卷煙廠廢水處理及其實(shí)效分析

周俊曉(江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司南京卷煙廠，江蘇 南京 210000)

0 引言

卷煙廠實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，這些廢水中含有好多油性物質(zhì)、顆粒性物質(zhì)以及其它污染物質(zhì)，假如不能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效處理就直接排放，把么必然會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，特別是廢水中的有毒物質(zhì)排放后，就會(huì)流入到江河湖海中，如果這些有毒水源被人類(lèi)所使用就會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響。為此，本文就將對(duì)卷煙廠廢水處理工藝設(shè)計(jì)工作展開(kāi)研究，希望能實(shí)現(xiàn)對(duì)問(wèn)題的合理解決。

1 卷煙廠廢水的來(lái)源分析

卷煙工廠的廢水主要來(lái)源為生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水以及生活產(chǎn)生的污水。其中生產(chǎn)廢水涉及到原料洗滌產(chǎn)生的廢水、車(chē)間清潔產(chǎn)生的廢水、鍋爐廢水、灰水以及軟水等。生活污水主要涉及到食堂廢水、生活洗滌污水、洗澡水污水等。卷煙廠生產(chǎn)污水在總廢水中的占比為20%～40%，且這些廢水中通常都含有調(diào)味用的各種添加劑、粘合煙絲的粘合劑以及焦油類(lèi)物質(zhì)，自然降解難度非常大；生活污水在總廢水中的占比為60%～80%，其中含有大量的工人餐飲油污水。總體上來(lái)說(shuō)，卷煙廠廢水的飽和度非常高，組成非常復(fù)雜，處理難度高。如果這些廢水沒(méi)有經(jīng)過(guò)妥善的處理就直接進(jìn)行排放，那么大量的重金屬以及有毒有害物質(zhì)就會(huì)流入到環(huán)境中，并通過(guò)食物鏈在各種生物體中進(jìn)行富集，最終對(duì)食用這些生物的人類(lèi)造成嚴(yán)重傷害。因此，對(duì)卷煙廠廢水進(jìn)行有效處理是非常必要的。

2 卷煙廠廢水特性分析

卷煙廠廢水不僅廢水量較大，而且成分較為復(fù)雜，包含酚類(lèi)物質(zhì)及硫化物、氨氮以及顆粒性物質(zhì)等多種化學(xué)污染物質(zhì)，各類(lèi)污染物的濃度水平也較高，色度也較高，是一種比較有處理難度的工業(yè)廢水。卷煙廠廢水含有大量氨氮，如果不能夠達(dá)標(biāo)處理排放，則易于造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，使得藻類(lèi)植物大量泛濫，引起水華等；卷煙廠廢水中含有大量難以生物降解的大分子有機(jī)物，生化處理難度相對(duì)較大。具體如下：

2.1 成分復(fù)雜，處理難度較大

卷煙廠廢水中不但包含生產(chǎn)廢水，同時(shí)也包含大量的生活污水。在污水中含有大量的懸浮物、鹽堿、膠體、芳香烴類(lèi)有機(jī)物等，這就導(dǎo)致卷煙廠廢水具有色度高、成分復(fù)雜以及污染物濃度高等特征，常規(guī)方式處理難度較高。

2.2 廢水量比較大

我國(guó)煙民數(shù)量眾多，卷煙的需求量非常大，這就使得卷煙廠實(shí)際運(yùn)營(yíng)中所產(chǎn)生的廢水總量也非常大。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，我國(guó)煙草加工類(lèi)企業(yè)的廢水排放量為每5萬(wàn)只產(chǎn)生0.35～0.6m3。假如依據(jù)普通煙草企業(yè)年生產(chǎn)量為250億只進(jìn)行計(jì)算，那么該企業(yè)每年所產(chǎn)生的總廢水量會(huì)達(dá)到175～600m3。

