申请日2013.05.31
公开(公告)日2013.08.14
IPC分类号C02F9/14
摘要
一种烟草薄片生产废水的处理方法，包括以下步骤：烟草薄片生产废水→除渣→化学脱钙→厌氧处理→电解→A/O处理→二次电解→MBR→电解消毒→达标排放。本发明方法基于化学脱钙技术、生物化学技术、电化学技术与MBR技术相结合，有效处理烟草薄片生产废水，成本较低，效能较高，废水排放达标。
权利要求书
1.一种烟草薄片生产废水的处理方法，它包括以下步骤：
(1)除渣
烟草薄片生产废水经管道收集后排入机械粗格栅集水池，池内设置粗格栅，对污水的中粗大的浮漂物进行隔离去除，然后通过提升泵，将烟草薄片生产废水 水提升至旋转机械格栅机内，通过滤网的过滤进一步去除水中大部分不可溶解性的悬浮物，产生的隔渣打包外运，废水则经过气浮池进行气浮，对废水中大颗粒纤维及其他悬浮物进行分离;
(2)化学脱钙
气浮池出水经管道流入一级脱钙反应池，经加药装置在搅拌下先加入适量石灰饱和澄清溶液调pH值至8.5～9.5，脱除假性硬度(碳酸氢盐)后，流入二级脱钙反应池，通入步骤(3)厌氧处理中UASB厌氧池产生的气体，使气体中CO2与钙镁离子反应生成碳酸盐沉淀，或者加入100~400mg/L的Na2CO3使碳酸根与钙镁离子反应生成碳酸盐沉淀，出水流入混凝池后在搅拌条件下先加入5~10mg/L的FeSO4，再加入Na2CO3反调pH值至8～9，最后加入2~3mg/L的聚苯烯酰胺(PAM)，反应完全后进入初沉池进行沉淀分离，初沉池中的沉淀物(即污泥)经过泵和管道送入污泥池中，最后在污泥脱水装置中进行过滤分离，并回收碳酸钙，初沉池出水则进入调节池;
(3)厌氧处理
调节池出水经提升泵提升至水解酸化池，在水解酸化池停留一定时间，利用产酸菌将废水中的大分子有机物在产酸菌的作用下水解酸化成小分子有机酸，然后经过提升泵进入UASB厌氧池，经过UASB厌氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附、发酵、产甲烷共同作用下将有机酸分解成甲烷和二氧化碳，产生的甲烷和二氧化碳经过气体收集装置收集后导入步骤(2)化学脱钙中的二级脱钙反应池，经二级脱钙反应池净化后回收沼气于贮气罐;废水则进入步骤(4);
(4)电解
UASB厌氧池出水进入电解机a进行电解，电解机a的相邻两电极间的电压为2～12V，电流密度为10～320mA/cm2;
(5)A/O处理
电解出水依次进入缺氧池、好氧池和中沉池，且中沉池的部分污泥通过回流泵回流至缺氧池，利用缺氧、好氧微生物的交替作用下可进行脱氮除磷，并通过好氧处理进一步氧化分解废水中的有机物，深度去除COD和BOD;好氧池内均匀填满大量的生物悬浮填料，为好氧微生物提供栖息、生长繁殖的场所，以便微生物在填料表面形成生物膜，在好氧池底部设有曝气充氧搅拌系统，对污水进行充氧作用，使水中的溶解氧维持在2～4 mg/L，同时利用气体上升的作用，使池内的悬浮物与水更充分接触，另外通过气体和清水反冲洗的搅动作用，可以有效的对填料表面生长的老化生物膜进行冲刷，促使生物膜的更新换代，使生物膜维持较高的活性;
(6)二次电解
中沉池出水再次进入电解机b进行电解，电解机b时相邻两电极间的电压为2～6V，电流密度为20～200mA/cm2;
(7)MBR处理
二次电解的出水进入MBR系统，对废水进行生化、膜分离作用，降解剩余有机污染物质及去除悬浮物;
(8)消毒
废水经过MBR处理后，出水再经过电解消毒池处理，可进一步去除色度，并对废水进行杀菌消毒，最后达标排放;
(9)污泥处理
步骤(3)厌氧处理中UASB厌氧池、步骤(5)A/O处理中缺氧池、好氧池和中沉池以及步骤(7)MBR处理产生的污泥都通过管道进入污泥池，然后经过污泥压滤机的脱水作用使得污泥减容，脱水后泥饼进行焚烧处理，滤液则回流至步骤(2)化学脱钙中的调节池。
2.根据权利要求1所述的一种烟草薄片生产废水的处理方法，其特征在于：步骤(1)除渣中所述气浮为布气气浮法、电气浮法、生物及化学气浮法、溶气气浮法的一种。
3.如权利要求1所述的一种烟草薄片生产废水的处理方法，其特征在于：步骤(4)和步骤(6)所述电解机设有电源和电解槽;所述电解槽内的电极材料为石墨、钛、铁、铝、锌、铜、铅、镍、钼、铬、合金和纳米催化惰性材料中的一种。
4.如权利要求1或3所述的一种烟草薄片生产废水的处理方法，其特征在于：所述纳米催化惰性电极的表层涂覆有晶粒为10～35nm的金属氧化物惰性催化涂层，所述纳米催化惰性电极的基板为钛板或塑料板。
