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(1.昆明理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,云南昆明，650093；2.云南中煙再造煙葉有限責(zé)任公司,云南昆明，650106)

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·廢水處理·

造紙法再造煙葉廢水處理與回用技術(shù)研究進(jìn)展

曹恩豪1李軍1胡勁1檀校1張維鈞1關(guān)平2于開(kāi)平2,*

(1.昆明理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,云南昆明，650093；2.云南中煙再造煙葉有限責(zé)任公司,云南昆明，650106)

為實(shí)現(xiàn)煙草行業(yè)節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)的發(fā)展和規(guī)劃要求,國(guó)內(nèi)造紙法再造煙葉企業(yè)根據(jù)企業(yè)所處地區(qū)廢水處理的現(xiàn)狀、自身廢水的性質(zhì)特點(diǎn),通過(guò)廢水分類及排放情況研究,有針對(duì)性開(kāi)發(fā)廢水處理與回用技術(shù),降低水耗,以期實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)廢水零排放。本文綜述了造紙法再造煙葉廢水處理與回用主要技術(shù)現(xiàn)狀,主要處理技術(shù),并對(duì)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

造紙法再造煙葉；廢水處理；廢水回用；工藝介紹

(*E-mail: ynykp@126.com)

再造煙葉,又名煙草薄片,是利用煙末、煙梗、碎煙片等煙草物質(zhì)為原料采用造紙法制成片狀的再生產(chǎn)品,是煙草工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的綜合利用產(chǎn)物,用作卷煙填充料[1]。由于采用了傳統(tǒng)造紙法抄造成形技術(shù),每生產(chǎn)1 t再造煙葉產(chǎn)品約產(chǎn)生30～60 t廢水[2]。造紙法再造煙葉生產(chǎn)的廢水排放量大、成分復(fù)雜、色度高、化學(xué)需氧量高、纖維懸浮物多、濃度波動(dòng)較大,屬于難處理的高濃度有機(jī)廢水[3]。從國(guó)內(nèi)外的文獻(xiàn)調(diào)研及相關(guān)國(guó)外考察情況來(lái)看,國(guó)內(nèi)外對(duì)造紙法再造煙葉的高濃廢水處理研究尚處于起步階段,可供借鑒的研究思想、研究技術(shù)與方法較少；對(duì)中低濃廢水(如抄造濃白水)的生化處理工藝研究相對(duì)成熟,實(shí)際運(yùn)行處理后基本能夠達(dá)到現(xiàn)行的廢水排放標(biāo)準(zhǔn),表1對(duì)比了國(guó)內(nèi)外不同再造煙葉企業(yè)廢水處理方式。

國(guó)外對(duì)造紙法再造煙葉生產(chǎn)過(guò)程的外排廢水，只是簡(jiǎn)單回收纖維后排入市政污水管網(wǎng)由大型污水處理廠集中處理；而國(guó)內(nèi)各地區(qū)的市政污水集中處理設(shè)施還不完善,技術(shù)水平尚不能滿足要求,不同企業(yè)根據(jù)自己實(shí)際情況,采取自行處理的方式,歸納起來(lái),基本先根據(jù)廢水特性及排放特點(diǎn)對(duì)廢水進(jìn)行分類,然后對(duì)高濃廢水、中低濃水分別進(jìn)行處理。本文總結(jié)了國(guó)內(nèi)再造煙葉生產(chǎn)廢水的分類與排放情況、高濃廢水處理技術(shù)與中低濃廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展,分析了再造煙葉生產(chǎn)廢水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),指出開(kāi)發(fā)一套科學(xué)完善的再造煙葉生產(chǎn)廢水處理技術(shù)體系,實(shí)現(xiàn)源頭治污、節(jié)能減排、資源合理回收利用,將是保證國(guó)內(nèi)再造煙葉企業(yè)實(shí)現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

