造纸法再造烟叶废水的处理研究_陈正春

目前，国内外对于造纸法再造烟叶废水处理 的工ห้องสมุดไป่ตู้研究还较少，通常采用与制浆造纸废水相 同的处理方法，如物理化学法、生物化学法和深度 处理法等［6］。
1 物理化学法
造纸法 再 造 烟 叶 废 水 中 含 有 大 量 的 悬 浮 物
（ 细小纤维、碎烟丝烟末以及一些胶体物质） 会极 大的影响生化处理效果，因此，生化处理前先采用 物理或者物化法去除悬浮物。目前，烟草企业采 用较多的过滤设备有过滤机、筛网（ 斜筛） 及格栅 等，其投资成本低、运行动力能耗小，不但能够初 步净化废水还能回收细小纤维［6］。
3 深度处理法
随着制 浆 造 纸 废 水 深 度 处 理 技 术 的 逐 渐 成 熟，现已有研究者将该技术用于处理造纸法再造 烟叶的废水。
周国华等［22］ 探 讨 了 组 合 的 膜 技 术 工 艺 处 理 造纸法制造再造烟叶抄造废水的研究，采用废水 →预处理→微滤膜处理→纳滤膜处理→反渗透工 艺处理后 的 废 水 可 以 回 用 于 生 产。 莫 立 焕 等［23］
物理化学方法能有效地降低再造烟叶废水预 处理阶段的废水污染程度，提高后续生化处理效 率，但容易产生二次污染。
2 生化处理法
造纸法再造烟叶废水中主要含有纤维素、多 糖酸（ 半纤维素的部分水解产物） 和一些低碳酸 等有机 物，可 生 化 性 能 较 好［4］。 与 物 理、化 学 方 法相比，生化处理法有利于环境友好、资源节约及 能源的可持续利用。目前，国内一些再造烟叶生 产线建设的废水处理工程，存在着运行成本高、处 理系统不稳定、处理后的废水不能达标等问题，这 是由于生产线的工艺设计不合理产生的［16］。
2. 2 好氧生化处理法 在有氧气存在的条件下，利用好氧微生物使废
水中有机物降解的处理法称为好氧生化处理法，可 分为活性污泥法和生物膜法两大类。常用的活性污 泥法有间歇式活性污泥法（ SBＲ） 、HCＲ 法。邱晔 等［18］设计了“混凝 + 生化 + 脱色”三级处理工艺处 理再造烟叶废水，该工艺处理费用较低，出水可达到 排放标准。唐向兵等［19］为加强好氧处理过程，对气 浮设备改造升级，几个月的稳定运行后，出水完全能 达到造纸工业水污染排放二级排放标准。
2014 年 08 月 第 41 卷第 4 期
云南化工 Yunnan Chemical Technology
doi： 12． 3969 / j． issn． 1004-275X． 2014． 04． 007
Aug． 2014 Vol． 41，No． 4
造纸法再造烟叶废水的处理研究
陈正春1 ，李 军3 ，冯文超2，3 ，冀雅文2，3 ，朱红琴2，3 ，刘旭强2，3
（ 1． 云南中烟再造烟叶有限责任公司，云南 昆明 650106； 2． 昆明理工大学 化学工程学院，云南 昆明 650500；
3． 云南瑞升烟草技术（ 集团） 有限公司，云南 昆明 650106）
摘 要： 从物理化学法、生物化学法和深度处理法 3 个方面总结了国内对造纸法再造烟叶废水 的处理研究进展。
收稿： 2014-01-10 基金项目： 中国烟草总公司资助项目（ 110201201020（ ZZ － 01） ） “云南昆明造纸法再造烟叶生产线技术升级”。 作者简介： 陈正春（ 1975 － ） ，男，主要从事分析检测、质量管理。 * 通信联系人： 冯文超，男，硕士研究生，主要从事精细化学品方面研究。Email： fengwenchao@ gmail． com
生化处理法可分为厌氧生化处理法、好氧生 化处理法及厌氧 － 好氧生化处理法。
2. 1 厌氧生化处理法 在缺氧条件下，利用厌氧微生物或者兼性厌氧
微生物将复杂有机物降解为小分子有机酸、醇类等 物质，并且释放甲烷、二氧化碳、硫化氢和氨气的处
