CN203360236U - 烟草薄片生产废水的处理及再生循环利用装置 - Google Patents

Abstract

烟草薄片生产废水的处理及再生循环利用装置，包括机械粗格栅集水池、旋转细格栅机、调节池、一级脱钙反应池、二级脱钙反应池、初沉池、过滤装置、混凝池、气浮池、UASB厌氧池、电解机a、缺氧池、好氧池、二沉池、电解机b、膜处理装置或曝气生物滤池、电解机c、供水泵、脱盐装置、再生水贮罐、污泥池、污泥脱水装置、事故池、气体收集装置和沼气贮气罐。本实用新型基于化学脱钙技术、生物化学技术、电化学技术、BAF技术和膜技术相结合，成本较低，效能较高，烟草薄片生产废水经过处理，75%～85%可以再生循环利用，既减少废水排放，避免废水对环境污染，又减少水资源浪费，还可以使再生的循环水成本低于自来水价格，经济合理，产生较好的经济效益。

Description

烟草薄片生产废水的处理及再生循环利用装置

技术领域

    本实用新型涉及一种烟草薄片生产废水的处理及再生循环利用装置，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、BAF技术和膜技术的烟草薄片生产废水和烟草生产废水的处理及再生循环利用装置，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、烟焦油和钙镁含量高150～500mg/L等特点，主要污染指标如下表：

序号	项目	指标
			1	化学需氧量（CODCr）	1500~25000mg/L
2	五日生化需氧量（BOD5）	600~10000mg/L
			3	悬浮物（SS）	700~15000mg/L
4	pH值	5.5~6.5
			5	色度	1000~25000倍
6	水温	45~65℃
			7	Ca2+	150~500 mg/L

同时废水浓度波动较大，COD_Cr 从1500～25000mg/L，SS从700～15000mg/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不能达到排放标准，更别提再生循环利用。

实用新型内容

本实用新型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、无法再生循环利用等缺陷，提供一种基于化学脱钙技术、生物化学技术、电化学技术、BAF技术和膜技术相结合，成本较低，效能较高，使之再生循环利用的烟草生产废水的处理装置。

烟草薄片生产废水的处理及再生循环利用装置，包括机械粗格栅集水池、旋转细格栅机、调节池、一级脱钙反应池、二级脱钙反应池、初沉池、过滤装置、混凝池、气浮池、UASB厌氧池、电解机a、缺氧池、好氧池、二沉池、电解机b、膜处理装置或曝气生物滤池（BAF）、电解机c、供水泵、脱盐装置、再生水贮罐、污泥 池、污泥脱水装置、事故池、气体收集装置和沼气贮气罐；

所述机械粗格栅集水池的进口与烟草废水的出口联接，机械粗格栅集水池出水口与旋转细格栅机进水口联接，旋转细格栅机出水口与调节池进水口联接，调节池出水口与一级脱钙反应池进水口联接，一级脱钙反应池出水口与二级脱钙反应池进水口联接，二级脱钙反应池出水口与初沉池进水口联接，初沉池出水口与过滤装置的进口联接，过滤装置的出口与混凝池进水口联接，混凝池出水口与气浮池进水口联接，气浮池出水口与与UASB厌氧池进水口联接，UASB厌氧池出水口与电解机a进水口联接，电解机a出水口与缺氧池进水口联接，缺氧池出水口与好氧池进水口联接，好氧池出水口与二沉池进水口联接，二沉池出水口与电解机b进水口联接，电解机b出水口与膜处理装置的进水口或BAF进水口联接，膜处理装置的出水口或BAF出水口与电解机c进水口联接，电解机c出水口经供水泵与脱盐装置进水口联接，脱盐装置的透析水出口接再生水贮罐的进口，脱盐装置的浓缩水出口一路经管道回流至调节池，另一路与排水渠联接；事故池的进水口与烟草薄片生产废水的出口联接，事故池出水口与机械粗格栅集水池进水口联接；UASB厌氧池气体出口与气体收集装置进口联接，气体收集装置出口与二级脱钙反应池进水口联接，二级脱钙反应池的气体出口与沼气贮气罐进口联接；初沉池、UASB厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、膜处理装置/BAF中的沉淀物和气浮池的浮渣出口都与污泥池进口联接，污泥池出口与污泥脱水装置进口联接；

所述的过滤装置是离心过滤机、真空过滤机或压滤机的一种；所述膜处理装置是MBR装置或超滤装置的一种；所述脱盐装置是反渗透系统、纳滤系统、电渗析或电容吸附去离子系统的一种。

