十一五-污水處理方案比較(北京卷煙廠)

十一五技改——污水處理方案的比較北京卷煙廠表1一、概述

為了將十一五技改前期工作做的更加充分，項(xiàng)目組針對(duì)北京卷煙廠污水處理問(wèn)題，了解了北京市對(duì)工業(yè)企業(yè)污水處理、中水回用方面上的法律法規(guī)政策。了解相應(yīng)的法律法規(guī)后項(xiàng)目組翻閱了關(guān)于污水處理方面的材料，并和三家污水處理工程公司進(jìn)行了技術(shù)上的交流和現(xiàn)場(chǎng)參觀具體情況如下：

1．1月中旬，項(xiàng)目組和中環(huán)康裕環(huán)保技術(shù)人員針對(duì)我廠的污水處理進(jìn)行了技術(shù)上的交流，提出了SBR污水處理方法，并參觀了北辰的污水處理廠。2．3月下旬，項(xiàng)目組和北京建工金源環(huán)保集團(tuán)技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)上的交流并提出生物接觸氧化的污水處理方法。3.6月上旬，項(xiàng)目組和徐州華清環(huán)?？萍加邢薰踞槍?duì)目前國(guó)際上先進(jìn)的膜生物反應(yīng)器技術(shù)上進(jìn)行了技術(shù)交流項(xiàng)目組通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)研和相關(guān)的技術(shù)咨詢，并根據(jù)設(shè)計(jì)院的總體規(guī)劃方案，項(xiàng)目組初步提出了污水處理的三種方案，下面就將污水處理的相關(guān)知識(shí)和處理工藝說(shuō)明如下：一．污水處理方法現(xiàn)代污水處理方法，按原理可分為物理處理法、化學(xué)處理法和生物處理法三類。1、物理處理法：利用物理作用分離污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)的處理方法，主要有篩濾法(格柵、篩網(wǎng))、沉淀法(沉砂池、沉淀池)、氣浮法、過(guò)濾法(快濾池、慢濾池等)和反滲透法(有機(jī)高分子半滲透膜)等。2、化學(xué)處理法：利用化學(xué)反應(yīng)分離污水中的污染物質(zhì)的處理方法，主要有中和、電解、氧化還原和電滲析、氣提、吸附、吹脫、萃取等。3、生物處理法：利用微生物的代謝作用，使污水中呈溶解性、膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無(wú)害物質(zhì)的處理方法。主要有活性污泥法(氧化溝、曝氣池等)，生物膜法(生物轉(zhuǎn)盤、生物濾池、接觸氧化法等)；厭氧還原法主要有厭氧塘，污泥的厭氧消化池等。二．污水的常規(guī)處理工藝現(xiàn)代污水處理技術(shù)，按照處理程度，可以分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)處理污水工藝。1、一級(jí)處理：在污水處理設(shè)施進(jìn)口處，必須設(shè)置格柵，主要是采用物理處理法截留較大的漂浮物或懸浮物，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷，使之能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。2、二級(jí)處理：主要去除污水中呈膠體和溶解性狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)，通常采用生物處理法。生物處理構(gòu)筑物是處理流程中最主要的部分，利用微生物的代謝作用，將污水中呈溶解性、膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，從而達(dá)到排放的要求。3、三級(jí)處理：在一級(jí)、二級(jí)處理后，用來(lái)進(jìn)一步處理難以降解的有機(jī)物、磷和氮等能夠?qū)е滤w富營(yíng)養(yǎng)化的可溶性無(wú)機(jī)物等。主要處理方法有生物脫氮除磷法、混凝沉淀法、砂濾法、活性炭吸附法、離子交換法和電滲析法等。三.北京卷煙廠工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)擬建北京卷煙廠“十五”易地技術(shù)改造建設(shè)項(xiàng)目，其生活、生產(chǎn)污水經(jīng)新建污水處理站處理達(dá)標(biāo)后排入涼水河，其排水水質(zhì)執(zhí)行《北京市水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(試行)》中的“排入地表水體及其匯水范圍的水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)”中的三級(jí)新建標(biāo)準(zhǔn)，詳見(jiàn)表1.6。此標(biāo)準(zhǔn)來(lái)自環(huán)評(píng)報(bào)告書污染物名稱pH化學(xué)耗氧量(CODcr)生化需氧量(BOD5)懸浮物動(dòng)植物油石油類三級(jí)限值6-91003080158標(biāo)準(zhǔn)來(lái)源北京市《水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》單位：mg/L水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)

