一種分子分離技術(shù)系統(tǒng)及其深度處理煙草薄片廢水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，具體涉及一種分子分離技術(shù)系統(tǒng)及其深度處理煙草薄片廢水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著造紙法煙草薄片技術(shù)的引入，煙草的產(chǎn)量得到大幅度的增長，與此同時，煙草廢水的產(chǎn)生量也大大增加，達(dá)到50?70m3/t煙草薄片。煙草薄片廢水中含有纖維素、半纖維、木素、有機(jī)溶出物及許多難被降解的有機(jī)物，因此具有量大、顏色深、成分波動大的特點(diǎn)。
[0003]《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB3544-2008)的頒布實(shí)施，對煙草行業(yè)廢水的排放提出了更嚴(yán)格的要求。因此，煙草薄片廢水必須經(jīng)過嚴(yán)格的達(dá)標(biāo)處理后才能排放到水體中。
[0004]目前，國內(nèi)外對于造紙法煙草薄片廢水處理通常采用制漿造紙廢水的處理方法，如物理化學(xué)法、生物化學(xué)法和高級氧化法等。但這些方法普遍存在成本較高，操作和運(yùn)行管理復(fù)雜，對有毒和難降解的有機(jī)物通常不能徹底降解，甚至還有二次污染產(chǎn)生等問題，因此，全面嘗試新的治水理念勢在必行，尋找新的高效環(huán)保節(jié)能的煙草薄片廢水處理方法十分重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種運(yùn)行費(fèi)用低、占地面積小、處理效果好的分子分離技術(shù)系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供一種應(yīng)用上述系統(tǒng)深度處理煙草薄片廢水的方法。該方法用于處理煙草行業(yè)排放的造紙法煙草薄片廢水，處理成本較低，煙草薄片廢水經(jīng)處理后，各種污染物的含量顯著降低，能達(dá)到國家和地方規(guī)定的新的排放標(biāo)準(zhǔn)，同時也能滿足環(huán)保的新要求。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]—種分子分離技術(shù)的系統(tǒng)，包括依次連接的水栗、預(yù)處理機(jī)構(gòu)、電解池和電源機(jī)構(gòu);所述電解池包括電解腔、超聲裝置、陽極管和陰極管，所述超聲裝置安裝于電解腔底部；所述預(yù)處理機(jī)構(gòu)包括依次連接的溫度控制器、pH過程自動控制器、網(wǎng)絡(luò)流量控制器和離子濃度控制器，所述溫度控制器與水栗連接，所述離子濃度控制器與電解池連接。
[0009 ]專利申請“一種分子分離技術(shù)深度處理含氯造紙廢水系統(tǒng)及方法”(201510540679.8)提出了分子技術(shù)的處理方法，但該申請公開的系統(tǒng)主要是基于處理含氯造紙廢水所設(shè)計(jì)，用于處理煙草薄片廢水還是存在處理效果不理想的問題，本發(fā)明在原有系統(tǒng)上有所改進(jìn)，設(shè)計(jì)有超聲裝置，使得深度處理過程具有協(xié)同增效的作用，經(jīng)過創(chuàng)新改進(jìn)后，效果顯著增強(qiáng)。
[0010]所述陰極管安裝于陽極管的管腔內(nèi)，陰極管與陽極管同軸設(shè)置;所述陽極管采用鐵制成，陰極管采用不銹鋼板制成。
[0011 ]所述水栗通過管道與溫度控制器連接，所述管道設(shè)有閥門和流量計(jì)，且所述閥門和流量計(jì)自廢水流動的方向依次分布。
[0012]所述的預(yù)處理機(jī)構(gòu)還包括LCD顯示屏，所述溫度控制器、pH過程自動控制器、網(wǎng)絡(luò)流量控制器和離子濃度控制器均與LCD顯示屏連接。
[0013]所述電源機(jī)構(gòu)包括依次連接的變壓器、整流二極管、濾波電容和集成穩(wěn)壓器，所述變壓器與陰極管連接，所述集成穩(wěn)壓器與陽極管連接。
[0014]一種應(yīng)用上述分子分離技術(shù)系統(tǒng)深度處理煙草薄片廢水的方法，包括以下步驟:
[0015](I)煙草薄片廢水通過水栗抽取后，進(jìn)入預(yù)處理機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)煙草薄片廢水的溫度為25?30°C、酸堿度pH為6.0?7.0、水流速為0.5?1.0m/s、金屬離子的濃度為I.0?1.8mg/L;
[0016](2)步驟(I)預(yù)處理后的煙草薄片廢水進(jìn)入電解池中，此廢水在超聲波空化作用下通過陰極管和陽極管進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生一系列多核羥基絡(luò)合分子和Fe(OH)n分子，該類分子絮聚絡(luò)合形成了三維的分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對廢水中的雜質(zhì)進(jìn)行截留圍困，形成絮狀物，最后絮狀物自雜質(zhì)分離口流出，而處理過的水從出水口流出，廢水在電解池中的停留時間為20?25min，電壓為200?220V。