所述混凝池带有配药系统和加药系统。

所述电解机a、电解机b和电解机c均设有电源和电解槽；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。

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。所述MBR装置的膜组件中空纤维膜组件或平板膜组件的一种；中空纤维膜组件为聚偏氟乙烯中空纤维膜组件、聚丙烯中空纤维膜组件、聚砜中空纤维膜组件、聚醚砜组件、聚丙烯腈组件和聚氯乙烯中空纤维膜组件中的一种，膜孔径为0.10～0.2μm，工作压力为-1～-50kPa，工作温度为5～45℃。

所述超滤装置为浸没式超滤、柱式超滤、管式超滤、卷式超滤或板式超滤的一种，截留分子量为1000～100000MWCO，工作条件为：常温～45℃，浸没式超滤的工作压力为-1～-50kPa，柱式超滤、管式超滤、卷式超滤和板式超滤的工作压力为3～300kPa。

所述反渗透系统中的反渗透膜组件为卷式膜组件，膜材料为有机膜中醋酸纤维膜或复合膜，膜材料的截留分子量为50～200MWCO，进压可为6.0～45.0bar，出压可为4.5～33.5 bar，工作温度为20～45℃，最佳温度为25～35℃。

所述纳滤系统中的纳滤膜组件为管式膜组件、卷式膜组件或平板膜组件的一种，工作压力为6～45bar，工作温度为20～45℃，最佳温度为25～35℃。

所述电渗析的工作条件是操作电压压力0.5～3.0 kg/cm²，操作电压50～250V，电流强度1～3A。

所述电容吸附去离子系统的工作条件是直流电压为110V ～2×10⁶V，电流强度小于或等于1A。

本实用新型的处理工艺为：烟草薄片生产废水→除渣→化学脱钙→气浮→厌氧处理→电解→A/O处理→二次电解→膜处理/曝气生物滤池生化→三次电解→脱盐→再生水。

废水经过以上处理的效果如表1所示：

表1烟草薄片生产废水各处理工序的效果

本实用新型与现有技术比较，具有以下突出优点：

（1）通过化学脱钙系统的一级脱钙反应脱除假性硬度（碳酸氢盐）后，再经过二级脱钙反应池使碳酸根与钙镁离子反应生成碳酸盐沉淀，然后在混凝池中碳酸盐沉淀脱稳、与阴离子聚苯烯酰胺（PAM）等助凝剂互相絮凝，聚集成粗大的矾花颗粒，在初沉池中沉降下来，最终有效脱除烟草薄片生产废水中的高浓度钙、镁离子，去除率达50~90%，降低水的硬度，使得 Ca²⁺低于80 mg/L，防止反应器结垢，保证后续生化处理、电解工艺和脱盐工艺顺利、稳定运行。

（2）在化学脱钙后，通过离心分离或真空过滤或压滤后，使废水中的COD下降至7000mg/L以下。

（3）经UASB厌氧处理系统处理后，废水中的COD、BOD等指标大幅度降低，产生的气体经过气体收集装置收集后导入化学脱钙中的二级脱钙反应池，使气体中CO₂与钙镁离子反应生成碳酸盐沉淀，一方面回收气体中CO₂，使得气体得到有效利用；另一方面通过二级脱钙反应池去除气体中的H₂S，净化气体，沼气再通过贮气罐收集利用或高空排放。

（3）经过除渣和化学脱钙系统处理后，废水中的SS去除率达95%以上，调节池内的SS大大减少，避免污泥在调节池内的沉积，减轻平时运行清泥工作量。

（4）通过纳米催化电解产生的强氧化性自由基使废水中的难生化大分子化合物开环断链，变成可生化的小分子，进一步提高B/C值，改善后续生化处理的条件，并脱除废水中的色度和臭味，降低氨氮、COD等指标。

（5）经过A/O生化池，通过厌氧好氧的交替作用，可对污水进行脱氮除磷。

（6）经过曝气生化滤池生化处理后，通过好氧微生物的氧化分解作用彻底分解水中污染物质，使得出水水质稳定，达标排放。

（7）烟草薄片生产废水经过处理，75%～85%可以再生循环利用，既减少废水排放，避免废水对环境污染，又减少水资源浪费，还可以使再生的循环水成本低于自来水价格，经济合理，产生较好的经济效益。