四、北京卷煙廠污水處理方案污水處理是將物理、化學(xué)、生物三種方法結(jié)合起來(lái)對(duì)污水進(jìn)行綜合處理。通過(guò)項(xiàng)目組和污水處理工程公司技術(shù)人員的交流，并結(jié)合北京卷煙廠工藝特色，初步選擇了了三種方案，下面對(duì)三種技術(shù)方案的說(shuō)明和技術(shù)比較：（一）SBR法1．工藝原理反應(yīng)池中呈懸浮狀態(tài)的活性污泥，與廢水充分接觸。將廢水中的懸浮固體和膠狀物質(zhì)吸附，而廢水中的可溶性有機(jī)物被活性污泥中的微生物用作自身繁殖的營(yíng)養(yǎng)，并氧化成為最終產(chǎn)物（主要是CO2）。廢水由此得到凈化。在活性污泥法中最具代表性的就是SBR污水處理技術(shù)，SBR是序列間歇式活性污泥法的簡(jiǎn)稱，是一種按間歇曝氣方式來(lái)運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。2．SBR流程：SBR技術(shù)采用時(shí)間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)沉淀。它的主要特征是在運(yùn)行上的有序和間歇操作，SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無(wú)污泥回流系統(tǒng)。

3．SBR技術(shù)的主要設(shè)備：3.1、格柵：截留較大的漂浮物或懸浮物，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷，使之能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

隔刪的種類有：粗隔柵、細(xì)隔柵、轉(zhuǎn)鼓式格柵（自動(dòng)）3.2、調(diào)節(jié)池：主要作用是使污水進(jìn)行攪拌使得污水得有機(jī)物濃度均衡。3.3、SBR反應(yīng)池：在間歇充氧條件下,通過(guò)池內(nèi)好氧微生物的生化作用將污水中的有機(jī)污染物降解為CO2、H2O等代謝終產(chǎn)物而使污水得到凈化。3.4、中間池：用來(lái)儲(chǔ)存通過(guò)SBR反應(yīng)池處理后的上清液3.5、排水裝置目前排水裝置企業(yè)較多采用的是潷水器，它是一種能隨水位變化而調(diào)節(jié)的出水堰，排水口淹沒(méi)在水面下一定深度，可防止浮渣進(jìn)入。是專門為SBR工藝設(shè)計(jì)的排水裝置3.6、污泥處理：剩余污泥將SBR反應(yīng)池池底的污泥用污泥泵送如污泥濃縮池,進(jìn)行調(diào)制處理，通過(guò)濃縮壓榨脫水外運(yùn)。

常用的污泥濃縮設(shè)備有：自動(dòng)濃縮帶式壓濾機(jī)、板框壓濾脫水機(jī)、螺壓污泥濃縮機(jī)3.7、過(guò)慮罐：將污水中懸浮物通過(guò)添加絮凝劑沉淀下來(lái)。3.8、消毒池：利用次氯酸鈉將污水進(jìn)行消毒處理，進(jìn)行中水回用4．SBR工藝的優(yōu)點(diǎn)：