2.3 水質(zhì)波動(dòng)大

一般來(lái)講，卷煙廠生產(chǎn)的卷煙會(huì)涉及到多個(gè)品牌和規(guī)格，而不同品牌和規(guī)格的卷煙使用的煙草種類(lèi)、生產(chǎn)工序以及添加的香料都會(huì)存在較大差異，所以不同類(lèi)型的卷煙會(huì)實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)導(dǎo)致廢水中有毒有害污染物質(zhì)的種類(lèi)呈現(xiàn)出較大的波動(dòng)性，這就可能會(huì)導(dǎo)致其對(duì)廢水處理造成負(fù)荷。

3 當(dāng)前卷煙廠廢水的治理辦法與實(shí)效

3.1 物理法

在之前的工作中，主要采用的工作方式有過(guò)濾法和氣浮法，隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)手段的提升，卷煙廠廢水治理也涌現(xiàn)了眾多技術(shù)手段，成為了當(dāng)前全新的物理治理方式。借助磁分離法對(duì)水體中出現(xiàn)的微粒進(jìn)行磁化，從而進(jìn)行有效分離。現(xiàn)階段，很多工業(yè)企業(yè)都加強(qiáng)了對(duì)鐵粉法、鐵氧體法的應(yīng)用。特別是西方相關(guān)學(xué)者所研究的高梯度磁分離技術(shù)更是在當(dāng)前工作中有著廣泛應(yīng)用。高梯度HGMS 磁濾器將導(dǎo)磁中的不繡鋼毛等作為和核心，并將過(guò)濾、反沖洗作業(yè)流程作為基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，這種方式不僅有著較強(qiáng)的過(guò)濾效率，同時(shí)也不會(huì)在實(shí)際工作中占據(jù)過(guò)大的工作面積。

3.2 化學(xué)法

首先，光催化氧化法。這一技術(shù)是當(dāng)前對(duì)廢水進(jìn)行治理的重要手段，在大量實(shí)踐下證明，借助這一技術(shù)可以將大部分有毒污染物進(jìn)行講解，只有這樣才能將其轉(zhuǎn)變?yōu)椴痪邆涠拘缘幕衔铩Ｎ覈?guó)對(duì)于半導(dǎo)體材料的研究項(xiàng)目較多，這也將是今后市場(chǎng)發(fā)展的主要方向。在近年來(lái)的社會(huì)發(fā)展背景下，很多學(xué)者也將工作的研究重點(diǎn)放在了二氧化鈦懸漿體系中光催化氧化降解中，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在這一技術(shù)下可以良好實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水污染問(wèn)題的處理。其次，電化學(xué)法。電化學(xué)法的有效應(yīng)用，也可以將卷煙廠廢水中的有毒物質(zhì)進(jìn)行更加高效的消除。在現(xiàn)代廢水處理工作中，電化學(xué)法又可以分為多種不同的技術(shù)，比如電混凝技術(shù)、電滲透技術(shù)等。這些技術(shù)在使用原理以及應(yīng)用程序上有著一定的區(qū)別，但是都能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)廢水的有效處理。比如，人們能夠使用電混凝技術(shù)來(lái)對(duì)卷煙廠廢水進(jìn)行處理，在此過(guò)程中能夠去除部分有毒物質(zhì)、顆粒性物質(zhì)以及無(wú)機(jī)污染物。

3.3 生物法

卷煙廠廢水處理中生物法的應(yīng)用主要為生物接觸氧化法，改方法應(yīng)用活性污泥以及生物膜來(lái)對(duì)廢水進(jìn)行處理。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，生物接觸氧化法具有生物處理方法的優(yōu)點(diǎn)，即充足的氧氣供應(yīng)，并且能夠攪拌生物膜，使有機(jī)體的活動(dòng)得到改善；生物膜不需要返回污泥，它的生長(zhǎng)與剝離是自動(dòng)平衡的，它能夠適應(yīng)水質(zhì)與水量的突然變化，其適應(yīng)性很強(qiáng)。

