造紙法再造煙葉生產(chǎn)過(guò)程中的污水，是-種特殊的造紙廢水。目前，造紙法再造煙葉污水來(lái)源有：葉線(xiàn)、梗線(xiàn)沉降排放液，設備清洗排放液，抄造外排濃白水，外排梗、葉提取液和蒸發(fā)冷凝水外排液等。造紙法再造煙葉污水特點(diǎn)為：廢水排放量大、色度高、化學(xué)需氧量高、廢水中纖維懸浮物多。目前，國外對造紙法再造煙葉污水只是簡(jiǎn)單回收纖維后，排入市政污水管網(wǎng)，由大型污水處理廠(chǎng)集中處理；而國內各地區的污水集中處理設施還不完善，更多采取自行處理的方式。目前，國內應用于造紙法再造煙葉生產(chǎn)污水處理的方法可歸納為物理法、化學(xué)法和生物法同。其中，物理法常作為-種預處理的手段應用于污水處理；化學(xué)法是指向污水中加入化學(xué)藥劑，使其與污水中的污染物發(fā)生化學(xué)反應而生成無(wú)害物的過(guò)程，這種方法也常常作為預處理方法使用；生物法是利用微生物降解代謝有機物為無(wú)機物來(lái)處理廢水，通過(guò)人為的創(chuàng )造適于微生物生存和繁殖的環(huán)境，使之大量繁殖，以提高其氧化分解有機物的效率，目前廣泛應用的是好氧法和厭氧法。

1、實(shí)驗部分

1.1 試劑及儀器

與GC-MS檢測相關(guān)的試劑為色譜純，其他溶劑和試劑均為分析純。

儀器包括：pH計(FE20，MettlerToledo)，PCR儀(PCT-0220，Bio-rad)，超純水儀(CASCADALS

MK2，Pall)，電導率儀(FE30，MettlerToledo)，電子天平(PL3002，MettlerToledo)，超低溫冰箱(DW-86L828，海爾)，分光光度計(UV-1800，Shimadzu)，COD消解器(DRB200，HACH)，水質(zhì)分析儀(DR1900，HACH)，BOD生化需氧量分析儀(TRAKII，HACH)，微量離心機(SORVALLLegendMicro17,Thermo)，凝膠成像儀(170-8170，Bio-rad)，X射線(xiàn)熒光光譜儀(PW4400/40，PANalyticalB.V.)，變性梯度凝膠電泳(DCodeTMSystem，Bio-rad)，GC-MS(GCMS-QP2020)。

廢水及煙梗提取物，均來(lái)自云南中煙再造煙葉生產(chǎn)線(xiàn)。

1.2 實(shí)驗過(guò)程

1.2.1 廢水水質(zhì)檢測方法

廢水水質(zhì)指標：COD、BOD3、pH及氨氮，分別按國家標準GB11914-1989重鉻酸鉀法、GB7488-1987稀釋與接種法、GB6920-1986玻璃電極法、GB6920-1986稀釋倍數法、GB11901-1989重量法和GB11901-1989納氏試劑比色法進(jìn)行測定；致香成份分析按GC-MS實(shí)驗室方法。

1.2.2 廢水檢測

1)高濃度廢水

高濃度廢水是指再造煙葉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含有大量煙草有機物的外排廢水，它來(lái)源于梗原料提取后不能完全用于涂布液而產(chǎn)生的富余梗提取液的外排，以及梗、葉提取液在濃縮前通過(guò)沉降凈化處理的廢液外排，主要來(lái)源于再造煙葉生產(chǎn)過(guò)程的提取段。高濃度廢水富含大量的蛋白質(zhì)、糖分、色素及少量的總植物煙堿等煙草有機物，因而這部分廢液表現出較高的化學(xué)需氧量(COD。)和色度。高濃度廢水具有排放不規律、排放水量較小、污染物COD。指標排放量較高、色度高、溫度高等特點(diǎn)，因此處理好高濃度廢水是處理再造煙葉生產(chǎn)廢水的核心。