4.1、運(yùn)行效果穩(wěn)定，污水在理想的靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀，需要時(shí)間短、效率高，出水水質(zhì)好。4.2、處理設(shè)備少，構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于操作和維護(hù)管理。4.3、工藝流程簡(jiǎn)單。5．SBR工藝的缺點(diǎn)：5.1、容易產(chǎn)生污泥膨脹，影響污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行5.2、占地面積很大，控制上較接觸氧化法復(fù)雜6．SBR系統(tǒng)的適用范圍

6.1、廠礦企業(yè)的工業(yè)廢水，尤其是間歇排放和流量變化大的地方。6.2、非常適合處理小水量，間歇排放的工業(yè)廢水。（二）生物接觸氧化法在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置填料，經(jīng)過(guò)充氧的廢水與長(zhǎng)滿生物膜的填料相接觸，在生物膜的作用下，廢水得到凈化。生物膜法中以生物接觸氧化法最為典型。下面詳細(xì)介紹生物接觸氧化法的特點(diǎn)。1、技術(shù)原理生物接觸氧化工藝是在生物反應(yīng)池內(nèi)充填填料，已經(jīng)充氧的污水浸沒(méi)全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，污水中有機(jī)污染物得到去除，污水得到凈化。生物接觸氧化法兼有活性污泥法及生物膜法的特點(diǎn)，池內(nèi)的生物固體濃度高于活性污泥法和生物濾池，另外接觸氧化工藝不需要污泥回流，無(wú)污泥膨脹問(wèn)題，運(yùn)行管理較活性污泥法簡(jiǎn)單，對(duì)水量水質(zhì)的波動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。2、工藝流程3．工藝流程描述3.1格柵：廢水的組成為生產(chǎn)廢水及生活污水，并且生產(chǎn)區(qū)的生活污水未經(jīng)過(guò)化糞池，直接排入處理站，同時(shí)生產(chǎn)廢水在排放過(guò)程中，難免會(huì)攜帶一些大顆粒的漂浮物，為了保護(hù)和保證后續(xù)處理設(shè)備及構(gòu)筑物的正常穩(wěn)定運(yùn)行，廢水首先經(jīng)過(guò)人工格柵的有效攔截，然后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，人工格柵定期進(jìn)行清理，柵渣打包外運(yùn)。而自動(dòng)的隔刪會(huì)將柵查直接收集送至存放處。隔刪的種類有：粗隔柵、細(xì)隔柵、轉(zhuǎn)鼓式格柵（自動(dòng)）3.2調(diào)節(jié)池：廢水的水質(zhì)和水量都存在不均勻性和波動(dòng)性，所以設(shè)置調(diào)節(jié)池，水量與水質(zhì)得到充分的均衡，減少對(duì)后續(xù)生物處理構(gòu)筑物的沖擊。均衡后的污水經(jīng)潛水排污泵的加壓提升進(jìn)入后續(xù)接觸氧化池。3.3接觸氧化池：污水進(jìn)入接觸氧化池，與附著在填料表面上的大量的微生物充分接觸，在微孔曝氣器的高效充氧的作用下，大部分的有機(jī)污染物都在微生物的新陳代謝的作用下，被很好的去除；同時(shí)附著在填料表面的大量的微生物在充分曝氣的沖刷作用下，被及時(shí)更新，保障了生物膜的活性，提高了本單元的處理效率。3.4氣浮系統(tǒng)：

污水經(jīng)過(guò)二級(jí)生物處理，仍然含有一定的有機(jī)物和SS濃度，在污水回用之前必須做進(jìn)一步的凈化處理。本方案采用溶氣氣浮的方式，通過(guò)溶氣釋放的微小氣泡使水中的大部分SS和部分不可溶的可降解和不可降解有機(jī)物隨著氣泡一起浮上水面，最終形成固液分離，使出水能達(dá)標(biāo)回用。氣浮起到了固液分離的作用，并且省去了二沉池。常用的氣浮系統(tǒng)有：一體化的組合溶氣氣浮、旋切式氣浮