5.根据权利要求1所述的一种烟草薄片生产废水的处理方法，其特征在于：步骤(7)MBR处理中所述MBR系统的膜组件选自聚偏氟乙烯中空纤维膜、聚丙烯中空纤维膜、聚砜中空纤维膜、聚醚砜中空纤维膜、聚丙烯腈中空纤维膜和聚氯乙烯中空纤维膜中的一种。
6.根据权利要求1或5所述的一种烟草薄片生产废水的处理方法，其特征在于：所述MBR系统的膜组件的膜孔径为0.10～0.2μm，工作压力为-1～-50kPa，工作温度为5～45℃。
说明书
一种烟草薄片生产废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种烟草薄片生产废水的处理方法，特别是涉及一种基于化学脱钙技术、生物化学技术、电化学技术和MBR技术的烟草薄片生产废水和烟草生产废水的处理方法，属于环境工程的水污染治理领域。
背景技术
烟叶在生产时，原料并不能得到完全的利用，烟草从初加工到制成卷烟的生产过程中，会产生大约占原烟料总量1/3的碎料，这些烟草碎料无法直接作为原料再次制成卷烟产品。为了减少废料产生、实现碎料的综合利用，烟草薄片技术应运而生。烟草薄片，又名再造烟草(Reconstituted Tobacco)，是利用烟末、烟梗、碎烟片等烟草物质为原料制成片状或丝状的再生产品，用作卷烟填充料，降低卷烟中的焦油含量，减少吸烟给人体带来的健康危害。烟草薄片的使用具有提高烟丝质量、降低卷烟成本、节省原材料消耗、资源再利用等诸多优点。辊压法、稠浆法和造纸法是当前烟草薄片的主要生产方法。与辊压法和稠浆法薄片相比，造纸法薄片具有明显的优势：降低卷烟生产成本、产品质量稳定、填充值和成丝率高、耐机械加工性能好、提高了卷烟的燃烧速度并降低了焦油释放量、产品可塑性高且较易加工，是目前生产“健康型”香烟的有效工艺。正是由于造纸薄片具有辊压法和稠浆法无法比拟的优点，因此在国内外都得到了广泛推广。
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，同时又有烟草废水色度高、可生化性较差、废水中含有对微生物生长不利的烟碱和钙镁含量高150～500mg/L等特点，主要污染指标如下表：
同时废水浓度波动较大，CODcr 从1500～25000mg/L，SS从1000～15000mg/L，烟碱和焦油抑制微生物生长，钙镁含量高导致反应器结垢不能正常运行，属于高浓度难处理有机废水。
中国专利CN1683261A公开一种造纸法烟草薄片生产废水的处理方法，即混凝气浮+好氧氧化+机械过滤的烟草薄片生产废水的处理方法。
中国专利CN102276093A公开一种造纸法烟草薄片生产废水的处理方法，该工艺包括以下步骤：将生产废水通过格栅粗滤，自流进入废水调节池;通过提升泵将废水调节池中的废水提升至混凝器中投加Ca-硅藻土系复合凝聚剂反应5-10min，然后投加聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺分离剂进入静态反应池反应，反应时间为50-60min;将低浓度的有机废水的pH调节为偏酸性后泵入超声微电解反应器中，通过超声波和微电解共同反应，使废水中化学耗氧量物质快速消解，反应时间为30-60min;再将废水经过活性炭吸附和石英砂过滤;将调节池和静态反应池工段所产生的污泥经过叠螺污泥脱水处理后作为固体燃料使用。
中国专利CN10133045A中公开了造纸法烟草薄片生产废水经一至三级过滤后再分别回用于制浆工段，回用水采用定期排放于污水处理站的方法，但生产废水循环回用于生产将极大的影响薄片品质。
中国专利CN1683261A公开了造纸法烟草薄片生产废水先经混凝处理、气浮法除去其中固体悬浮物，然后送入曝气池通过好氧微生物去除大部分COD物质的方法。
以上方法对烟草薄片生产废水的处理都具有一定的效果，但存在工艺流程长、设备投资大、占地面积大，运行费用高等缺陷，更为严重的是由于废水中含有大量钙，直接导致生化处理系统和膜分离系统大量结垢，系统无法正常运行，现有的废水处理技术处理后的排放废水均不能达到排放标准。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的烟草生产废水处理方法中所存在的设工艺流程长、备投资大、占地面积大、运行费用高、生化处理系统和膜处理系统因为结垢不能正常运行，处理后的排放废水不达标等缺陷，提供一种基于化学脱钙技术、生物化学技术、电化学技术与MBR技术相结合，成本较低，效能较高，使之达标排放的烟草生产废水的处理方法。