表1　國(guó)內(nèi)外再造煙葉廢水處理方式對(duì)比

1　廢水的分類與排放情況

造紙法再造煙葉生產(chǎn)工藝及不同廢水來(lái)源如圖1所示。根據(jù)廢水特性及排放特點(diǎn),再造煙葉生產(chǎn)過(guò)程排放的廢水可分為高濃廢水、中濃廢水、低濃廢水共三類。高濃廢水是再造煙葉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含有大量煙草有機(jī)物的廢水，主要來(lái)源于兩部分,一是梗原料提取后的提取液不能完全用于涂布液而產(chǎn)生的富余梗提取液；二是梗、葉提取液在濃縮前通過(guò)沉降凈化處理的廢液。高濃廢水富含大量的蛋白質(zhì)、糖分、色素、果膠及煙堿等煙草有機(jī)物,因而這部分廢水表現(xiàn)出較高的化學(xué)需氧量(COD)和色度,具有排放不規(guī)律、排放水量較小、污染物COD指標(biāo)排放量較高、色度高、溫度高等特點(diǎn)。中濃廢水是再造煙葉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生高濃廢水以外的工藝過(guò)程外排的廢水，主要來(lái)源為片基抄造過(guò)程中產(chǎn)生的濃白水。中濃廢水具有連續(xù)排放、排放水量較大、COD指標(biāo)排放量較低、懸浮物含量較高、以及色度高等特點(diǎn)。低濃廢水是再造煙葉生產(chǎn)過(guò)程中用于提取液濃縮蒸發(fā)產(chǎn)生的冷凝水和部分清洗過(guò)程產(chǎn)生的廢水，其中,冷凝水具有連續(xù)排放、COD指標(biāo)排放量低的特點(diǎn),清洗廢水排放量與清洗頻率相關(guān)、排放量較小的特點(diǎn)。

造紙法再造煙葉廢水水質(zhì)隨再造煙葉產(chǎn)品類型和品種的不同而波動(dòng)很大,不同類型廢水的主要特性指標(biāo)如表2所示。從表2可以看出,高濃廢水(富余提取液)呈酸性,CODCr、BOD5、總磷、總氮、氨氮、磷酸根以及電導(dǎo)率最高；中濃廢水(抄造濃白水)的CODCr、BOD5、總磷、總氮、氨氮、磷酸根以及電導(dǎo)率居中,Ca2+含量較高,這是由于抄造過(guò)程中碳酸鈣流失導(dǎo)致的；低濃廢水(冷凝水)呈堿性,各項(xiàng)指標(biāo)均較低。

三類廢水排放情況如表3所示。從表3可以看出,在每噸產(chǎn)品排放的廢水中,高濃廢水排放量較少,約占2.7%,但由于其具有非常高的TCOD值,其排放TCOD占比也較高,約占36.0%；中濃廢水排放量最高,約占78.5%,其TCOD值相對(duì)高濃廢水較低,但由于其排放量大,其排放TCOD的總量最高,約占62.3%；低濃廢水排放量約占18.8%,但由于本身TCOD值較小,其對(duì)于日排放TCOD總量的貢獻(xiàn)較小,約占1.7%。針對(duì)不同類型的廢水,采用不同的處理技術(shù),做到精細(xì)化處理,其中高濃廢水處理主要以資源化綜合利用為主,中低濃廢水(白水、冷凝水和冷卻水)以回用處理為主；與此同時(shí),為滿足廢水排放標(biāo)準(zhǔn),開(kāi)展了多種深度處理技術(shù)研究。圖2為中國(guó)煙草總公司科技重大專項(xiàng)“污水的深度處理與生產(chǎn)廢棄物處理及回收利用技術(shù)研究”完成后,造紙法再造煙葉廢水處理工藝。

表2　不同類型廢水水質(zhì)分析

表3　噸產(chǎn)品廢水排放情況

圖2　造紙法再造煙葉廢水處理工藝

2　高濃廢水的處理技術(shù)