3.5清水消毒池：廢水經(jīng)過(guò)上述工藝流程的處理以后，其主要的一些水質(zhì)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到了地表水的排放標(biāo)準(zhǔn)，但是由于上述工藝不具備有效的殺菌功能，因此有必要在中水回用前進(jìn)行殺菌消毒措施。從混合廢水的水質(zhì)水量情況來(lái)看，生活污水只占總量的30％，而大部分的工業(yè)廢水中各類細(xì)菌和病毒的含量很少，所以這里主要就是針對(duì)這30％的生活污水進(jìn)行消毒，考慮到其整體濃度不是太高，加上出水標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于余氯濃度也限制在一定范圍內(nèi)，我們采用NaClO進(jìn)行消毒，投加量控制在3mg/l左右。由于我廠的污水排放表現(xiàn)為不間斷性和很大波動(dòng)性，所以必須配置一個(gè)清水池做為回用水的存儲(chǔ)和調(diào)節(jié)池，也可以使NaClO的反應(yīng)進(jìn)行的更充分。3.6污泥處理系統(tǒng)：氣浮浮渣污泥是各類SS和接觸氧化池中脫落污泥的合成體，其含水率在96－98％，所以污泥在進(jìn)行調(diào)質(zhì)、脫水處理后便可外運(yùn)和處置。由于處理水量為50m3/h，處理規(guī)模較小，從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度出發(fā)，本方案采用板框式壓濾機(jī)完成污泥的脫水。污水廠排出的污泥，可直接運(yùn)往城市垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)統(tǒng)一處理，或經(jīng)有關(guān)部門檢驗(yàn)確認(rèn)安全無(wú)害后也可用于農(nóng)肥或供園林部門用于非娛樂(lè)場(chǎng)所的綠化和沙巖林地的土質(zhì)改良。4、工藝特點(diǎn)：整個(gè)工藝流程簡(jiǎn)明、順暢。以相對(duì)較少的工藝單元過(guò)程就可完成三級(jí)工業(yè)廢水處理，體現(xiàn)了良好的技術(shù)先進(jìn)性，同時(shí)又能節(jié)省投資，體現(xiàn)出較好的經(jīng)濟(jì)性。因地制宜的選用主體接觸氧化工藝，使該工藝的優(yōu)點(diǎn)在這里充分體現(xiàn)：省地、省投資、高負(fù)荷、高曝氣效率和低能耗。生物接觸氧化處理工藝對(duì)填料不用定期的沖洗。這是比生物曝氣濾池優(yōu)越的地方。(三)、膜生物反應(yīng)技術(shù)膜生物反應(yīng)器技術(shù)是一種將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)的污泥水處理工藝相結(jié)合的新型高效的污水處理工藝，近年來(lái)在國(guó)際水處理技術(shù)領(lǐng)域日益的收到廣泛關(guān)注。該技術(shù)通過(guò)膜組件的高效分離作用，打打提高了泥水分離效率，有效去除了污水中大量的有機(jī)物、微生物、顆粒雜質(zhì)、懸浮物等。并且由于曝氣池中活性污泥的增大和污泥中特效菌的出現(xiàn)，提高了生化反應(yīng)效率。同事，該工藝能大大減少污泥的產(chǎn)量（甚至為0），從而基本上解決了傳統(tǒng)生物接觸氧化法存在的剩余污泥產(chǎn)量大、占地面積大、運(yùn)行效率低的突出問(wèn)題。1、膜生物反應(yīng)器的工藝流程2、膜生物反應(yīng)技術(shù)的設(shè)備和工藝2.1格柵廢水的組成為生產(chǎn)廢水及生活污水，并且生產(chǎn)區(qū)的生活污水未經(jīng)過(guò)化糞池，直接排入處理站，同時(shí)生產(chǎn)廢水在排放過(guò)程中，難免會(huì)攜帶一些大顆粒的漂浮物，為了保護(hù)和保證后續(xù)處理設(shè)備及構(gòu)筑物的正常穩(wěn)定運(yùn)行，廢水首先經(jīng)過(guò)人工格柵的有效攔截，然后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，人工格柵定期進(jìn)行清理，柵渣打包外運(yùn)。而自動(dòng)的隔刪會(huì)將柵查直接收集送至存放處。隔刪的種類有：粗隔柵、細(xì)隔柵、轉(zhuǎn)鼓式格柵（自動(dòng)）3.2調(diào)節(jié)池廢水的水質(zhì)和水量都存在不均勻性和波動(dòng)性，所以設(shè)置調(diào)節(jié)池，水量與水質(zhì)得到充分的均衡，減少對(duì)后續(xù)生物處理構(gòu)筑物的沖擊。均衡后的污水經(jīng)潛水排污泵的加壓提升進(jìn)入后續(xù)接觸氧化池。2.3組合氣浮系統(tǒng)：