[0017]步驟(I)所述的煙草薄片廢水為造紙法煙草薄片公司生化處理后的煙草薄片廢水，CODcr的含量為300?350mg/L，色度為400?500倍，pH為5.0?6.0。
[0018]步驟(2)所述的電解池，該電解池中的電解腔的容積為3.6L;電極接觸面積30cm2;電極極距為12mm。
[0019]本發(fā)明的實(shí)質(zhì)是利用分子分離的技術(shù)來處理煙草薄片廢水，其原理為:利用一個電解池在預(yù)處理機(jī)構(gòu)的調(diào)控下將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，陰陽兩極分別發(fā)生氧化還原反應(yīng)，陽極Fe產(chǎn)生的陽離子Fen+在溶液中水解、聚合生成一系列多核羥基絡(luò)合分子和Fe(OH)n分子，這類新生態(tài)分子活性高、吸附能力強(qiáng)，同時它們之間絮聚絡(luò)合創(chuàng)建了一個三維的分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，類似分子篩的功能，這種三維的分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能使純凈的水分子通過，然而所有其它離子、分子、病毒、細(xì)菌等雜質(zhì)都被截留困住，分離成絮狀物，最后以固體形式排出，通過這種方式煙草薄片廢水得以凈化深度處理。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0021](I)本發(fā)明處理系統(tǒng)緊湊，設(shè)備占用體積小，適用于很多場所的操作。該系統(tǒng)利用的是電能，電解池系統(tǒng)與直流電源相連，由電源提供能量，因此清潔環(huán)保，只需要很少的能量去分離雜質(zhì)，成本大大降低。
[0022](2)本發(fā)明處理系統(tǒng)及方法利用的是分子技術(shù)，生產(chǎn)出來的是純凈水和固體物，而不是簡單的水處理和泥漿，沒有傳統(tǒng)的污泥產(chǎn)生，無二次污染，處理后的廢水能達(dá)到《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB3544-2008)和最新環(huán)保法規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
[0023](3)本發(fā)明處理方法中電解腔中安裝有超聲裝置，超聲波在電化學(xué)系統(tǒng)中通過超聲能量對電極界面產(chǎn)生擾動，從而使電極表面不斷得到清潔，使電極附近的金屬離子持續(xù)得到更新，能保持電極的活性，阻止電極鈍化的發(fā)生，因?yàn)槟苎娱L其使用壽命。
[0024](4)本發(fā)明處理方法中的超聲裝置所產(chǎn)生的超聲波能引起水分解產(chǎn)生.H和.0H，這些自由基能斷裂廢水中的有機(jī)污染物分子鏈，也能進(jìn)行自由基的氧化還原反應(yīng)，對分子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)深度處理煙草薄片廢水具有協(xié)同增效的作用。
[0025](5)本發(fā)明處理方法中鐵各種價態(tài)羥基絡(luò)合物構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對有毒且難以生化處理的多環(huán)芳香族族鹵素化合物等有很好的去除效果，可以將有機(jī)物完全礦化或者降解為小分子，為廢水的深度處理提供了新思路和有效方法。
[0026]采用本發(fā)明的分子分離技術(shù)系統(tǒng)處理煙草薄片廢水(CODcr為300?350mg/L，色度為400?500倍)，⑶Dcr去除率在98%以上，色度去除率達(dá)到99%以上。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明一種分子分尚技術(shù)系統(tǒng)的不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例1-6通過一種分子分離技術(shù)系統(tǒng)來深度處理煙草薄片廢水，該系統(tǒng)如圖1所示，包括依次連接的水栗1、預(yù)處理機(jī)構(gòu)5、電解池8和電源機(jī)構(gòu)7;所述電解池8包括電解腔、超聲裝置6、陽極管、陰極管，所述陰極管安裝于陽極管的管腔內(nèi)；所述超聲裝置6安裝于電解腔底部;所述陽極管和陰極管均與電源機(jī)構(gòu)7連接;所述的陰極管與陽極管同軸設(shè)置，所述陽極管采用鐵制成、陰極管采用不銹鋼板制成。