附图说明

图1为本实用新型烟草薄片生产废水的处理及再生循环利用装置的结构方框图。

具体实施方式

下面参照附图1说明本实用新型的具体实施方式。

参照图1，烟草薄片生产废水的处理及再生循环利用装置，,包括：机械粗格栅集水池1、旋转细格栅机2、调节池3、一级脱钙反应池4、二级脱钙反应池5、初沉池6、过滤装置7、混凝池8、气浮池9、UASB厌氧池10、电解机a11、缺氧池12、好氧池13、二沉池14、电解机b15、膜处理装置/BAF16、电解机c17、排放渠18、事故池19、污泥池20、污泥脱水装置21、提升泵22、提升泵23、提升泵24、提升泵25、提升泵26、气体收集装置27、沼气贮气罐28、供水泵29、脱盐装置30和再生水贮罐31。

机械粗格栅集水池1的进口与烟草薄片生产废水的出口联接，机械粗格栅集水池1出水口经提升泵20与旋转细格栅机2进水口联接，旋转细格栅机2出水口与调节池3进水口联接，调节池3出水口与一级脱钙反应池4进水口联接，一级脱钙反应池4出水口与二级脱钙反应池5进水口联接，二级脱钙反应池5出水口与初沉池6进水口联接，初沉池6出水口经提升泵23与过滤装置7进水口联接，过滤装置7出水口与混凝池8进水口联接，混凝池8出水口与气浮池9进水口联接，气浮池9出水口经提升泵24与UASB厌氧池10进水口联接，UASB厌氧池10出水口与电解机a11进水口联接，电解机a11出水口与缺氧池12进水口联接，缺氧池12出水口与好氧池13进水口联接，好氧池13出水口与二沉池14进水口联接，二沉池14出水口与电解机b15进水口联接，电解机b出水口与膜处理装置的进水口或BAF16进水口联接，膜处理装置的出水口和BAF16出水口经过提升泵25与电解机c17进水口联接，电解机c17出水口经供水泵29与脱盐装置30进水口联接，脱盐装置30的透析水出口接再生水贮罐31的进口，脱盐装置30的浓缩水出口一路经截止阀回流至调节池3，另一路与排水渠18联接；而初沉池6、UASB厌氧池10、缺氧池12、好氧池13、二沉池14 、膜处理装置/BAF16中的沉淀物（即污泥）和气浮池9的浮渣（即污泥）出口与污泥池20进口联接，污泥池20出口与污泥脱水装置21进口联接，事故池19的进水口与烟草薄片生产废水的出口联接，事故池19出水口通过泵26与机械粗格栅集水池1进水口联接；UASB厌氧池10气体出口与气体收集装置27进口联接，气体收集装置27出口与二级脱钙反应池5进水口联接，二级脱钙反应池5的气体出口与沼气贮气罐28进口联接。

从图1中可看出，机械粗格栅集水池1与旋转细格栅机2所产生的隔渣通过打包外运。

本实用新型是在对现有烟草薄片生产废水的成份、性质和现有处理方案进行深入系统的对比研究之后完成的对烟草薄片生产废水处理及再生循环利用装置的设计，它通过化学脱钙、生化、电解、BAF、膜处理等方法的组合运用，从而形成一种特别适合于烟草薄片生产废水的处理及再生循环利用装置。

以下结合图1给出烟草薄片生产废水处理及再生循环利用装置的具体实施方式。

实施例1

20吨/日烟草薄片生产废水的处理及再生循环利用方法。

所述的烟草薄片生产废水水质指标经测定如表2所示。

表2 烟草薄片生产废水的水质指标

序号	项目	单位	测定值	序号	项目	单位	测定值
								1	CODCr	mg/L	25000	5	色度	倍	25000
2	BOD5	mg/L	6000	6	Ca2+	mg/L	500
								3	SS	mg/L	15000	7	水温	℃	50
4	pH值	——	5.5

（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1，池内设置粗格栅，对污水的中粗大的浮漂物进行隔离去除，以防止后续的处理设备堵塞，然后通过提升泵22，将烟草薄片生产废水提升至旋转细格栅机2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，废水经过化学脱钙处理。

（2）化学脱钙

除渣后的出水经管道先流入调节池3，再进入一级脱钙反应池4，经加药装置在搅拌下先加入600mg/L的氢氧化钠溶液调pH值至8.5，脱除假性硬度（碳酸氢盐）后，进入二级脱钙反应池5，通入步骤（4）厌氧处理中UASB厌氧池10产生的气体，使气体中CO₂与钙镁离子反应生成碳酸盐沉淀，调pH值至8.0，反应完全后进入初沉池6进行沉淀分离，沉淀时间为4小时，从而脱除烟草处理废水中的钙镁离子，去除率达84%，降低水的硬度，使得 Ca²⁺浓度小于 80 mg/L ，防止后续设备、设施因过高的Ca²⁺结垢；