高濃度廢水有機成份分析結果見(jiàn)表1。

高濃度廢水水質(zhì)分析結果見(jiàn)表2。

2)中低濃度廢水

中低濃度廢水主要來(lái)源是片基抄造過(guò)程中產(chǎn)生的濃白水外排，以及工藝過(guò)程中外排的廢水，包括提取液濃縮蒸發(fā)產(chǎn)生的冷凝水和清洗過(guò)程產(chǎn)生的廢水。

中低濃度廢水也稱(chēng)綜合廢水，具有連續排放、排放水量較大等特點(diǎn)，抄造段廢水的各項水質(zhì)污染物指標均較提取段低，這主要是由于煙葉和煙梗中的可溶性成分大部分都已在提取工藝段進(jìn)入提取液，此工藝段的物料(主要為漿料形態(tài))只有少部分可溶性COD可進(jìn)入抄造廢水，有機物含量較少，它的懸浮物主要是由漿料抄造成型過(guò)程中大量短纖維流失造成，即廢水含有大量的細短纖維。生產(chǎn)中處理中低濃度廢水是污水處理過(guò)程的重點(diǎn)。

中低濃度廢水水質(zhì)分析結果見(jiàn)表3。

1.2.3 廢水處置

1)高濃度廢水處置

生產(chǎn)線(xiàn)中，高濃度廢水是經(jīng)過(guò)-定壓力和溫度下在線(xiàn)濃縮，濃縮成密度大約為1.18g/cm液體，外運作為液體有機肥處置。

2)中、低濃度廢水處置目前生產(chǎn)工中，廢水處理采用了“物化預處理+厭氧生化處理+好氧生化處理+化學(xué)深度處理”的工藝，物化預處理主要是厭氧的初級處理過(guò)程，在預酸化池中自動(dòng)計量投加生化反應所需要的營(yíng)養鹽，包括氮和磷，但對COD的降解貢獻不是太大。接下來(lái)在厭氧生化處理中，主要是將生物可降解性COD轉化成了沼氣，整個(gè)生物厭氧反應過(guò)程可描述為：

COD→CH4↑+CO2↑+新生厭氧污泥

廢水通過(guò)厭氧處理后經(jīng)外循環(huán)罐進(jìn)入后續的活性污泥處理系統。好氧處理的主要目的是將可生物降解的COD轉化為CO2和H2O。在活性污泥系統發(fā)生的整個(gè)生物反應可用下式描述：

COD+O2→CO2↑+H2O+新好氧污泥

由于此廢水中含有木質(zhì)素、腐殖酸等不可生物降解COD，經(jīng)過(guò)以上步驟處理過(guò)的水很難達到COD<100mg/L的要求。實(shí)際工作中要選定在廢水中添加適量的混凝劑并結合氣浮進(jìn)行除纖，除去不可生物降解的COD，以達到出水標準。在這個(gè)過(guò)中混凝劑品種的選取對生產(chǎn)實(shí)際的經(jīng)濟性和實(shí)用性相當重要。

2、廢水處理結果與討論

廢水處理水質(zhì)分析結果及達標情況如表4所示。

2.1 國內外企業(yè)廢棄物處置方式對比

經(jīng)過(guò)全面的市場(chǎng)調研，對國內外再造煙葉廢水處理情況匯總如表5所示。

目前對中低濃度廢水(如：抄造濃白水)的生化處理工藝研究相對成熟，實(shí)際運行處理后基本能夠達到現行的污水排放標準，在處理過(guò)程中有-定的優(yōu)化空間。但對于高濃度廢水，目前還沒(méi)有-種更為經(jīng)濟有效的處理工藝。

2.2 解決再造煙葉廢水處理新思路

2.2.1 高濃度廢水處理方面創(chuàng )新

高濃度廢水主要是煙草梗原料提取液的部分廢棄，在這些液體中，有較多的可再生利用的煙草資源。例如，通過(guò)-定的途徑制成固體香精，這種煙草固體香精用于夾層薄片、新型煙草和再造煙葉涂布液添加劑。因為這種固體香精保存了煙草自身的-些內在主要化學(xué)成份和香料特征，這對于提高煙草廢棄原料的二次利用是-個(gè)較大的創(chuàng )新工作。表6為廢棄煙梗提取液制成固體香精的主要致香成份分析情況。

