徐浩東，邱 雁，田 強(qiáng)

1.云南省設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，云南 昆明 650228

2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院，云南 昆明 650201

3.重慶百歐環(huán)?？萍加邢薰?，重慶 404100

再造煙葉的生產(chǎn)制造是當(dāng)前煙草行業(yè)的重要技術(shù)，也是廢煙料回收綜合利用的重要途徑。該生產(chǎn)工藝流程有兩個(gè)主要的廢水排放源，分別為提取濃縮段和抄造段。抄造廢水產(chǎn)量為提取段的10～15倍，廢水具有COD和BOD含量高、多糖為主的糖類和焦油和苯環(huán)類物質(zhì)，色度呈紅棕色，SS、氧化還原電位高，廢水易腐化變質(zhì)。混凝—生化—脫色為常規(guī)的三段式二級(jí)生化處理工藝，其他工藝有多級(jí)串聯(lián)厭氧好氧、UASB、氣浮和膜生物反應(yīng)器等技術(shù)。文章對(duì)云南某再造煙葉廢水水質(zhì)和廠內(nèi)現(xiàn)有污水處理設(shè)施的運(yùn)行情況進(jìn)行了分析，并通過小試裝置對(duì)廢水水樣的可生化性和毒性進(jìn)行了研究，驗(yàn)證廢水深度處理采用Fenton氧化和活性炭附的效果以及廢水達(dá)標(biāo)所消耗的藥劑量。

1 現(xiàn)狀處理設(shè)施及水質(zhì)特點(diǎn)

文章研究的廢水和處理設(shè)施位于云南某再造煙葉生產(chǎn)廠內(nèi)，廠內(nèi)現(xiàn)有處理設(shè)施預(yù)處理由格柵、初沉、氣浮池組成，主要去除懸浮物；生化處理采用IC反應(yīng)器和A/O工藝，主要處理有機(jī)污染物，尾水采用紫外消毒。進(jìn)水SCOD在線監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖1所示。對(duì)2018全年集水井、氣浮池、IC反應(yīng)器、曝氣池、二沉池的SCOD、SS和氨氮在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，忽略個(gè)別偏離較大的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)均較符合正態(tài)分布，且隨著處理過程的深入，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)受干擾程度降低，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差逐漸降低，95%置信水平樣本平均值出現(xiàn)的最大偏差也逐漸降低，因此采用修正后的正態(tài)分布均值進(jìn)行水質(zhì)分析是極具代表性的。進(jìn)水SCOD和SS較高、氨氮較低，初沉、氣浮池等預(yù)處理對(duì)SS有明顯的去除效果，分別達(dá)到84.1%和75.2%。預(yù)處理對(duì)SCOD的去除有限，僅為30%；IC反應(yīng)器對(duì)SCOD有大幅度的削減作用，去除率達(dá)79%，IC反應(yīng)器出水的SS和氨氮濃度略有增加；好氧處理對(duì)SCOD、SS和氨氮的去除率為46%、17.3%、99.8%?，F(xiàn)狀處理設(shè)施可有效去除BOD5、TN、NH4+-N、TP，但由于好氧生化效率不高，出水SCOD和SS仍達(dá)到140mg/L以上。

圖1 進(jìn)水SCOD在線監(jiān)測(cè)結(jié)果

2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

2.1 水質(zhì)取樣及分析

在處理系統(tǒng)進(jìn)水、好氧生化前、二沉池三個(gè)位置取樣，對(duì)COD、BOD5、TN、NH4+-N、TP、EC、pH指標(biāo)進(jìn)行化學(xué)檢測(cè)。進(jìn)水BOD5∶COD=0.52，BOD5∶TN=23.4；NH4+-N略高于在線監(jiān)測(cè)，但趨勢(shì)與在線監(jiān)測(cè)類似，進(jìn)水、生化前和二沉池濃度分別為9.28mg/L、18.3mg/L、3.93mg/L；廢水總氮以有機(jī)氮和硝態(tài)氮為主；總磷濃度較低，進(jìn)水僅為8.6mg/L，BOD5∶TP=267.4；可溶解性鹽（EC）在各取樣點(diǎn)均為2000mg/L，濃度不影響廢水的生化反應(yīng)；進(jìn)水pH=6.51，呈弱酸性。

2.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募把b置

采用生物接種小試實(shí)驗(yàn)裝置模擬污水處理環(huán)境，嚴(yán)格控制pH值、溫度等因素，對(duì)廢水進(jìn)行曝氣實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)主要測(cè)定COD降解、好氧速率和驗(yàn)證處理效果，判斷廢水的可生化性、毒性特征。實(shí)驗(yàn)裝置由廢水儲(chǔ)罐、小型提升泵、生化反應(yīng)室、泥水分離室、尾水存儲(chǔ)罐、泥水回流組成。