理法为厌氧生化处理法。侯轶等［17］认为微生物降 解烟碱的过程中可能发生协同降解，并因此提出了 通过反硝化反应强化厌氧过程中烟碱降解的思路， 结果表明废水中烟碱生物降解作用显著。
目前，国内外对再造烟叶废水深度处理技术 的研究较少，尤其是高效处理技术研究更少。考 虑到造纸法再造烟叶废水与制浆造纸废水的共 性，可以参考制浆造纸废水深度处理技术对再造 烟叶废水进行深度处理。
4 结语
造纸法再造烟叶现已成为烟草行业不可缺少 的主要原料之一，生产过程中产生的大量高色度 的废水给环境带来严重的污染问题。造纸法再造 烟叶废水的处理必须同时兼顾到经济性、有效性 和合理性，物理化学处理方法易带来二次污染，相 比之下，生物处理技术优势明显，未来将成为造纸 法再造烟叶废水处理的一个重要研究方向。
此外，薛长森等［16］针对以上各研究围绕对污 水化学需氧量（ COD） 和生物需氧量（ BOD） 降低的 方面，从筛选高效再造烟叶废水脱色微生物方面入 手，同时研究环境因素对微生物菌群废水脱色的影 响，确定了最佳脱色条件，效果明显，为再造烟叶生 产废水的高效处理提供理论和实践依据。
对于造纸法再造烟叶高浓有机废水的处理， 应联合使用厌氧处理法和好氧处理法的优点，以 达到最佳处理效果。
2. 3 厌氧 － 好氧生化处理法
厌氧生化 处 理 法 出 水 往 往 难 以 达 到 排 放 要 求，需进一步处理。好氧生化处理法占地面积大、 运行成本高。梅荣武等［20］以气浮 － 厌氧 － 缺氧 － 好氧为主体的工艺处理后的废水，出水 COD ＜ 400 mg / L，达到了二类污染物的三级排放标准，栅 渣与浮渣 均 全 部 回 用 于 生 产。 李 友 明 等［21］ 建 立 了混凝 － 厌氧 － 好氧 － 深度处理系统处理造纸法 再造烟 叶 生 产 废 水，结 果 表 明，在 最 佳 工 艺 下， COD 的降低率、COD、BOD5 、SS 和色度等各项出 水指标均优于目前的处理系统。
2014 年第 4 期
陈正春等: 造纸法再造烟叶废水的处理研究
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作用 机 理，试 验 表 明，煤 渣 与 混 凝 剂 聚 合 氯 化 铝 （ PAC） 联用可提高废水处理效果。王义等［11］成 功研制出一套光催化处理设备，结合自制的介孔 TiO2 材料 对 高 浓 度 再 造 烟 叶 废 水 进 行 了 处 理， COD 可降低 99% 以上，为实现高浓度再造烟叶废 水的规模 化 处 理 提 供 了 技 术 支 持。 唐 向 阳 等［12］ 利用纳米气泡独有的良好气浮效果，将微纳米曝 气和气浮工艺相结合，以壳聚糖为絮凝剂，成功地 将废水中的 COD、SS、氨氮的浓度降低至生产回 用标准。王玉峰等［13］以聚合氯化铝（ PAC） 及聚 合硫酸铁（ PFS） 为混凝剂，聚丙烯酰胺（ PAM） 为 助凝剂，对造纸法再造烟叶废水进行混凝处理，结 果表明，PAC 对 COD、氨氮和悬浮物有较高的去 除率，且脱色效果更好； PAC 处理后的废水没有 产生残留铝，而且能大幅度地去除原水中的铝，有 机物也能有明显去除； 同时，建立了 COD 和色度 去除率的响应面方程，并求出了 COD 和色度降低 率同时达到最大值的解； 利用该方程预测的值与 实验值相符，模型可信度高，为再造烟叶废水絮凝 处理的参 数 优 化 提 供 了 一 定 的 理 论 依 据［14］。 莫 立焕等［15］通过热重和 X － 射线衍射分析了凹凸 棒土结构的 变 化，对 煅 烧 温 度、煅 烧 时 间、pH、用 量及反应时间等因素进行单因素实验，并得出了 降低 COD、色度较为理想条件。