由表6中看出，煙草中代表性致香成分是：糠醛，苯乙醛，茄酮，巨豆三烯酮A、B、C、D和新植二稀等成份。濃縮梗膏和凍干是有很大差異的，凍干在致香總量和主要致香物質(zhì)都遠遠超過(guò)梗膏濃縮液。我國目前煙草廢棄物的低價(jià)值利用，不僅對環(huán)境造成了嚴重污染，也使大量的生物資源嚴重浪費。從資源學(xué)角度分析，煙草廢棄物，利用高新技術(shù)，實(shí)現其價(jià)值，將產(chǎn)生較高的經(jīng)濟效益。通過(guò)科技成果的產(chǎn)業(yè)化解決造紙法再造煙葉產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題，促進(jìn)煙草行業(yè)的環(huán)境與經(jīng)濟可持續發(fā)展，達到煙草行業(yè)經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護的雙贏(yíng)。

2.2.2 中低濃廢水方面創(chuàng )新

中低濃水在處理過(guò)程中有較為重要的-個(gè)環(huán)節。為了大幅度降低COD量，混合絮凝劑的加入很重要，但不同類(lèi)型絮凝劑的加入，沉降效果也會(huì )有明顯的差異。因為這些廢水同時(shí)含有陰陽(yáng)離子垃極，所以在配制絮凝劑時(shí)，結合陰陽(yáng)離子垃極情況研發(fā)結合生產(chǎn)實(shí)際的絮凝效果的化合物。取同樣量的污水，同時(shí)加入30mL的絮凝劑，圖1為兩種絮凝劑在污泥池污水中的應用效果。

在圖1中，標號1為聚丙稀酰+陰離子高分子化合物(比例1：1，混合溶液質(zhì)量分數3%o)，用量30mL，濁度493NTU；標號2為聚丙稀酰(溶液質(zhì)量分數3%c)，用量30mL，濁度525NTU；標號3為聚丙稀酰(溶液質(zhì)量分數5%o)，用量30mL，濁度590NTU；標號4為聚丙稀酰(溶液質(zhì)量分數10%c)，用量30mL，濁度750NTU；標號5為聚丙稀酰+陰離子高分子化合物(比例1：2，混合溶液質(zhì)量分數3‰)，濁度493NTU。

分析：絮凝劑的用量過(guò)少，雜質(zhì)沉淀不完全；加入量過(guò)大，則污水黏度增加，增大沉降阻力，影響沉降效果。絮凝效果的較佳用量幅度很小，超過(guò)-定范圍，反而會(huì )形成復穩。不同的高分子聚合物對不同的水質(zhì)處理效果相差很大，綜合考慮這些因素對沉降的效果和經(jīng)濟價(jià)值，否則會(huì )給企業(yè)成本造成-定的浪費，也會(huì )給后序污水處理系統帶來(lái)-定的壓力。

3、結語(yǔ)

隨著(zhù)污水國家排放標準的不斷提高，以及國內對企業(yè)節能減排工作和清潔生產(chǎn)的重視日益提高，煙草行業(yè)對再造煙葉的發(fā)展和規劃也不斷提出更高的要求。同時(shí)隨著(zhù)再造煙葉產(chǎn)能的不斷提升，生產(chǎn)廢棄物的數量及處理負荷也越來(lái)越大。面對全球資源日趨緊缺的狀況，必須對再造煙葉生產(chǎn)廢棄物的認識和定義進(jìn)行重新界定，從作為廢棄物進(jìn)行消極處理排放的傳統定義，轉變?yōu)榘褟U棄物作為-種資源進(jìn)行積極處理后再次利用的全新定義。（來(lái)源：云南中煙再造煙葉有限責任公司，云南煙草質(zhì)量監督檢測站，云南聯(lián)大科技產(chǎn)業(yè)有限責任公司）