3 廢水實(shí)驗(yàn)

3.1 生化反應(yīng)及活性炭吸附實(shí)驗(yàn)

對(duì)生化前廢水進(jìn)行連續(xù)可生化性實(shí)驗(yàn)，第1天廢水SCOD濃度為205mg/L，第4天的廢水SCOD濃度降為62mg/L；經(jīng)過連續(xù)實(shí)驗(yàn)的廢水含有一定色度，對(duì)廢水進(jìn)行活性炭吸附，濃度為62mg/L的廢水投加1‰的活性炭，可有效去除色度，同時(shí)使SCOD降為45mg/L。

3.2 廢水可生化性和毒性實(shí)驗(yàn)

生化前廢水分別按照0%、0.1%、1%、10%、25%、50%濃度加入培養(yǎng)的活性污泥中進(jìn)行可生化性和毒性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。生物代謝總耗氧量=異養(yǎng)耗氧量+硝化耗氧量，異養(yǎng)耗氧量由微生物內(nèi)源呼吸和外源呼吸組成。污染物總耗氧量大于空白樣時(shí)，活性污泥同時(shí)發(fā)生內(nèi)源呼吸和外源呼吸；污染物總耗氧量等于空白樣時(shí)，僅有內(nèi)源呼吸進(jìn)行，外源呼吸較難進(jìn)行，廢水無毒但存在難降解物質(zhì)；污染物總耗氧量小于空白樣時(shí)，外源和內(nèi)源呼吸均受到抑制，廢水有毒且存在難降解物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)表明，隨著廢水濃度的增加，活性污泥生化需氧量和硝化需氧量均低于空白樣，廢水具有毒性和難降解的特性，污染物抑制了污泥的內(nèi)源呼吸。耗氧量表示廢水的毒性和難降解性對(duì)生化反應(yīng)產(chǎn)生了影響，但并未完全破壞生化反應(yīng)，當(dāng)廢水濃度達(dá)到50%時(shí)，異養(yǎng)和硝化耗氧量降低約50%。

圖2 不同濃度廢水好氧速率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.3 Fenton藥劑投加實(shí)驗(yàn)

對(duì)二沉池取樣廢水和小試裝置出水進(jìn)行芬頓實(shí)驗(yàn)，通過COD降解驗(yàn)證Fenton反應(yīng)的可行性，確定合適的Fenton加藥量和反應(yīng)條件。從結(jié)果來看，取樣廢水SCOD為124mg/L，投加0.1‰的Fenton藥劑，SCOD可降至64mg/L；取樣廢水在小試裝置內(nèi)進(jìn)一步發(fā)生生化反應(yīng)，4d后裝置尾水SCOD可降至62mg/L，投加0.050‰的Fenton藥劑，廢水SCOD降為33mg/L。

4 結(jié)論

（1）再造煙葉廢水具有COD、BOD5、SS、色度高，氨氮、TP低的特點(diǎn)，表觀上BOD5∶COD＞0.3，廢水處理以生化反應(yīng)為主，但現(xiàn)有設(shè)施好氧生化效率較低，SCOD、SS的去除率僅為46%和17.3%，SS通過優(yōu)化氣浮、沉淀和過濾較易去除，而SCOD在投加0.1‰的Fenton藥劑條件下，仍然無法達(dá)到一級(jí)A標(biāo)。

（2）廢水中的溶解性鹽為2000mg/L，該濃度并不影響生化反應(yīng)；廢水的連續(xù)可生化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明，現(xiàn)有設(shè)施尾水COD濃度可進(jìn)一步降低約50%，仍有較大的挖潛空間，但如要達(dá)到一級(jí)A標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)，必須串聯(lián)深度處理。

（3）BOD5∶COD＞0.3表征廢水具有較好的可生化性，但是這并不能真實(shí)反映廢水的特性，可生化性和毒性實(shí)驗(yàn)表明廢水具有毒性和難降解特性，當(dāng)廢水濃度達(dá)到50%時(shí)，異養(yǎng)和硝化耗氧量降低約50%，毒性和難降解物質(zhì)抑制了活性污泥內(nèi)源呼吸，但該抑制作用有限，可通過加大回流比來稀釋廢水濃度、降低影響，同時(shí)充分生化后的廢水不宜再采用以生化為主的深度處理工藝。

（4）對(duì)廢水采用Fenton氧化和活性炭吸附的實(shí)驗(yàn)表明，F(xiàn)enton藥劑和活性炭可分別降低48%和27%以上的COD，活性炭吸附還可控制色度；當(dāng)污水處理系統(tǒng)的生化反應(yīng)對(duì)COD的處理效率提升至70%以上時(shí)，一級(jí)A標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)的深度處理可采用Fenton氧化或活性炭吸附，藥劑和投加量分別為0.050‰和1‰。