黄申元［7］将一种特殊多元催化 剂 固 化 于 填 料表面，使其与废水中许多组分发生氧化还原作 用，在适宜的工艺参数条件下，用催化微电解 － 沉 淀或气浮法降低 COD，取得了非常明显的效果。 孙德平等［8］自制了 Ca － Mg 复合凝聚剂，对造纸 法再造烟叶的废水进行了高效固 － 液分离。该法 降低了废水 70% 以上的 COD，大大降低了后续生 化处理负荷，而且，分离后获得的污泥固体含有丰 富的烟碱类物质，可用作生物源杀虫剂的活性成 份或粉状杀虫剂的载附剂。因此，该法充分利用 了资源，具有一定的实用价值。高洋［9］研究了电 絮凝、电化学氧化及电絮凝 － 电化学氧化耦合处 理再造烟叶废水的影响因素、最佳处理条件及不 同处理方法对废水可生化性改进的程度和处理成 本，并通过气质联用（ GC － MS） 分析了处理前后 废水中有机污染物的变化情况，探讨了不同处理 技术对再造烟叶废水中污染物的去除机理。陈昭 毅等［10］探讨了 煤 渣 处 理 造 纸 法 再 造 烟 叶 废 水 的
［7］ 黄申元． 催化微电解预处理再造烟叶生产废水试 验研究［J］． 能源与环境，2007（ 04） ： 91 － 92．
［8］ 孙德平，胡丽军，王云祥，等． Ca － Mg 系复合凝聚
剂富集分离造纸法再造烟叶废水处理及资源化研 究［J］． 武汉科技学院学报，2010（ 02） ： 53 － 56． ［9］ 高洋． 电化学法改善再造烟叶废水可生化性的研 究［D］． 杭州： 浙江工商大学，2011． ［10］ 陈昭毅，施建在，黄申元． COD、色度检测在絮凝 沉降 / 煤渣处理再造烟叶造纸废水中的应用［J］． 福建分析测试，2012（ 02） ： 52 － 55． ［11］ 王义，赵奂，王福芝，等． 光催化技术处理高浓再 造烟叶废水： 第十三届全国太阳能光化学与光催 化学术会议，中国湖北武汉，2012［C］． ［12］ 唐向阳，陆彦兵，杨斌，等． 微纳米气浮处理造纸 法再造烟叶废水试验研 究［J］． 新 技 术 新 工 艺， 2012（ 09） ： 49 － 50． ［13］ 王玉峰，陈克复，莫立焕，等． 造纸法再造烟叶废水 混凝预处理研究［J］． 中国造纸，2012（ 02） ： 35 － 39． ［14］ 王玉峰，陈克复，莫立焕，等． 响应面法优化絮凝 处理造纸法再造烟叶废水［J］． 中华纸业，2013 （ 02） ： 34 － 39． ［15］ 莫立焕，鲁礼成，徐峻，等． 凹凸棒土热改性对造 纸法再造烟叶废水处理 的 研 究［J］． 纸 和 造 纸， 2013（ 06） ： 68 － 71． ［16］ 薛长森，迟建国，徐利，等． 微生物法降低再造烟 叶生 产 污 水 色 度 的 研 究［J］． 广 州 化 学，2013 （ 01） ： 41 － 48． ［17］ 侯轶，李友明，胡松青． 再造烟叶生产废水中烟 碱的厌氧降解及反硝化强化［J］． 农业工程学报， 2009（ 09） ： 264 － 268． ［18］ 邱晔，胡群，陈辉敏，等． 再造烟叶生产废水处理 研究［J］． 工业水处理，2006（ 03） ： 23 － 25． ［19］ 唐向兵，胡德武，胡丽军，等． 造纸法再造烟叶生 产废水处理技术优化改造［J］． 武汉工程大学学 报，2010（ 01） ： 78 － 80． ［20］ 梅荣武，陈云． 再造烟叶生产废水的处理与综合 利用［J］． 中国给水排水，2004（ 09） ： 75 － 77． ［21］ 李友明，陈元彩，陈中豪，等． 处理造纸法再造烟 叶生产废水的试验研究［J］． 中国给水排水，2008 （ 03） ： 53 － 55． ［22］ 周国华，万端极，张学军，等． 膜技术处理再造烟 叶抄造废水研究［J］． 化学工程师，2009（ 05） ： 31