（3） 气浮

初沉池6中的上清液经提升泵23泵入过滤装置7中，本实施例采用离心机，在4200转/分的转速下离心分离，得滤液和沉淀，滤液流入混凝池8，在搅拌条件下先加入10mg/L的PAC，最后加入2mg/L的阴离子聚苯烯酰胺（PAM），反应完全后进入气浮池9进行气浮分离，过滤沉淀和浮渣（即污泥）经过泵和管道送入污泥池20中，最后在污泥脱水装置21中进行过滤分离，气浮池9出水则经提升泵24泵入厌氧池10进行厌氧消化；

（4）厌氧处理

气浮池9出水经提升泵24提升进入UASB厌氧池10进行厌氧处理56小时，经过UASB厌氧池10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27收集后，净化后回收沼气于沼气贮气罐28；废水则进入步骤（5）。

（5）电解

UASB厌氧池10出水进入电解机a11进行电解，以脱除色度、臭，同时使废水中的难生化大分子化合物开环断链，变成可生化的小分子，进一步提高B/C值，改善后续生化处理的条件；电解机a11的相邻两电极间的电压为2V，电流密度为260mA/cm²。

（6）A/O处理

电解出水依次进入缺氧池12、好氧池13和二沉池14，且二沉池14的部分污泥通过回流泵回流至缺氧池12，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13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13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。

（7）二次电解

二沉池14出水再次进入电解机b15进行电解，使废水中难于生化的大分子有机物经过电解发生开环断链作用，转化为易于生化的小分子有机物，提高B/C；电解时相邻两电极间的电压为6V，电流密度为20mA/cm²。

（8）曝气生物滤池生化（BAF生化）

二次电解后的废水进入曝气生物滤池16，通过生物氧化降解作用对废水进行净化，进一步除去COD、SS和氨氮，得到净化废水。

（9）三次电解

废水经过曝气生物滤池16生化处理后，出水由提升泵25提升至电解机c17处理，可进一步去除色度，并对废水进行杀菌消毒。

（10）脱盐

三次电解后的废水经供水泵29进入脱盐装置30，本实施例采用反渗透装置，分离得透析水和浓缩水，透析水进入再生水贮罐31，浓缩水则一部分通过管道回流至步骤（2）化学脱钙中的调节池3，剩余部分经排水渠18排放； 

（11）污泥处理

步骤（2）化学脱钙中的初沉池、步骤（3）气浮中的气浮池、步骤（4）厌氧处理中UASB厌氧池10、步骤（6）A/O处理中缺氧池12、好氧池13和二沉池14以及步骤（8）曝气生化滤池16生化处理产生的污泥都通过管道进入污泥池20，然后经过污泥脱水装置21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3。

经过各工序处理后的效果如表3

表3 烟草薄片生产废水各处理工序处理后的效果

再生水水质指标经测定如表4所示。

表4 再生水的水质指标

序号	项目	单位	测定值	GB 5749-2006标准
					1	pH值	——	7.0	6.5~8.5
2	色度	倍	2	≤3
					3	化学需氧量CODCr	mg/L	≤5	≤5
4	溶解性总固体TDS	mg/L	23	150
					5	嗅	——	未检出	不得检出
6	浊度	NTU	≤1	≤1
					7	氨氮	mg/L	0.31	≤0.5
8	氧化还原电位	mV	≤300	300
					9	SS	mg/L	未检出

实施例2

50吨/日烟草薄片生产废水的处理及再生循环利用方法。

所述的烟草薄片生产废水水质指标经测定如表5所示。

表5 烟草薄片生产废水的水质指标

序号	项目	单位	测定值	序号	项目	单位	测定值
								1	CODCr	mg/L	9000	5	色度	倍	12000
2	BOD5	mg/L	3000	6	Ca2+	mg/L	300
								3	SS	mg/L	5000	7	水温	℃	65
4	pH值	——	6.2

（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1，池内设置粗格栅，对污水的中粗大的浮漂物进行隔离去除，以防止后续的处理设备堵塞，然后通过提升泵22，将烟草薄片生产废水提升至旋转细格栅机2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，废水经过化学脱钙处理。