目前國(guó)外對(duì)造紙法再造煙葉生產(chǎn)過(guò)程外排高濃廢水，只是簡(jiǎn)單回收纖維后排入市政污水管網(wǎng)由大型污水處理廠集中處理,而國(guó)內(nèi)各地區(qū)的市政污水集中處理設(shè)施還不完善,更多采取自行處理的方式。但由于高濃廢水COD含量較高、色度高、溫度高等特點(diǎn),導(dǎo)致廢水處理系統(tǒng)負(fù)荷大,處理效果不好等問(wèn)題,因此,另辟蹊徑處理高濃廢水是處理好再造煙葉生產(chǎn)廢水的關(guān)鍵。余紅濤等人[4]公開(kāi)了一種片基涂布率高且可高車速運(yùn)行的再造煙葉高涂布率涂布機(jī),克服了現(xiàn)有技術(shù)再造煙葉涂布率低的不足。該涂布機(jī)經(jīng)生產(chǎn)試驗(yàn)證明,應(yīng)用效果良好,涂布率高,運(yùn)行穩(wěn)定,大大提高生產(chǎn)效率,從源頭上減少了高濃廢水的排放。王焰等人[5]公開(kāi)了一套涂布率可調(diào)可控的再造煙葉涂布系統(tǒng),該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理緊湊,運(yùn)行穩(wěn)定性高、控制精度高、調(diào)節(jié)能力強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)捷,可對(duì)涂布液的黏度、溫度、液位、密度、水分進(jìn)行精確控制,克服了國(guó)內(nèi)再造煙葉涂布加工系統(tǒng)自動(dòng)控制水平低的缺陷,提高了涂布質(zhì)量穩(wěn)定性和涂布率,從源頭上減少了高濃廢水的排放。張克娟等人[6]通過(guò)在涂布液中添加硅藻土,不僅改善了再造煙葉產(chǎn)品品質(zhì),還提高了涂布率,加大涂布液耗量,從而增加梗膏、葉膏的用量,從源頭上減少了高濃廢水的排放,同時(shí)減輕了廢水處理系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷。余紅濤等人[7]公開(kāi)了一種提取液處理工藝,該工藝將提取液沉降處理后的外排高濃廢水收集,通過(guò)離心分離處理,離心分離產(chǎn)生的固形物作為有機(jī)肥生產(chǎn)原料進(jìn)行再利用,離心分離清液與沉降處理上清液混合,獲得潔凈提取液,從綜合利用上減少了高濃廢水的排放,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了資源化利用。經(jīng)過(guò)回收的固廢棄物不但消除了廢棄物的二次污染,而且制成的生物有機(jī)肥料成本低、肥效好，相對(duì)于單純使用化肥更有利于改良土壤結(jié)構(gòu)、提高土地有機(jī)質(zhì)含量,采用此項(xiàng)技術(shù)對(duì)造紙法再造煙葉生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的外排高濃度廢水無(wú)害化綜合利用的推廣有積極的借鑒和指導(dǎo)意義[8]。邱曄等人[9]公開(kāi)了一種造紙法煙草薄片廢水處理技術(shù)。該技術(shù)將廢水先經(jīng)混凝處理、氣浮法除去其中固體懸浮物,然后送入曝氣池通過(guò)好氧微生物處理去除大部分COD物質(zhì),可將造紙法煙草薄片生產(chǎn)過(guò)程所產(chǎn)生的廢水處理至達(dá)標(biāo)排放,而廢水處理時(shí)產(chǎn)生的廢渣和污泥經(jīng)脫水處理后可作農(nóng)作物肥料或鍋爐燃料。該技術(shù)針對(duì)性強(qiáng)、處理成本低,可有效解決造紙法煙草薄片生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的二次污染問(wèn)題。王云祥等人[10]公開(kāi)了一種廢水固-液富集分離的方法,該方法是將廢水中煙堿等成分富集于固相進(jìn)行分離,單級(jí)分離COD的去除率可達(dá)到70%～80%,處理水再進(jìn)行生化“強(qiáng)制好氧法”或“厭氧-好氧法”處理回用或排放,而污泥固體可以再利用；該方法包括格柵攔渣、混凝富集反應(yīng)、沉降、對(duì)上層清水進(jìn)行后續(xù)處理和污泥固體濃縮等。