污水含有一定的有機(jī)物和SS濃度，在污水回用之前必須做進(jìn)一步的凈化處理。本方案可以采用溶氣氣浮的方式，通過(guò)溶氣釋放的微小氣泡使水中的大部分SS和部分不可溶的可降解和不可降解有機(jī)物隨著氣泡一起浮上水面，最終形成固液分離，降低了COD含量。常用的氣浮系統(tǒng)有：一體化的組合溶氣氣浮、旋切式氣浮2.4酸化水解池在酸化水解池內(nèi)厭氧菌的作用下，是污水中的有機(jī)大分子長(zhǎng)鏈斷裂，將難降解的物質(zhì)分解成小分子，同事去除一部分cod含量，便于下一步的好氧處理。2.5MBR反應(yīng)器MBR反應(yīng)器是整個(gè)工藝的核心部分，池內(nèi)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，為了保障池內(nèi)工程具有最大的運(yùn)行可靠性和易用性，方案選用品質(zhì)優(yōu)越的進(jìn)口膜組件（具有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和更長(zhǎng)的使用壽命）2.6消毒加藥系統(tǒng)水經(jīng)過(guò)膜生物反應(yīng)器后有時(shí)候回殘留一定的細(xì)菌，需要將其殺滅，采用加藥裝置，經(jīng)過(guò)消毒后，可以滅殺水中的各種微生物。達(dá)到水質(zhì)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。全部采用耐腐蝕材料，設(shè)備使用壽命長(zhǎng)。序號(hào)項(xiàng)目生物接觸氧化法SBR法MBR1基本流程2優(yōu)點(diǎn)結(jié)合了活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需污泥回流，不存在污泥膨脹的問(wèn)題，無(wú)污泥流失的問(wèn)題；運(yùn)行管理簡(jiǎn)單；抗沖擊能力強(qiáng)；生物膜法的一種，填料比表面積大，單位容積的生物量高于SBR法，相應(yīng)的容積負(fù)荷高池容相對(duì)活性污泥法要??；占地面積省，剩余污泥量低一次性工程投資費(fèi)用相對(duì)低每個(gè)運(yùn)行周期的每階段均通過(guò)控制系統(tǒng)完成自動(dòng)切換，相對(duì)應(yīng)的自動(dòng)化程度高；運(yùn)行維護(hù)管理簡(jiǎn)單；抗沖擊能力強(qiáng)；由于在一個(gè)池內(nèi)完成生物降解及固液分離，故不需污泥回流，相應(yīng)的也就克服了傳統(tǒng)活性污泥法容易發(fā)生污泥膨脹/流失的問(wèn)題；采用膜進(jìn)行固液分離，故固液分離效果好于傳統(tǒng)的沉淀池，出水水質(zhì)好（懸浮物和濁度低）；膜的截留作用，使得微生物完全截留在反應(yīng)器內(nèi)，運(yùn)行控制更加靈活穩(wěn)定；反應(yīng)器內(nèi)微生物濃度高（一般傳統(tǒng)活性污泥法，曝氣池內(nèi)微生物濃度為3～4g/L，而MB可以達(dá)到8～10g/L，甚至更高），池容相對(duì)較小，相同水深條件下，占地面積??；抗沖擊3缺點(diǎn)生化反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置填料，有一定的安裝工程量，故處理水量大時(shí)（如日處理能力1萬(wàn)噸以上時(shí)）不適宜使用；適宜中小規(guī)模內(nèi)使用需要在生化處理單元后接固液分離單元在一個(gè)池內(nèi)完成生物降解和固液分離，總池容相對(duì)較大，占地面積大；自動(dòng)化程度高，相對(duì)應(yīng)的設(shè)備、自控系統(tǒng)投資大；一次性工程投資費(fèi)用相對(duì)較高需要一定驅(qū)動(dòng)壓力；另外膜組件易被污染，為降低污染程度，需要加大曝氣量或進(jìn)行頻繁清洗。故運(yùn)行能耗較高；膜組件的成本較高；若采用進(jìn)口膜組件，一次性的工程投資相應(yīng)增加很多；膜易被污染；膜需要定期進(jìn)行化學(xué)清洗多用于小規(guī)模的中水回用項(xiàng)目，五、三種污水處理方式的比較序號(hào)項(xiàng)目生物接觸氧化法SBR法膜工藝（MBR）1設(shè)備造價(jià)