（2）化学脱钙

除渣后的出水经管道先流入调节池3，再进入一级脱钙反应池4，经加药装置在搅拌下先加入900mg/L石灰饱和澄清溶液调pH值至9.5，脱除假性硬度（碳酸氢盐）后，进入二级脱钙反应池5，加入400mg/L的Na₂CO₃调pH值至8.5，使碳酸根与钙镁离子反应生成碳酸盐沉淀，反应完全后进入初沉池6进行沉淀分离，沉淀时间为3小时，从而脱除烟草处理废水中的钙镁离子，去除率达83.3%，降低水的硬度，使得 Ca²⁺浓度小于50 mg/L ，防止后续设备、设施因过高的Ca²⁺结垢；

（3） 气浮

初沉池6中的上清液经提升泵23泵入过滤装置7，本实施例采用真空过滤机中，在-0.3MPa真空条件下过滤分离，滤布孔径小于5um，得滤液和沉淀，滤液流入混凝池8，在搅拌条件下先加入5mg/L的PAC，最后加入3mg/L的阴离子聚苯烯酰胺（PAM），反应完全后进入气浮池9进行气浮分离，过滤沉淀和浮渣（即污泥）经过泵和管道送入污泥池20中，最后在污泥脱水装置21中进行过滤分离，气浮池9出水则经提升泵24泵入厌氧池10进行厌氧消化；

（4）厌氧处理

气浮池9出水经提升泵24提升进入UASB厌氧池10进行厌氧处理44小时，经过UASB厌氧池10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27收集后，净化后回收沼气于沼气贮气罐28；废水则进入步骤（5）。

（5）电解

UASB厌氧池10出水进入电解机a11进行电解，以脱除色度、臭，同时使废水中的难生化大分子化合物开环断链，变成可生化的小分子，进一步提高B/C值，改善后续生化处理的条件；电解机a11的相邻两电极间的电压为8V，电流密度为150mA/cm²。

（6）A/O处理

电解出水依次进入缺氧池12、好氧池13和二沉池14，且二沉池14的部分污泥通过回流泵回流至缺氧池12，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13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13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。

（7）二次电解

二沉池14出水再次进入电解机b15进行电解，使废水中难于生化的大分子有机物经过电解发生开环断链作用，转化为易于生化的小分子有机物，提高B/C；电解时相邻两电极间的电压为4V，电流密度为100mA/cm²。

（8）MBR处理

二次电解后的废水进入膜处理装置16，本实施例采用MBR装置，通过生物氧化降解作用和膜过滤分离对废水进行净化，进一步除去COD、SS和氨氮，得到净化废水。

（9）三次电解

废水经过MBR装置生化处理后，出水由提升泵25提升至电解机c17处理，可进一步去除色度，并对废水进行杀菌消毒。

（10）脱盐

三次电解后的废水经供水泵29进入纳滤装置30，分离得透析水和浓缩水，透析水进入再生水贮罐31，浓缩水则一部分通过管道回流至步骤（2）化学脱钙中的调节池3，剩余部分经排水渠18排放。 

（11）污泥处理

步骤（2）化学脱钙中的初沉池6、步骤（3）气浮中的气浮池9、步骤（4）厌氧处理中UASB厌氧池10、步骤（6）A/O处理中缺氧池12、好氧池13和二沉池14以及步骤（8）MBR装置生化处理产生的污泥都通过管道进入污泥池20，然后经过污泥脱水装置21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3。

经过各工序处理后的效果如表6

表6 烟草薄片生产废水各处理工序处理后的效果

再生水水质指标经测定如表7所示。

表7 再生水的水质指标

序号	项目	单位	测定值	GB 5749-2006标准
					1	pH值	——	6.8	6.5~8.5
2	色度	倍	2	≤3
					3	化学需氧量CODCr	mg/L	≤5	≤5
4	溶解性总固体TDS	mg/L	120	150
					5	嗅	——	未检出	不得检出
6	浊度	NTU	≤1	≤1
					7	氨氮	mg/L	0.4	≤0.5
8	氧化还原电位	mV	≤300	300
					9	SS	mg/L	未检出

实施例3

10吨/日烟草薄片生产废水的处理及再生循环利用方法。

所述的烟草薄片生产废水水质指标经测定如表8所示。

表8 烟草薄片生产废水的水质指标

序号	项目	单位	测定值	序号	项目	单位	测定值
								1	CODC	mg/L	4000	5	色度	倍	1300
2	BOD5r	mg/L	1800	6	Ca2+	mg/L	400
								3	SS	mg/L	1200	7	水温	℃	50
4	pH值	——	6.5