該發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于：Ca-Mg系復(fù)合凝聚劑容易制備,可針對(duì)廢水波動(dòng)進(jìn)行分質(zhì)配方；分離所獲污泥固體富含煙堿等成分可進(jìn)行后續(xù)提取,作為生物源農(nóng)藥殺蟲(chóng)劑的有效成分,提取后的干泥粉可全部用作粉劑農(nóng)藥殺蟲(chóng)劑的載負(fù)劑；無(wú)需使用特殊處理設(shè)施和設(shè)備,同時(shí)能夠減小生化設(shè)施的投資和運(yùn)行費(fèi)用。唐向兵等人[11]公開(kāi)了一種利用煙草廢水污泥提取生物堿的方法,該方法按照堿基活化與鈣基置換原理,先在污泥中添加預(yù)處理劑,經(jīng)過(guò)溶劑抽提和稀酸洗脫交替進(jìn)行的正-反循環(huán)萃取工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)。其提取物經(jīng)高效液相色譜(HPLC)測(cè)定,主要成分(80%)為硫酸煙堿,其余生物堿組分均為煙堿類同系物和衍生物,可為異煙堿、降煙堿等生物堿類,均為其硫酸鹽類。本方法所得生物堿可作為生物源農(nóng)藥殺蟲(chóng)劑的有效成分,所用溶劑無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒、低可燃性和相對(duì)安全性,對(duì)環(huán)境沒(méi)有影響,工藝損耗率極低,可循環(huán)使用；姚元軍等人[12]公開(kāi)了一種活化及其再利用的方法,該方法利用分離的污泥,先通過(guò)添加堿基活化與鈣基置換用劑進(jìn)行混合、壓濾、干燥、粉碎、篩分成為100～200目的泥粉。再進(jìn)行溶劑活化、浮選除雜、油泥中和。最后進(jìn)行干燥、研磨、篩分得到200～300目的活性粉體。由于處理過(guò)程促使煙堿類生物堿在固-液兩相間重新分配,因此獲得的泥粉具有實(shí)用的生物堿活性,適用于和其他藥劑混配成粉狀殺蟲(chóng)劑使用,或者作為粉狀殺蟲(chóng)劑的添加劑和載負(fù)劑。陳西路等人[13]公開(kāi)了一種造紙法再造煙葉廢水處理系統(tǒng),該系統(tǒng)采用厭氧折流板反應(yīng)器、改良式序列間歇反應(yīng)器、MBR池、反滲透膜分離裝置、光催化高級(jí)氧化裝置等技術(shù)結(jié)合處理煙葉廢水,能夠使高濃度的煙葉廢水脫色、脫臭,大大降低其中的污染物質(zhì),確保廢水回用于生產(chǎn),同時(shí)具有工藝路線簡(jiǎn)單,處理成本低等優(yōu)點(diǎn)。趙應(yīng)群等人[14]報(bào)道了一種高濃廢水組合工藝處理系統(tǒng),該系統(tǒng)以厭氧-好氧生化為主,聯(lián)合混凝沉淀預(yù)處理,并采用Fenton氧化法脫色和去除殘余的難生物降解大分子有機(jī)物,最終采用砂濾-碳濾脫色處理并進(jìn)一步降低SS濃度,出水水質(zhì)優(yōu)于GB18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的要求。黃申元等人[15]將多余的提取液導(dǎo)入收集反應(yīng)池,并接入微生物處理數(shù)天,再將處理后的反應(yīng)液引入電解池內(nèi)進(jìn)行數(shù)小時(shí)電解,之后把反應(yīng)液引入混凝池內(nèi)加藥反應(yīng),最后把反應(yīng)液與常規(guī)污水處理工藝中產(chǎn)生的污泥混合后再通過(guò)常規(guī)污水處理工藝的污泥脫水系統(tǒng)進(jìn)行壓濾。此發(fā)明除去多余提取液中的CODCr達(dá)90%以上。王義等人[16]成功研制出一套處理規(guī)模為500 kg/h的光催化處理設(shè)備,該設(shè)備結(jié)合自制的介孔TiO2對(duì)高濃再造煙葉廢水進(jìn)行處理。其中CODCr去除率在99%以上,出水水質(zhì)澄清,呈中性,提供了實(shí)現(xiàn)高濃廢水規(guī)?；幚淼募夹g(shù)支持。