目前，生物接觸氧化技術(shù)已經(jīng)在很多卷煙廠實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用，工藝穩(wěn)定性較高，能夠?qū)頍煆S廢水進(jìn)行良好的處理。據(jù)實(shí)際使用，春，夏，秋季采用深海凈化處理，達(dá)到家庭澆水和澆水標(biāo)準(zhǔn)。另外，生物接觸氧化法工藝相關(guān)設(shè)施以及設(shè)備通常都放置于地下，這就為廢水處理提供了相對(duì)封閉的環(huán)境，避免了處理過(guò)程中的噪音和氣味對(duì)外界環(huán)境影響。

4 卷煙廠廢水治理新技術(shù)

由于近年來(lái)我國(guó)整體科技發(fā)展水平的提升，對(duì)我國(guó)卷煙廠廢水治理技術(shù)也提供了有效的幫助和積極影響，社會(huì)發(fā)展領(lǐng)域更是出現(xiàn)了各種類(lèi)型的技術(shù)。

4.1 超聲波降解法技術(shù)

一般頻率超過(guò)20kHz 的聲波都被稱作為超聲波，如果媒介中出現(xiàn)較強(qiáng)的超聲波，就可以引發(fā)各種形式的物理或是化學(xué)反應(yīng)。所以在對(duì)廢水進(jìn)行處理的環(huán)節(jié)中，我們也可以利用超聲波將廢水中的有毒物質(zhì)或是污染物質(zhì)進(jìn)行有效降解，這也是近年來(lái)發(fā)展中研究出現(xiàn)的一種全新技術(shù)手段，由于這項(xiàng)技術(shù)本身操作性較強(qiáng)，工作方式較為便捷，所以在近年來(lái)這項(xiàng)技術(shù)也到了廣泛應(yīng)用。比如在對(duì)二氧化鈦催化降價(jià)酸性粒子反應(yīng)的環(huán)節(jié)中就可以加強(qiáng)對(duì)超聲波的應(yīng)用，這種方式是所獲取的降解效果往往也更為顯著。

4.2 混凝-絮凝降解技術(shù)

吸附法分為化學(xué)吸附、物理吸附、交換吸附。吸附劑一般為磨得較細(xì)的物質(zhì)或者多孔的物質(zhì)。比較常用的吸附劑就是活性炭。但吸附法成本較高。用于卷煙廠廢水的處理較為有所限制。混凝沉淀法則是向卷煙廠廢水中加入混凝劑形成絮凝體，不僅能夠進(jìn)一步降低廢水的濁度、色度，還能夠去除形成共沉淀或者形成絡(luò)合物的物質(zhì)。混凝的原理是通過(guò)中和膠體顆粒間的斥力從而讓卷煙廠廢水中的一些膠體顆粒性物質(zhì)發(fā)生失穩(wěn)，然后轉(zhuǎn)變?yōu)樾躞w沉淀。絮凝指的是把一些穩(wěn)定性較差的顆粒進(jìn)行凝結(jié)，使其成為體積更大的絮狀體，這樣，隨著絮狀體體積的增加，其懸浮性也就越弱，最終會(huì)發(fā)生沉降。一般來(lái)講，會(huì)使用硫酸亞鐵、氯化鐵等物質(zhì)來(lái)當(dāng)成絮凝劑，這樣不但能夠?qū)崿F(xiàn)廢水中顆粒性物質(zhì)的凝結(jié)，同時(shí)還能夠?qū)U水的PH 值進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，進(jìn)一步降低其對(duì)環(huán)境的污染，這對(duì)于緩解環(huán)境壓力也將起到重要幫助。但是，基于相關(guān)學(xué)者研究表明，按照以上方法來(lái)對(duì)卷煙廠廢水予以處理，不能最大限度的去除水中的重金屬和毒害元素。如若想要盡可能的去除水中危險(xiǎn)元素，可以采用二乙基二硫氨甲酸，如此能夠?qū)崿F(xiàn)電鍍廢水中的毒害物質(zhì)，使之從廢水中脫離開(kāi)來(lái)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水處理工作有效性的提升。