（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1，池内设置粗格栅，对污水的中粗大的浮漂物进行隔离去除，以防止后续的处理设备堵塞，然后通过提升泵22，将烟草薄片生产废水提升至旋转细格栅机2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，废水经过化学脱钙处理。

（2）化学脱钙

除渣后的出水经管道先流入调节池3，再进入一级脱钙反应池4，经加药装置在搅拌下先加入300mg/L石灰饱和澄清溶液调pH值至9.0，脱除假性硬度（碳酸氢盐）后，进入二级脱钙反应池5，加入200mg/L的Na₂CO₃调pH值至9.0，使碳酸根与钙镁离子反应生成碳酸盐沉淀，反应完全后进入初沉池6进行沉淀分离，沉淀时间为3.5小时，从而脱除烟草处理废水中的钙镁离子，去除率达87.5%，降低水的硬度，使得 Ca²⁺浓度小于 50 mg/L ，防止后续设备、设施因过高的Ca²⁺结垢；

（3） 气浮

初沉池6中的上清液经提升泵23泵入过滤装置7中，本实施例采用压滤机，在压滤机中过滤分离，滤布孔径小于5um，得滤液和沉淀，滤液流入混凝池8，在搅拌条件下先加入8mg/L的PAC，最后加入2.5mg/L的阴离子聚苯烯酰胺（PAM），反应完全后进入气浮池9进行气浮分离，过滤沉淀和浮渣（即污泥）经过泵和管道送入污泥池20中，最后在污泥脱水装置21中进行过滤分离，气浮池9出水则经提升泵24泵入厌氧池10进行厌氧消化；

（4）厌氧处理

气浮池9出水经提升泵24提升进入UASB厌氧池10进行厌氧处理50小时，经过UASB厌氧池10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27收集后，净化后回收沼气于沼气贮气罐28；废水则进入步骤（5）。

（5）电解

UASB厌氧池10出水进入电解机a11进行电解，以脱除色度、臭，同时使废水中的难生化大分子化合物开环断链，变成可生化的小分子，进一步提高B/C值，改善后续生化处理的条件；电解机a11的相邻两电极间的电压为12V，电流密度为30mA/cm²。

（6）A/O处理

电解出水依次进入缺氧池12、好氧池13和二沉池14，且二沉池14的部分污泥通过回流泵回流至缺氧池12，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13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13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。

（7）二次电解

二沉池14出水再次进入电解机b15进行电解，使废水中难于生化的大分子有机物经过电解发生开环断链作用，转化为易于生化的小分子有机物，提高B/C；电解时相邻两电极间的电压为2V，电流密度为200mA/cm²。

（8）超滤处理

二次电解后的废水进入膜处理装置16，本实施例采用超滤装置，通过超滤膜过滤分离对废水进行净化，进一步除去COD、SS和氨氮，得到净化废水。

（9）三次电解

废水经过超滤装置处理后，出水由提升泵25提升至电解机c17处理，可进一步去除色度，并对废水进行杀菌消毒。

（10）脱盐

三次电解后的废水经供水泵29进入脱盐装置30，本实施例采用电容吸附去离子脱盐装置，分离得透析水和浓缩水，透析水进入再生水贮罐31，浓缩水则一部分通过管道回流至步骤（2）化学脱钙中的调节池3，剩余部分经排水渠18排放。 

（11）污泥处理

步骤（2）化学脱钙中的初沉池6、步骤（3）气浮中的气浮池9、步骤（4）厌氧处理中UASB厌氧池10、步骤（6）A/O处理中缺氧池12、好氧池13和二沉池14处理产生的污泥都通过管道进入污泥池20，然后经过污泥脱水装置21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3。

经过各工序处理后的效果如表9

表9 烟草薄片生产废水各处理工序处理后的效果

再生水水质指标经测定如表10所示。

表10 再生水的水质指标

序号	项目	单位	测定值	GB 5749-2006标准
					1	pH值	——	7.2	6.5~8.5
2	色度	倍	2	≤3
					3	化学需氧量CODCr	mg/L	≤5	≤5
4	溶解性总固体TDS	mg/L	130	150
					5	嗅	——	未检出	不得检出
6	浊度	NTU	≤1	≤1
					7	氨氮	mg/L	≤0.5	≤0.5
8	氧化还原电位	mV	≤300	300
					9	SS	mg/L	未检出