所述預(yù)處理機(jī)構(gòu)5包括依次連接的溫度控制器、PH過程自動控制器、網(wǎng)絡(luò)流量控制器和離子濃度控制器，所述溫度控制器與水栗I連接，所述離子濃度控制器與電解池8連接。本發(fā)明通過利用電解池8在預(yù)處理機(jī)構(gòu)5調(diào)控下將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，陰陽兩極分別發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生了一系列多核羥基絡(luò)合分子和Fe(OH)n分子，這類分子絮聚絡(luò)合創(chuàng)建了一個三維的分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，類似分子篩的功能，這種三維的分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能使純凈的水分子通過，然而所有其它離子、分子、病毒、細(xì)菌等雜質(zhì)都被截留困住，分離成絮狀物，最后以固體形式排出，通過這種方式廢水得以凈化處理，雜質(zhì)被分離。
[0030]所述電源機(jī)構(gòu)包括依次連接的變壓器、整流二極管、濾波電容和集成穩(wěn)壓器，所述變壓器與陰極管連接，所述集成穩(wěn)壓器與陽極管連接。
[0031]所述水栗I通過管道與溫度控制器連接，所述管道設(shè)有閥門2和流量計(jì)3，且所述閥門2和流量計(jì)3自廢水流動的方向依次分布。
[0032]所述的預(yù)處理機(jī)構(gòu)還包括LCD顯示屏，所述溫度控制器、pH過程自動控制器、網(wǎng)絡(luò)流量控制器和離子濃度控制器均與LCD顯示屏連接。
[0033]所述電解池8設(shè)有出水口 9和雜質(zhì)分離口 10，所述預(yù)處理機(jī)構(gòu)5設(shè)有進(jìn)水口 4。處理廢水時，廢水通過水栗抽取后，通過閥門2、流量計(jì)3，通過進(jìn)水口 4進(jìn)入預(yù)處理機(jī)構(gòu)5，調(diào)節(jié)廢水的溫度控制在25?30°C、酸堿度pH為6.0?7.0、水流速為0.5?1.0m/s、金屬離子的濃度控制在1.0?1.8mg/L;預(yù)處理后的廢水進(jìn)入電解池8中，此廢水在超聲波空化作用下通過陰極管和陽極管進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生一系列多核羥基絡(luò)合分子和Fe(OH)n分子，這類分子之間絮聚絡(luò)合形成了三維的分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對廢水中的雜質(zhì)進(jìn)行截留圍困，形成絮狀物，最后絮狀物自雜質(zhì)分離口 10流出，而處理過的水從出水口 9流出，廢水在電解池8中的停留時間為20?25min，電壓為200?220V。
[0034]對比例I
[0035]通過現(xiàn)有普通電解技術(shù)處理煙草薄片廢水的方法，具體步驟如下:
[0036]煙草薄片廢水先用稀堿調(diào)節(jié)至pH為6.0?7.0，然后進(jìn)入電解池反應(yīng)器進(jìn)行電解處理，電解池的正極由鐵構(gòu)成，負(fù)極由石墨構(gòu)成，廢水在電解池反應(yīng)器中停留2.5?3.5小時，溫度控制在25°C，在電解反應(yīng)器中，廢水中的懸浮性物質(zhì)及部分COD和色度被去除。
[0037]本對比例的廢水為某造紙法煙草薄片公司生化處理后的煙草薄片廢水(CODcr為300?350mg/L，色度為400?500倍)，結(jié)果顯示⑶Dcr的去除率為64.3%，色度的去除率為59.7%。
[0038]對比例2
[0039]現(xiàn)有沒有設(shè)計(jì)超聲裝置的分離技術(shù)系統(tǒng)(申請?zhí)?01510540679.8的專利申請中公開的系統(tǒng))處理煙草薄片廢水的方法，具體步驟如下:
[0040](I)煙草薄片廢水通過水栗抽取后，進(jìn)入預(yù)處理機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)煙草薄片廢水的溫度控制在25°C、酸堿度pH為6.0、水流速為0.5m/s、金屬離子的濃度控制在1.0mg/L之內(nèi)。
[0041](2)步驟(I)預(yù)處理后的煙草薄片廢水進(jìn)入電解池中，此煙草薄片廢水通過陰極管和陽極管進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生一系列多核羥基絡(luò)合分子和Fe(OH)n分子，這類分子之間絮聚絡(luò)合形成了三維的分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對廢水中的雜質(zhì)進(jìn)行截留圍困，形成絮狀物，最后絮狀物自雜質(zhì)分離出口流出，而處理過的水從出水口流出；廢水在電解池中的停留時間為20min，電壓為200V。
[0042]本對比例的廢水為某造紙法煙草薄片公司生化