一種處理抄造廢水的超濾裝置及其應(yīng)用方法
【專利摘要】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(jià)值的物質(zhì)在純化的同時(shí)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(jià)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。
【專利說明】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】
[0001]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)】
[0002]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(gè)煙草種植大國，每年都有一定數(shù)量的低等級(jí)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(jià)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。
[0003]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(shí)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(shí)廢水濃度波動(dòng)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(jià)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(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。
[0004]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(jí)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(jià)值的物質(zhì)回收有著重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]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(jià)值的物質(zhì)在純化的同時(shí)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(jià)值的物質(zhì)被浪費(fèi)的問題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)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。
[0007]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(jí)，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。
[0008]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。
[0009]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(shí)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(shí)實(shí)現(xiàn)廢水污染物的零排放。
[0010]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(jià)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。
[0011]3.隨煙草種類的不同，造紙法煙草薄片廢水水質(zhì)波動(dòng)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。
[0012]4.采用多級(jí)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(jí)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(gè)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(jí)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。
[0013]【專利附圖】

【附圖說明】為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本發(fā)明一種處理抄造廢水的超濾裝置及其應(yīng)用方法的示意圖。
[0015]圖中:
1.預(yù)處理槽；2.過濾槽；3.超濾裝置；4.濃縮槽；5.產(chǎn)水槽。
[0016]【具體實(shí)施方式】
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明所述的一種處理抄造廢水的超濾裝置，包括:
預(yù)處理槽(I)；
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。
[0018]本發(fā)明還提供了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。
[0019]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(jí)，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。
[0020]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(shí)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(shí)實(shí)現(xiàn)廢水污染物的零排放。[0021]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(jià)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。
[0022]3.隨煙草種類的不同，造紙法煙草薄片廢水水質(zhì)波動(dòng)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。
[0023]4.采用多級(jí)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(jí)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(gè)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(jí)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。
[0024]以下列舉幾個(gè)實(shí)例來說明本發(fā)明的效果，但本發(fā)明的權(quán)利要求范圍并非僅限于此。
[0025]實(shí)施例1:
某造紙法制造煙草薄片抄造工藝段廢水，經(jīng)本發(fā)明所述的小孔徑卷式超濾膜進(jìn)行處理，超濾裝置采用一級(jí)兩段處理， 超濾膜產(chǎn)水率在70%以上，處理效果如表1所示:
表1抄造廢水超濾處理效果
【權(quán)利要求】
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(I)； 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(jí)，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。
【文檔編號(hào)】B01D61/18GK103663628SQ201310678035
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】陳福泰 申請人:北京清大膜科膜技術(shù)有限公司