实施例4

100吨/日烟草薄片生产废水的处理及再生循环利用方法。

所述的烟草薄片生产废水水质指标经测定如表11所示。

表11 烟草薄片生产废水的水质指标

序号	项目	单位	测定值	序号	项目	单位	测定值
								1	CODC	mg/L	1500	5	色度	倍	1000
2	BOD5r	mg/L	600	6	Ca2+	mg/L	150
								3	SS	mg/L	700	7	水温	℃	45
4	pH值	——	6.0

（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1，池内设置粗格栅，对污水的中粗大的浮漂物进行隔离去除，以防止后续的处理设备堵塞，然后通过提升泵22，将烟草薄片生产废水提升至旋转细格栅机2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，废水经过化学脱钙处理。

（2）化学脱钙

除渣后的出水经管道先流入调节池3，再进入一级脱钙反应池4，经加药装置在搅拌下先加入900mg/LNaOH溶液调pH值至9.5，脱除假性硬度（碳酸氢盐）后，进入二级脱钙反应池5，加入800mg/L的Na₂CO₃调pH值至9.0，使碳酸根与钙镁离子反应生成碳酸盐沉淀，反应完全后进入初沉池6进行沉淀分离，沉淀时间为3小时，从而脱除烟草处理废水中的钙镁离子，去除率达66.7%，降低水的硬度，使得 Ca²⁺浓度小于 50 mg/L ，防止后续设备、设施因过高的Ca²⁺结垢；

（3） 气浮

初沉池6中的上清液经提升泵23泵入过滤装置7，本实施例采用离心机中，在5000转/分的转速下离心分离，得滤液和沉淀，滤液流入混凝池8，在搅拌条件下先加入8mg/L的PAC，最后加入2.5mg/L的阴离子聚苯烯酰胺（PAM），反应完全后进入气浮池9进行气浮分离，过滤沉淀和浮渣（即污泥）经过泵和管道送入污泥池20中，最后在污泥脱水装置21中进行过滤分离，气浮池9出水则经提升泵24泵入厌氧池10进行厌氧消化；

（4）厌氧处理

气浮池9出水经提升泵24提升进入UASB厌氧池10进行厌氧处理48小时，经过UASB厌氧池10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27收集后，净化后回收沼气于沼气贮气罐28；废水则进入步骤（5）。

（5）电解

UASB厌氧池10出水进入电解机a11进行电解，以脱除色度、臭，同时使废水中的难生化大分子化合物开环断链，变成可生化的小分子，进一步提高B/C值，改善后续生化处理的条件；电解机a11的相邻两电极间的电压为8V，电流密度为120mA/cm²。

（6）A/O处理

电解出水依次进入缺氧池12、好氧池13和二沉池14，且二沉池14的部分污泥通过回流泵回流至缺氧池12，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13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13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。

（7）二次电解

二沉池14出水再次进入电解机b15进行电解，使废水中难于生化的大分子有机物经过电解发生开环断链作用，转化为易于生化的小分子有机物，提高B/C；电解时相邻两电极间的电压为4V，电流密度为150mA/cm²。

（8）超滤处理

二次电解后的废水进入膜处理装置16，本实施例采用超滤装置，通过超滤膜过滤分离对废水进行净化，进一步除去COD、SS和氨氮，得到净化废水。

（9）三次电解

废水经过超滤装置处理后，出水由提升泵25提升至电解机c17处理，可进一步去除色度，并对废水进行杀菌消毒。

（10）脱盐

三次电解后的废水经供水泵29进入脱盐装置30，本实施例采用电渗析装置，分离得透析水和浓缩水，透析水进入再生水贮罐31，浓缩水则一部分通过管道回流至步骤（2）化学脱钙中的调节池3，剩余部分经排水渠18排放。 

（11）污泥处理

步骤（2）化学脱钙中的初沉池6、步骤（3）气浮中的气浮池9、步骤（4）厌氧处理中UASB厌氧池10、步骤（6）A/O处理中缺氧池12、好氧池13和二沉池14处理产生的污泥都通过管道进入污泥池20，然后经过污泥脱水装置21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3。

经过各工序处理后的效果如表12

表12 烟草薄片生产废水各处理工序处理后的效果

再生水水质指标经测定如表13所示。

表13 再生水的水质指标

序号	项目	单位	测定值	GB 5749-2006标准
					1	pH值	——	7.2	6.5~8.5
2	色度	倍	2	≤3
					3	化学需氧量CODCr	mg/L	≤5	≤5
4	溶解性总固体TDS	mg/L	130	150
					5	嗅	——	未检出	不得检出
6	浊度	NTU	≤1	≤1
					7	氨氮	mg/L	≤0.5	≤0.5
8	氧化还原电位	mV	≤300	300
					9	SS	mg/L	未检出