3　中低濃廢水的處理與回用技術(shù)

王忠澤等人[17]公開(kāi)了一種污水回收利用系統(tǒng),該系統(tǒng)通過(guò)回收利用除塵污泥水,既有效利用了原本廢棄的除塵收集的粉塵,節(jié)約了資源,又可有效回收較緊缺的葉組原料,提高其使用效率,提高葉膏得率,大幅減少?gòu)U水排放,也提高了原材料的利用率,并解決環(huán)保和增效的問(wèn)題。周國(guó)華等人[18]探討了組合膜技術(shù)工藝對(duì)造紙法再造煙葉產(chǎn)生的廢水進(jìn)行處理研究。采用預(yù)處理-微濾膜處理-納濾膜處理-反滲透處理工藝。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)廢水的CODCr為2400 mg/L、電導(dǎo)率為793 μS/cm、懸浮物為580 mg/L及色度為85倍時(shí),經(jīng)過(guò)上述組合膜工藝流程處理,相應(yīng)的出水指標(biāo)分別為66 mg/L、46 μS/cm、1 mg/L及1倍。經(jīng)處理后的廢水可以回用于生產(chǎn)。張世文等人[19]公開(kāi)了一種生產(chǎn)廢水處理及再生循環(huán)利用方法,該方法包括以下步驟：除渣 → 化學(xué)脫鈣 → 氣浮 → 厭氧處理 → 電解 → A/O處理 → 二次電解 → 膜處理/曝氣生物濾池生化 → 三次電解 → 脫鹽 → 再生水。該發(fā)明基于化學(xué)脫鈣技術(shù)、生物化學(xué)技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)、BAF技術(shù)和膜技術(shù)相結(jié)合,再造煙葉生產(chǎn)廢水經(jīng)過(guò)處理,75%～85%可以再生循環(huán)利用,既減少?gòu)U水排放,避免廢水對(duì)環(huán)境污染,又減少水資源浪費(fèi),成本較低,效能較高。黃晶[20]研究發(fā)現(xiàn)濃縮冷凝水中含有大量的有機(jī)酸,其酸堿性與濃縮器內(nèi)的污垢成分大致一致,根據(jù)相似相溶原理,將這些冷凝水收集用于濃縮器的清洗,發(fā)現(xiàn)具有一定的效果。通過(guò)對(duì)其在濃縮器清洗中的應(yīng)用進(jìn)行可行性分析,以每月工作時(shí)間為22天,生產(chǎn)量為440 t,涂布率50%,每天葉膏濃縮2次,梗膏濃縮1次計(jì)算,發(fā)現(xiàn)配備一個(gè)10 m3的罐子,就可以利用濃縮蒸發(fā)冷凝水來(lái)清洗濃縮器,并完成生產(chǎn)、貯存、清洗間的周轉(zhuǎn)。該濃縮冷凝水回收系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)單,操作容易。唐向陽(yáng)等人[21]利用微納米氣泡獨(dú)有的特性使其具有良好的氣浮效果,將微納米曝氣和氣浮工藝相結(jié)合,以殼聚糖為絮凝劑,將濃度為0.3%的殼聚糖冰醋酸溶液,按1.25%的用量分別投加到稀白水、濃白水和提取液中。經(jīng)微納米氣浮后,稀白水的CODCr和SS的去除率為77.5%和33.5%；濃白水的CODCr、SS、氨氮去除率分別為67.0%、76.3%和79.7%。微納米氣浮后的稀白水和濃白水的CODCr、SS、氨氮濃度達(dá)到了生產(chǎn)回用標(biāo)準(zhǔn)。胡念武[22]研究采用臭氧、過(guò)氧化氫、紫外線、活性炭、硅藻土、丁香油等方法來(lái)處理循環(huán)水,克服網(wǎng)下白水在循環(huán)期間會(huì)逐漸滋長(zhǎng)微生物,在2～3天后會(huì)因?yàn)樽冑|(zhì)而不能繼續(xù)使用的問(wèn)題。發(fā)現(xiàn)丁香油在較低濃度下即具有很好的滅菌和降低氨氮含量的效果。