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、梗線沉降排放液，設(shè)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(guó)外對(duì)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)，由大型污水處理廠集中處理；而國(guó)內(nèi)各地區(qū)的污水集中處理設(shè)施還不完善，更多采取自行處理的方式。目前，國(guó)內(nèi)應(yīng)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(yù)處理的手段應(yīng)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(yīng)而生成無(wú)害物的過(guò)程，這種方法也常常作為預(yù)處理方法使用；生物法是利用微生物降解代謝有機(jī)物為無(wú)機(jī)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(jī)物的效率，目前廣泛應(yīng)用的是好氧法和厭氧法。
1、實(shí)驗(yàn)部分
1.1 試劑及儀器
與GC-MS檢測(cè)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(jì)(FE20，MettlerToledo)，PCR儀(PCT-0220，Bio-rad)，超純水儀(CASCADALS
MK2，Pall)，電導(dǎo)率儀(FE30，MettlerToledo)，電子天平(PL3002，MettlerToledo)，超低溫冰箱(DW-86L828，海爾)，分光光度計(jì)(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(jī)(SORVALLLegendMicro17,Thermo)，凝膠成像儀(170-8170，Bio-rad)，X射線熒光光譜儀(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。
1.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
1.2.1 廢水水質(zhì)檢測(cè)方法
廢水水質(zhì)指標(biāo)：COD、BOD3、pH及氨氮，分別按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(shù)法、GB11901-1989重量法和GB11901-1989納氏試劑比色法進(jìn)行測(cè)定；致香成份分析按GC-MS實(shí)驗(yàn)室方法。
1.2.2 廢水檢測(cè)
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(jī)物的外排廢水，它來(lái)源于梗原料提取后不能用于涂布液而產(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(jī)物，因而這部分廢液表現(xiàn)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(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)，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(jī)成份分析結(jié)果見(jiàn)表1。
高濃度廢水水質(zhì)分析結(jié)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。
中低濃度廢水也稱綜合廢水，具有連續(xù)排放、排放水量較大等特點(diǎn)，抄造段廢水的各項(xiàng)水質(zhì)污染物指標(biāo)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(jī)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(xì)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(jié)果見(jiàn)表3。
1.2.3 廢水處置
1)高濃度廢水處置
生產(chǎn)線中，高濃度廢水是經(jīng)過(guò)-定壓力和溫度下在線濃縮，濃縮成密度大約為1.18g/cm液體，外運(yùn)作為液體有機(jī)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(yù)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(yù)處理主要是厭氧的初級(jí)處理過(guò)程，在預(yù)酸化池中
自動(dòng)計(jì)量投加生化反應(yīng)所需要的營(yíng)養(yǎng)鹽，包括氮和磷，但對(duì)COD的降解貢獻(xiàn)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(zhuǎn)化成了沼氣，整個(gè)生物厭氧反應(yīng)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(xù)的活性污泥處理系統(tǒng)。好氧處理的主要目的是將可生物降解的COD轉(zhuǎn)化為CO2和H2O。在活性污泥系統(tǒng)發(fā)生的整個(gè)生物反應(yīng)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(dá)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(jié)合氣浮進(jìn)行
除纖，除去不可生物降解的COD，以達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)。在這個(gè)過(guò)中混凝劑品種的選取對(duì)生產(chǎn)實(shí)際的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性相當(dāng)重要。
2、廢水處理結(jié)果與討論
廢水處理水質(zhì)分析結(jié)果及達(dá)標(biāo)情況如表4所示。
2.1 國(guó)內(nèi)外企業(yè)廢棄物處置方式對(duì)比
經(jīng)過(guò)全面的市場(chǎng)調(diào)研，對(duì)國(guó)內(nèi)外再造煙葉廢水處理情況匯總?cè)绫?span style="font-family: Calibri;">5所示。
目前對(duì)中低濃度廢水(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)行的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，在處理過(guò)程中有-定的優(yōu)化空間。但對(duì)于高濃度廢水，目前
還沒(méi)有-種更為經(jīng)濟(jì)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?yàn)檫@種固體香精保存了煙草自身的-些內(nèi)在主要化學(xué)成份和香料特征，這對(duì)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，ben yi quan，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(yuǎn)
遠(yuǎn)超過(guò)梗膏濃縮液。我國(guó)目前煙草廢棄物的低價(jià)值利用，不僅對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，也使大量的生物資源嚴(yán)重浪費(fèi)。從資源學(xué)角度分析，煙草廢棄物，利用高新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)其價(jià)值
，將產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)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(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。
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(jié)。為了大幅度降低COD量，混合絮凝劑的加入很重要，但不同類型絮凝劑的加入，沉降效果也會(huì)有明顯的差異。因?yàn)檫@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(jié)合陰陽(yáng)離子垃極情況研發(fā)結(jié)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(yīng)用效果。
在圖1中，標(biāo)號(hào)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?jǐn)?shù)3%o)，用量30mL，濁度493NTU；標(biāo)號(hào)2為聚丙稀酰(溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%c)，用量30mL，濁度525NT
U；標(biāo)號(hào)3為聚丙稀酰(溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%o)，用量30mL，濁度590NTU；標(biāo)號(hào)4為聚丙稀酰(溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%c)，用量30mL，濁度750NTU；標(biāo)號(hào)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?jǐn)?shù)3‰)，濁度493NTU。
分析：絮凝劑的用量過(guò)少，雜質(zhì)沉淀不全；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(fù)穩(wěn)。不同的
高分子聚合物對(duì)不同的水質(zhì)處理效果相差很大，綜合考慮這些因素對(duì)沉降的效果和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，否則會(huì)給企業(yè)成本造成-定的浪費(fèi)，也會(huì)給后序污水處理系統(tǒng)帶來(lái)-定的壓力。
3、結(jié)語(yǔ)
隨著污水國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，以及國(guó)內(nèi)對(duì)企業(yè)節(jié)能減排工作和清潔生產(chǎn)的重視日益提高，煙草行業(yè)對(duì)再造煙葉的發(fā)展和規(guī)劃也不斷提出更高的要求。同時(shí)隨著再造煙葉產(chǎn)能的
不斷提升，生產(chǎn)廢棄物的數(shù)量及處理負(fù)荷也越來(lái)越大。面對(duì)全球資源日趨緊缺的狀況，必須對(duì)再造煙葉生產(chǎn)廢棄物的認(rèn)識(shí)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(tǒng)定義，轉(zhuǎn)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。