上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

Claims (7)

1.烟草薄片生产废水的处理及再生循环利用装置，其特征在于：包括机械粗格栅集水池、旋转细格栅机、调节池、一级脱钙反应池、二级脱钙反应池、初沉池、过滤装置、混凝池、气浮池、UASB厌氧池、电解机a、缺氧池、好氧池、二沉池、电解机b、膜处理装置或曝气生物滤池（BAF）、电解机c、供水泵、脱盐装置、再生水贮罐、污泥池、污泥脱水装置、事故池、气体收集装置和沼气贮气罐；

        所述机械粗格栅集水池的进口与烟草废水的出口联接，机械粗格栅集水池出水口与旋转细格栅机进水口联接，旋转细格栅机出水口与调节池进水口联接，调节池出水口与一级脱钙反应池进水口联接，一级脱钙反应池出水口与二级脱钙反应池进水口联接，二级脱钙反应池出水口与初沉池进水口联接，初沉池出水口与过滤装置的进口联接，过滤装置的出口与混凝池进水口联接，混凝池出水口与气浮池进水口联接，气浮池出水口与与UASB厌氧池进水口联接，UASB厌氧池出水口与电解机a进水口联接，电解机a出水口与缺氧池进水口联接，缺氧池出水口与好氧池进水口联接，好氧池出水口与二沉池进水口联接，二沉池出水口与电解机b进水口联接，电解机b出水口与膜处理装置的进水口或BAF进水口联接，膜处理装置的出水口或BAF出水口与电解机c进水口联接，电解机c出水口经供水泵与脱盐装置进水口联接，脱盐装置的透析水出口接再生水贮罐的进口，脱盐装置的浓缩水出口一路经管道回流至调节池，另一路与排水渠联接；事故池的进水口与烟草薄片生产废水的出口联接，事故池出水口与机械粗格栅集水池进水口联接；UASB厌氧池气体出口与气体收集装置进口联接，气体收集装置出口与二级脱钙反应池进水口联接，二级脱钙反应池的气体出口与沼气贮气罐进口联接；初沉池、UASB厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、膜处理装置/曝气生化滤池中的沉淀物和气浮池的浮渣出口都与污泥池进口联接，污泥池出口与污泥脱水装置进口联接；

    所述的过滤装置是离心过滤机、真空过滤机或压滤机的一种；所述膜处理装置是MBR装置或超滤装置的一种；所述脱盐装置是反渗透系统、纳滤系统、电渗析或电容吸附去离子系统的一种。

2.如权利要求1所述的烟草薄片生产废水的处理及再生循环利用装置，其特征在于：所述混凝池带有配药系统和加药系统。

3.如权利要求1所述的烟草薄片生产废水的处理及再生循环利用装置，其特征在于：所述电解机a、电解机b和电解机c均设有电源和电解槽；所述电解槽内的电极为石墨、钛、铁、铝、锌、铜、铅、镍、钼、铬、合金和纳米催化惰性电极中的一种。

4.如权利要求1所述的烟草薄片生产废水的处理及再生循环利用装置，其特征在于：所述MBR装置的膜组件为中空纤维膜组件或平板膜组件的一种；中空纤维膜组件为聚偏氟乙烯中空纤维膜组件、聚丙烯中空纤维膜组件、聚砜中空纤维膜组件、聚醚砜组件、聚丙烯腈组件和聚氯乙烯中空纤维膜组件中的一种，膜孔径为0.10～0.2μm。

5.如权利要求1所述的烟草薄片生产废水的处理及再生循环利用装置，其特征在于：所述超滤装置为浸没式超滤、柱式超滤、管式超滤、卷式超滤或板式超滤的一种，截留分子量为1000～100000MWCO。

6.如权利要求1所述的烟草薄片生产废水的处理及再生循环利用装置，其特征在于：所述反渗透系统中的反渗透膜组件为卷式膜组件，膜材料为有机膜中醋酸纤维膜或复合膜，膜材料的截留分子量为50～200MWCO。

7.如权利要求1所述的烟草薄片生产废水的处理及再生循环利用装置，其特征在于：所述纳滤系统中的纳滤膜组件为管式膜组件、卷式膜组件或平板膜组件的一种。

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