因此,采用丁香油處理造紙法再造煙葉的生產(chǎn)循環(huán)水具有較好的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用價(jià)值。孫德平等人[23]公開(kāi)了一種延長(zhǎng)再造煙葉生產(chǎn)循環(huán)水使用周期的凈化劑及其使用方法,該方法中凈化劑按質(zhì)量百分比計(jì)由75%～90%的丁香油、3%～10%的二氧化硅、2%～5%的單寧、1%～5%的檸檬酸和1%～5%的氫氧化鈉組成,其中,丁香油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.001%～0.1%。其使用方法是：將混合好的凈化劑添加至造紙法再造煙葉的生產(chǎn)循環(huán)水中,并充分?jǐn)嚢?使其均勻分布在循環(huán)水中；然后對(duì)生產(chǎn)循環(huán)水中的氨氮含量進(jìn)行檢測(cè)。本發(fā)明的凈化劑環(huán)保,效率高,成本低,有效地抑制了再造煙葉生產(chǎn)循環(huán)水中微生物的生長(zhǎng)繁殖,在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的情況下,盡可能地延長(zhǎng)了循環(huán)水的利用周期,實(shí)現(xiàn)了“節(jié)能降耗”、提高生產(chǎn)效率、降低成本的目標(biāo)。唐向兵等人[24]公開(kāi)了一種造紙法再造煙葉生產(chǎn)中的白水回收系統(tǒng),該系統(tǒng)包括白水池,還包括第一泵和圓形振動(dòng)篩分機(jī),白水池的出口、第一泵、圓形振動(dòng)篩分機(jī)的進(jìn)口順序連通,圓形振動(dòng)篩分機(jī)設(shè)有兩個(gè)出口,兩個(gè)出口中的其中一個(gè)出口與漿池相連通,兩個(gè)出口中的另一個(gè)出口與水池相連通。該實(shí)用新型技術(shù)中的圓形振動(dòng)篩分機(jī)能同時(shí)產(chǎn)生水平振動(dòng)和上下振動(dòng),避免了現(xiàn)有工藝采用微濾機(jī)僅產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)自然重力，容易出現(xiàn)篩網(wǎng)堵塞、分離效果不佳等問(wèn)題,較好地達(dá)到固液分離的目的,能夠?qū)崿F(xiàn)從白水中高效回收漿料,提高煙草原料的有效使用率及產(chǎn)品的得率。王茜茜等人[25]公開(kāi)了一種利用聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺處理廢水的方法,該方法在造紙法再造煙葉生產(chǎn)的廢水中先加入聚合硫酸鐵,攪拌后再加入聚丙烯酰胺,與廢水充分混合后,再經(jīng)絮凝、沉降后排放；聚合硫酸鐵的加入量為：質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%～50%的聚合硫酸鐵溶液,按質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%～2.5%的比例添加至待處理廢水中；聚丙烯酰胺的加入量為：質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05%～0.5%的聚丙烯酰胺溶液,按質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%～0.5%的比例添加至待處理廢水中。該方法能實(shí)現(xiàn)降低再造煙葉廢水中 COD和色度的目的,使處理后的廢水能夠達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。唐向兵等人[26]公開(kāi)了一種造紙法煙草薄片生產(chǎn)廢水的處理方法。