申請日2013.12.13

　　公開(公告)日2014.03.26

　　IPC分類號C02F1/44; C02F103/28; B01D61/16; B01D61/18

　　摘要

　　本發(fā)明提出一種處理抄造廢水的超濾裝置及其應(yīng)用方法，采用小孔徑卷式超濾膜分離技術(shù)處理造紙法制造煙草薄片的抄造工藝段的廢水，并將廢水中有利用價值的物質(zhì)在純化的同時得到濃縮，濃縮后的濃縮液可回用于抄造工藝段，提高抄造效率。解決現(xiàn)有抄造廢水混凝、生化等處理工藝中，有利用價值的物質(zhì)被浪費(fèi)的問題。處理抄造廢水的超濾裝置包括預(yù)處理槽;粗濾槽，與預(yù)處理槽連通，用于對預(yù)處理后的廢水進(jìn)行粗濾;超濾裝置，與過濾槽連通，用于處理及濃縮廢水;濃縮槽，與小孔徑卷式超濾裝置的濃水出口連通，用于存放含有有用物質(zhì)的濃縮液;產(chǎn)水槽，與小孔徑卷式超濾裝置的產(chǎn)水出口連通，用于存放超濾產(chǎn)水。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種處理抄造 廢水的超濾裝置，其特征在于，包括：

　　預(yù)處理槽(1);

　　粗濾槽(2)，與預(yù)處理槽連通，用于對預(yù)處理后的廢水進(jìn)行粗濾;

　　超濾裝置(3)，與粗濾槽連通，用于處理及濃縮廢水;

　　濃縮槽(4)，與超濾裝置的濃水出口連通，用于存放超濾濃水;

　　產(chǎn)水槽(5)，與超濾裝置的產(chǎn)水出口連通，用于存放超濾產(chǎn)水。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理抄造廢水的超濾裝置，其特征在于， 所述的超濾裝置為小孔徑卷式超濾膜裝置。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理抄造廢水的超濾裝置，其特征在于， 所述的小孔徑卷式超濾膜的截留分子量為3000~10000道爾頓。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理抄造廢水的超濾裝置的應(yīng)用方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　(A)抄造廢水經(jīng)預(yù)處理槽進(jìn)行預(yù)處理，去除煙梗、煙末等顆粒較大的物質(zhì);

　　(B)預(yù)處理出水通過粗濾槽進(jìn)行粗濾，去除容易污堵超濾膜的懸浮物;

　　(C)粗濾后的廢水經(jīng)過小孔徑卷式超濾裝置進(jìn)行濃縮;

　　(D)超濾產(chǎn)水存放與產(chǎn)水槽中，超濾濃縮液存放于濃縮槽中;

　　(E)超濾濃水在濃縮槽中收集，可回流至超濾裝置進(jìn)口處。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理抄造廢水的超濾裝置的應(yīng)用方法，其特征在于，所述的超濾裝置可以是多級，或多段處理。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理抄造廢水的超濾裝置的應(yīng)用方法，其特征在于，所述的超濾產(chǎn)水可回用于生產(chǎn)中，所述的超濾濃縮液可作為抄造工藝段的原料液回用。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理抄造廢水的超濾裝置的應(yīng)用方法，其特征在于，所述濃縮液的濃縮倍數(shù)可達(dá)30倍以上。

　　8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理抄造廢水的超濾裝置的應(yīng)用方法，其特征在于，所述預(yù)處理方法為物理處理方法，非化學(xué)或物化處理方法。

　　說明書

　　一種處理抄造廢水的超濾裝置及其應(yīng)用方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及水處理領(lǐng)域，特別是指一種處理抄造廢水的超濾裝置及其應(yīng)用方法。

　　背景技術(shù)