4.3 二級(jí)處理-生物技術(shù)

高分子有機(jī)物的厭氧降解指的是：在厭氧環(huán)境下，厭氧微生物會(huì)對(duì)一些大分子有機(jī)物進(jìn)行分解，將其分解為小分子有機(jī)物，之后發(fā)酵細(xì)菌會(huì)將這些小分子有機(jī)物進(jìn)一步分解為降解脂肪酸、醇類(lèi)等。經(jīng)過(guò)厭氧降解后的卷煙廠廢水中的COD 得以下降。另一方面，經(jīng)硝化細(xì)菌的作用，能夠?qū)钡D(zhuǎn)化為硝酸鹽，降低氨氮的濃度。厭氧生物降解為后續(xù)的好氧生物處理準(zhǔn)備了有利的條件。經(jīng)過(guò)厭氧處理后的卷煙廠廢水再進(jìn)行好氧生物處理。一般采用活性污泥法，通過(guò)微生物自身的生命活動(dòng)，將廢水中有機(jī)物降解為二氧化碳、水、氨氣等或者轉(zhuǎn)化為自身生長(zhǎng)所需新物質(zhì)，從而使廢水中有機(jī)物得以去除。卷煙廠廢水成分復(fù)雜，并且為有毒廢水，因此，菌種的篩選及馴養(yǎng)至關(guān)重要。只有培養(yǎng)出能夠適應(yīng)卷煙廠廢水的微生物才能夠保證卷煙廠廢水處理站的穩(wěn)定運(yùn)行。

4.4 除油技術(shù)

油類(lèi)能夠隔絕空氣，影響卷煙廠廢水中的溶解氧濃度，對(duì)后續(xù)的生物好氧處理將會(huì)產(chǎn)生一定的影響的，可能會(huì)阻礙卷煙廠廢水的可生化性。因此，在生物處理前段應(yīng)該進(jìn)行除油預(yù)處理。油類(lèi)在廢水中的存在狀態(tài)分為浮油、乳化油、溶解油三類(lèi)。浮油浮于水面，易于去除。乳化油粒徑較小，呈乳化狀態(tài)存在于水中，因而難以直接去除。溶解油為溶解于水中的廢油，為最難分離處理的油，但該類(lèi)油類(lèi)的量較少。卷煙廠廢水的除油處理一般采用氣浮法。氣浮法是利用微小氣泡作為載體，將油滴微粒粘附于其上，使得其密度大于水而上浮于水面上，通過(guò)機(jī)械刮離水面。該類(lèi)油類(lèi)分離處理方法技術(shù)比較成熟，大量應(yīng)用于廢水除油處理中。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，雖然我國(guó)大多數(shù)卷煙廠都建設(shè)在偏遠(yuǎn)地區(qū)，和居民區(qū)有著較大距離，但是如果在實(shí)際工作中不能有效進(jìn)行對(duì)廢水的有效處理，必然會(huì)對(duì)今后環(huán)境發(fā)展產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響。所以這也要求卷煙廠在發(fā)展中正確認(rèn)識(shí)到自身發(fā)展問(wèn)題，從而在工作中研究和探索更多有效的處理技術(shù)，只有這樣才能對(duì)工作方向進(jìn)行正確把握。現(xiàn)階段，我國(guó)政府已經(jīng)頒布了相關(guān)廢水處理方案，因此在對(duì)問(wèn)題進(jìn)行處理的環(huán)節(jié)中也要保持正確的方向，將生態(tài)保護(hù)工作作為主要工作任務(wù)，更好的推進(jìn)社會(huì)環(huán)境和資源的可持續(xù)發(fā)展。因此希望本文的研究對(duì)于后續(xù)工作的開(kāi)展也能提供有效幫助和指導(dǎo)作用。