272.5888430.0800元2土建投資（萬(wàn)元）160.689783.53總投資(萬(wàn)元)433.2785513.582占地面積916平方米1126平方米840平方米3運(yùn)行費(fèi)用0.75元/噸0.73元/噸

0.689元／噸以上直接運(yùn)行成本需要根據(jù)具體情況再進(jìn)行調(diào)整（比如占地面積的大小等對(duì)運(yùn)行成本有影響）5.1、對(duì)三種處理方法的總結(jié)：1、生物接觸氧化法：運(yùn)行管理簡(jiǎn)單；抗沖擊能力強(qiáng)；單位容積的生物量高于活性污泥法，相應(yīng)的容積負(fù)荷高；池容相對(duì)活性污泥法要??；占地面積??；一次性工程投資費(fèi)用相對(duì)低；2、SBR法：自動(dòng)化程度高，相對(duì)應(yīng)的設(shè)備、自控系統(tǒng)投資大；一次性工程投資費(fèi)用相對(duì)較高；占地面積大；便于管理；3、膜生物反應(yīng)器技術(shù)自動(dòng)化程度高，占地面積??；投資要相對(duì)較大；膜組件需要3-5年更換一次，需要進(jìn)口膜；容易產(chǎn)生膜污染，需要定期的進(jìn)行沖洗；5.2、結(jié)論：（1）從管理角度看，SBR法和膜分離技術(shù)更加的簡(jiǎn)單；管理上比較方便；就目前了解到的情況，SBR法和膜分離技術(shù)雖然是這幾年日益發(fā)展的污水處理工藝但是由于煙草行業(yè)的特殊性。目前的煙草行業(yè)中采用SBR和膜分離技術(shù)的企業(yè)很少。設(shè)計(jì)院的初步設(shè)計(jì)也是按照生物接觸氧化方案做的?。?）從投資成本角度看，生物接觸氧化法低于SBR法和膜分離技術(shù)；由于生物接觸氧化法投資少，并且由于生物接觸氧化法的特殊性，生物接觸氧化法也是目前煙草行業(yè)中大多數(shù)企業(yè)選擇的方案，考察的幾個(gè)卷煙廠中，新鄭、鄭州卷煙廠污水處理方案也是生物接觸氧化法。（3）從技術(shù)的先進(jìn)型角度看，膜工藝作為世界上先進(jìn)的污水處理工藝逐漸的應(yīng)用在工業(yè)污水處理上，這也是一個(gè)趨