水处理，针对成分复杂的高浓度难生物降解有机物、高色度、高COD负荷的废水具有较好的处理效果，应用于烟叶、造纸、屠宰、啤酒、炼油、印染、化工、皮革、纺织等工业废水处理领域。

工艺流程及说明

工艺流程：优化水质水量调节+前物化预处理+ 调节预酸化+IC反应塔。通过前物化处理，有效去除水中难降解物质；通过厌氧反应器，降低废水中COD及氮磷物质。

主要技术参数

(1)高效沉淀池:设高效沉淀池1座，分2格。单格絮凝区有效容积82m3，停留时间40min；沉淀区有效沉淀面积36.23m2，上升流速6.90m/h。
(2)调节预酸化池:设置调节预酸化池1座，有效容积为1000m3，调节时间4h,预酸化度控制在35％～45％。pH值通过控制投加氢氧化钠来调节。池中自动计量投加生化反应所需要的营养盐，包括氮和磷。
(3)IC反应器：IC反应器尺寸为Φ7.3mx24m，有效容积约为 920m3。IC反应器的负荷为15kgCOD/m3·d；上升流速6.0m/h。

经济指标

本工程年总成本为297.69万元，年经营成本为201.99万元，建设总投资1962.67万元，单位投资成本8.96元/立方米，单位处理水总成本为1.36元，单位处理水经营成本为0.92元。
尽管污水治理工程并不直接产生经济效益，但技术的实施对再造烟叶合资项目有着直接的影响，使企业的发展不受环境的制约，把企业持续发展与环境保护目标协调好，将给企业带来巨大的收益。

工程示范及应用情况

云南中烟·施伟策再造烟叶合资项目由中美共同出资，设计生产能力为3万吨/年。造纸法烟草薄片生产过程中产生的废水既有造纸废水的共性如含有大量纤维，又有烟草废水色度高、废水中含有对微生物生长不利的烟碱等特点，废水浓度波动较大，CODcr从1500mg/L～25000mg/L，属于高浓度有机废水。一期生产废水废水量为6000m3/d。云南省玉溪市中烟施伟策再造烟叶厂废水汇集沉淀澄清后尽可能回用，外排部分通过专用管道送至玉溪污水处理厂，委托处理达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标后排入玉溪大河。项目验收投入使用时间为2013年，目前项目连续运行中。

推广前景

通过本研究，云南中烟施伟策再造烟叶合资项目可以顺利投产运营，生产废水得到有效的收集和治理，环境卫生大为改观，居民的生活环境得到改善。废水经过处理后，排入玉溪城市污水处理厂与进厂的城市污水合并处理，有利于保护水环境。
尽管污水治理工程并不直接产生经济效益，但项目的实施对云南中烟施伟策再造烟叶合资项目有着直接的影响，使企业的发展不受环境的制约，把企业持续发展与环境保护目标协调好，将给企业带来巨大的收益。
本项目研究，对于国内相关企业的废水处理具有十分重要的现实意义和推广应用价值，符合我国“碳达峰-碳中和”要求。

获奖情况

专利：一种生态式高效沉淀池，ZL201921267422.X
论文：“某再造烟叶废水预处理工程设计及运行总结”，中国土木工程学会全国排水委员会2016年年会
标准：高效沉淀池技术规程，中国勘察设计协会标准
水解酸化污水处理技术规程，中国勘察设计协会标准。

其他说明

2022年5月，本技术委托中国科学院武汉科技查新咨询检索中心进行技术查新，经过综合对比分析，除本单位及合作方发表的文献以外，该查新项目的查新点在国内相关文献中尚未发现相同报道。