該方法將生產(chǎn)廢水通過(guò)格柵粗濾,自流進(jìn)入廢水調(diào)節(jié)池；然后通過(guò)提升泵將廢水調(diào)節(jié)池中的廢水提升至混凝器中投加Ca-硅藻土系復(fù)合凝聚劑反應(yīng)5～10 min,然后投加聚合硫酸鐵、聚丙烯酰胺分離劑進(jìn)入靜態(tài)反應(yīng)池反應(yīng),反應(yīng)時(shí)間為50～60 min；再將低濃度有機(jī)廢水的pH值調(diào)節(jié)為偏酸性后泵入超聲微電解反應(yīng)器中,通過(guò)超聲波和微電極共同反應(yīng),使廢水中COD物質(zhì)快速消解,反應(yīng)時(shí)間為30～60 min；最后再將廢水用活性炭吸附和石英砂過(guò)濾。該方法具有處理時(shí)間短、處理效果好的優(yōu)點(diǎn),具有廣泛的適用性。陳榮[27]報(bào)道了一種深度處理工藝,該工藝包括厭氧反應(yīng)器技術(shù)、高效絮凝處理技術(shù)和SBR序批式反應(yīng)器技術(shù),利用該工藝中厭氧反應(yīng)器技術(shù)、高效絮凝處理技術(shù)處理造紙法再造煙葉生產(chǎn)廢水,CODCr從6000 mg/L降到2000 mg/L以下,再用去除率高達(dá)90%的SBR序批式反應(yīng)器技術(shù)進(jìn)行深度處理,廢水經(jīng)處理可達(dá)標(biāo)排放。干仕偉[28]報(bào)道了一種絮凝-沉淀-氣浮-脈沖上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)-好氧-氣浮-臭氧曝氣生物濾池(BAF)組合工藝在CODCr濃度較高的煙草薄片廢水治理上的應(yīng)用,該工程規(guī)模4000 m3/d,該工藝自2011年12月投產(chǎn)至今處理效果穩(wěn)定,各項(xiàng)出水指標(biāo)均可達(dá)到廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)DB44/26—2001水污物排放限值第二時(shí)段第二類污染物最高允許排放濃度的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。王俊等人[29]以工業(yè)廢棄物為主要原料合成PAFCS,選用PAFCS混凝-Fenton氧化工藝對(duì)造紙法煙草薄片廢水進(jìn)行深度處理。對(duì)PAFCS混凝處理后水樣,直接投加硫酸亞鐵和雙氧水進(jìn)行Fenton氧化,經(jīng)工藝優(yōu)化處理后的廢水即可滿足環(huán)保要求。該方法工藝簡(jiǎn)便,易于實(shí)現(xiàn),處理費(fèi)用低,達(dá)到以廢治廢的目的。楊濤等人[30]完成的中國(guó)煙草總公司科技項(xiàng)目通過(guò)對(duì)造紙法再造煙葉系統(tǒng)用水水質(zhì)、水量要求的深入剖析分析,揭示了再造煙葉生產(chǎn)各環(huán)節(jié)用水的水質(zhì)要求；通過(guò)對(duì)微生物種類、生產(chǎn)繁殖環(huán)境的分析,開(kāi)發(fā)了白水微生物控制技術(shù)；研究濃白水不同電荷需求量對(duì)紙機(jī)運(yùn)行效果的影響程度,篩選出了合適的、安全的陰離子垃圾捕捉劑；根據(jù)系統(tǒng)白水成分分析及生產(chǎn)用水要求,構(gòu)建了白水分段處理、分級(jí)回用的集成技術(shù)體系,并使部分白水回用至提取工序,形成了多項(xiàng)技術(shù)成果；建立了白水使用及排放標(biāo)準(zhǔn),為行業(yè)白水綜合處理利用提供技術(shù)支撐；白水綜合處理分級(jí)回用體系及多技術(shù)成果的應(yīng)用有效提高了再造煙葉系統(tǒng)白水利用效率,大幅降低了生產(chǎn)用水消耗,達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。