　　抄造廢水是指制漿造紙及造紙法煙草薄片生產(chǎn)過程抄造工段產(chǎn)生的廢水。我國是一個煙草種植大國，每年都有一定數(shù)量的低等級的煙草不能被收購，此外煙廠也有大量的煙桿作為廢料被丟棄，造紙法制造煙草薄片可將廢料中的有利用價值的成份再次利用，如煙堿、茄尼醇、糖類等。煙草薄片即再造煙葉，是利用卷煙生產(chǎn)中廢棄的煙梗煙末生產(chǎn)的卷煙煙片，切絲后與其他煙絲混合，降低卷煙中的焦油含量，減少吸煙給人體帶來的健康危害。利用造紙法制造煙草薄片是煙草廢棄物再生綜合利用的重要技術(shù)之一。

　　造紙法煙草薄片生產(chǎn)過程中抄造工藝段產(chǎn)生的廢水既有造紙廢水的共性，如含有大量纖維，同時又有煙草廢水色度高、可生化性較差、廢水中含有對微生物生長不利的煙堿等特點(diǎn)，同時廢水濃度波動較大，CODCr較高，屬于高濃度有機(jī)廢水。目前，我國對該種廢水的處理工藝一般有物化氣浮、混凝、厭氧生化、好氧生化等，這些傳統(tǒng)處理方法不可避免產(chǎn)生大量污泥，利用價值低，并造成二次污染。抄造廢水的回用關(guān)鍵問題是不允許在抄造廢水處理過程中加入任何處理藥劑，否則影響煙草薄片的燃燒性等。采用膜處理技術(shù)可以實現(xiàn)這個目的。

　　在造紙法生產(chǎn)煙草薄片生產(chǎn)過程中，一般采用氣提和乙醇浸提萃取工藝以符合食品級要求，使得抄造尾液中殘留大量煙堿和其它有效成，它們與煙葉粉末、煙梗碎末一同能隨綜合廢水進(jìn)行排放。膜技術(shù)分離過程不需要加入任何的處理藥品，并具有高效率、低能耗、常溫操作及容易放大等優(yōu)點(diǎn)，對于抄造廢水處理和其中有利用價值的物質(zhì)回收有著重要意義。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明提出一種處理抄造廢水的超濾裝置及其應(yīng)用方法，采用小孔徑卷式超濾膜分離技術(shù)處理造紙法制造煙草薄片的抄造工藝段的廢水，并將廢水中有利用價值的物質(zhì)在純化的同時得到濃縮，濃縮后的濃縮液可回用于抄造工藝段，提高抄造效率。解決現(xiàn)有抄造廢水混凝、生化等處理工藝中，有利用價值的物質(zhì)被浪費(fèi)的問題。

　　本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

　　一種處理抄造廢水的超濾裝置，包括：

　　預(yù)處理槽(1);

　　粗濾槽(2)，與預(yù)處理槽連通，用于對預(yù)處理后的廢水進(jìn)行粗濾;

　　超濾裝置(3)，與粗濾槽連通，用于處理及濃縮廢水;

　　濃縮槽(4)，與超濾裝置的濃水出口連通，用于存放超濾濃水;

　　產(chǎn)水槽(5)，與超濾裝置的產(chǎn)水出口連通，用于存放超濾產(chǎn)水。

　　進(jìn)一步地，所述的超濾裝置為小孔徑卷式超濾膜裝置;

　　進(jìn)一步地，所述的小孔徑卷式超濾膜的截留分子量為3000~10000道爾頓;

　　優(yōu)選地，所述的超濾裝置可以是多級，或多段處理;

　　優(yōu)選地，所述的超濾產(chǎn)水可回用于生產(chǎn)中，所述的超濾濃縮液可作為抄造工藝段的原料液回用;

　　優(yōu)選地，所述濃縮液的濃縮倍數(shù)可達(dá)30倍以上;

　　優(yōu)選地，所述預(yù)處理方法為物理處理方法，非化學(xué)或物化處理方法。

　　一種處理抄造廢水的超濾裝置的應(yīng)用方法，包括以下步驟：

　　(A)抄造廢水經(jīng)預(yù)處理槽進(jìn)行預(yù)處理，去除煙梗、煙末等顆粒較大的物質(zhì);

　　(B)預(yù)處理出水通過粗濾槽進(jìn)行粗濾，去除容易污堵超濾膜的懸浮物;

　　(C)粗濾后的廢水經(jīng)過小孔徑卷式超濾裝置進(jìn)行濃縮;

　　(D)超濾產(chǎn)水存放與產(chǎn)水槽中，超濾濃縮液存放于濃縮槽中;

　　(E)超濾濃水在濃縮槽中收集，可回流至超濾裝置進(jìn)口處。

　　本發(fā)明的有益效果為：

　　1. 由于在造紙法制造煙草薄片的抄造工藝中，原料中必須是純煙草、煙梗，不能添加其他物質(zhì)，因此用化學(xué)法和物化法處理過的抄造廢水的濃縮液是完全不能回用的，即造成了抄造廢水中殘留的有益成份的浪費(fèi)，也造成含有這些有害物質(zhì)的濃水或污泥產(chǎn)生的二次污染，極不符合節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)的理念。膜法處理技術(shù)屬于物理處理方法，不破壞水中溶解物的形態(tài)，通過多次循環(huán)產(chǎn)生濃縮液，煙堿等有用的香煙風(fēng)味物質(zhì)在廢水純化的同時得到濃縮，可作為原料液回用于抄造工藝段使用，提高抄造效率;超濾產(chǎn)水中原料含量極低，可作為循環(huán)水回用，同時實現(xiàn)廢水污染物的零排放。

　　2. 在抄造工藝段，焦油、尼古丁、酚類經(jīng)過打漿處理溶解在廢水中;纖維素是由葡萄糖基組成的成鏈狀結(jié)構(gòu)的簡單聚糖，半纖維素是一種復(fù)合聚糖;除有機(jī)酸外的相對含量較高的煙堿是一種生物堿，通常與檸檬酸、蘋果酸等結(jié)合成鹽而存在于煙草中。抄造廢水中有利用價值的成份包括煙堿、氨基酸、酚類、醇類、酯類、揮發(fā)油類等，這些物質(zhì)都可以在截留分子量為3000-10000道爾頓的小孔徑卷式超濾膜中被截留下來，在濃縮液中得到富集。

　　3. 隨煙草種類的不同，造紙法煙草薄片廢水水質(zhì)波動較大，但一般都具有溶解性有機(jī)物含量高、懸浮物濃度高、水質(zhì)顏色深、水質(zhì)偏酸性和廢水易腐化變質(zhì)等特點(diǎn)。廢水中的有機(jī)物以纖維素、半纖維素的部分水解產(chǎn)物為主;色度主要由相對含量較低的焦油、尼古丁、酚類和苯環(huán)類煙草有機(jī)質(zhì)的存在引起的。在進(jìn)行小孔徑卷式超濾膜處理前進(jìn)行預(yù)處理和粗濾，截留煙葉骨架等易造成卷式超濾膜污堵的大顆粒懸浮物，保證了小孔徑卷式超濾膜的濃縮效率，減小超濾膜的污堵。

　　4. 采用多級多段超濾裝置處理抄造廢水，首先，可以保證出水水質(zhì)，使得廢水中的焦油、尼古丁、酚類和苯環(huán)類煙草有機(jī)質(zhì)盡量截留，出水色度小、濁度小，滿足煙草廢水回用的標(biāo)準(zhǔn);其次，多級多段超濾裝置抗沖擊能力強(qiáng)，對于懸浮物濃度極高的抄造廢水，很容易引起膜孔堵塞造成膜污染，在足以滿足截留抄造廢水污染物的情況下，前段使用膜孔較大的超濾膜，后端使用膜孔較小的超濾膜，即可以保證整個裝置具有較高的膜通量，也可以減緩膜污染的形成;再次，多級多段超濾裝置對抄造廢水的濃縮效果好，濃縮液中有用物質(zhì)含量高，回收利用方便。