4　結(jié)　語(yǔ)

經(jīng)過(guò)10年的努力,造紙法再造煙葉己成為煙草行業(yè)不可缺少的主要原料,同時(shí)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量廢水帶來(lái)嚴(yán)重的污染問(wèn)題,給企業(yè)帶來(lái)沉重的處理負(fù)擔(dān)；通過(guò)不斷研究,尤其再造煙葉技術(shù)升級(jí)重大專項(xiàng)實(shí)施后,在造紙法再造煙葉廢水的處理方面已取得了一定的成績(jī),但是仍存在如下技術(shù)難題和問(wèn)題,如廢水中大量的Ca2+、Mg2+離子會(huì)降低生化處理效率、使膜生物反應(yīng)器中的生物膜鈣化失效；現(xiàn)有的廢水處理工藝流程復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)、費(fèi)用高、效率低；國(guó)家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)要求越來(lái)越高等。

為達(dá)到節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)發(fā)展和規(guī)劃要求,未來(lái)研究工作重點(diǎn)如下：

(1)在現(xiàn)有廢水處理技術(shù)的基礎(chǔ)上,優(yōu)化現(xiàn)有工藝流程,簡(jiǎn)化工藝流程,縮短處理時(shí)間,降低中低濃度廢水處理成本、降低廢水排放量、提高廢水排放水質(zhì)；提高生產(chǎn)廢水回用率,逐步實(shí)現(xiàn)再造煙葉生產(chǎn)廢水零排放。

(2)開(kāi)展再造煙葉廢水處理過(guò)程中的活性污泥細(xì)菌多樣性分析,選育耐Ca2+、Mg2+,具有高降解活性的專屬菌種,提高生化處理系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

(3)通過(guò)不同學(xué)科交叉跨界聯(lián)合攻關(guān),開(kāi)發(fā)新型凈化工藝和技術(shù),提高廢水處理關(guān)鍵工序段處理效率、精細(xì)化水平。如采用納米曝氣機(jī)提高表面曝氣效率,通過(guò)開(kāi)發(fā)新型氧化-絮凝-吸附材料提高COD、SS的去除率等。

總之,開(kāi)發(fā)一套科學(xué)完善的再造煙葉生產(chǎn)廢水處理技術(shù)體系是國(guó)內(nèi)再造煙葉企業(yè)的研究重點(diǎn),也是實(shí)現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展的必由之路；對(duì)促進(jìn)煙草行業(yè)的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,達(dá)到煙草行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的雙贏意義重大。

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(責(zé)任編輯：馬忻)

Research Progress in the Paper-making Process Reconstituted Tobacco Effluent Treatment and Reuse Technologies

CAO En-hao1LI Jun1HU Jin1TAN Xiao1ZHANG Wei jun1GUAN Ping2YU Kai-ping2,*

(1.SchoolofMaterialScienceandEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming,YunnanProvince, 650093;2.ChinaTobaccoYunnanReconstitutedTobaccoCo.,Ltd.,Kunming,YunnanProvince, 650106)

In order to achieve the goal of energy conservation and emission reduction and tomeet the requirement of cleaner production development in tobacco industry, the paper-making process reconstituted tobacco companies focused on developing effluent treatment and reuse technologies to reduce water consumption based on its effluent characteristics and local effluent treatment situation, in order to achieve zero emission eventually. The main treatment and reuse technologies for papermaking process reconstituted tobacco effluent were reviewed in this paper, finally the outlook for the future trends of effluent treatment were discussed.

the paper-making process reconstituted tobacco; wastewater treatment; wastewater reuse; process introduction

曹恩豪先生,在讀碩士研究生；主要研究方向：環(huán)境材料及其應(yīng)用。

2016- 03-28(修改稿)

中國(guó)煙草總公司科技重大專項(xiàng)“污水的深度處理與生產(chǎn)廢棄物處理及回收利用技術(shù)研究”(計(jì)劃文號(hào):中煙辦[2012]242號(hào),合同號(hào): 110201201033(ZZ-14));云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“再造煙葉生產(chǎn)廢水零排放關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”(計(jì)劃文號(hào):滇煙工技[2015]48號(hào),任務(wù)書(shū)編號(hào):2015GY01)。

于開(kāi)平先生，E-mail:ynykp@126.com。

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ADOI：10.11980/j.issn.0254- 508X.2016.07.015