（包括酚、甲苯等有毒有害物质
［2-3］
），而且其可生化性低、污染源成分复杂、水质波动大
［4］
。因此，常规的废水
处理方法难以对其进行净化。
目前，在烟草行业，国内外的研究主要集中在烟草薄片废水的处理方面，常用的处理方法有芬顿氧化法、
混凝法以及适宜的生化法
［5-6］
。在烟草香料废水方面，由于其有机物质量浓度超过 10 万 mg / L，是薄片废水
的 3 倍之多，因此多数研究只是对香料废水中有毒物质种类进行分析
［5］
，而研究烟草香料废水处理的很少。
由于芬顿试剂是一种强氧化剂，能有效氧化去除传统废水处理技术无法去除的难降解有机物，且对多种有机
工业废水都有较好的处理效果
［7-9］
，因此笔者采用芬顿氧化法对烟草香料废水进行预处理以降低有机物的浓
度，为后续的生化处理创造良好条件。鉴于芬顿氧化法的处理成本较高，笔者在芬顿氧化后利用聚合氯化铝
（PAC）和聚丙酰烯胺（PAM）复合混凝及单独投加 PAM 助凝（芬顿试剂中含有的 Fe
2 +
具有混凝作用）2 种方法
去除色度、降低有机物浓度，并对 2 种方法进行对比分析。
1
试 验 介 绍
1. 1
试验原理
a . 芬顿试剂是指由 H
2
O
2
和 FeSO
4
・7H
2
O 所配成的混合溶液，具有极强的氧化能力
［10-12］
，其反应方程式
如下：
Fe
2+
+ H
2
O
2
→ Fe
3+
+・OH + OH
-
（1）
Fe
2+
+・OH → Fe
3+
+ OH
-
（2）
Fe
3+
+ H
2
O
2
→ Fe
2+
+ HO
2
・+ H
+
（3）
HO
2
・+ H
2
O
2
→ O
2
+ H
2
O +・OH
（4）
RH +・OH → R・+ H
2
O
（5）
R・+ Fe
3+
→ R
+
+ Fe
2+
（6）
R
+
+ O
2
→ ROO
+
→ … → CO
2
+ H
2
O
（7）
在 Fe
2 +
的催化作用下，H
2
O
2
能产生活泼的氢氧自由基（・OH），其氧化能力仅弱于 F
2
，且可与废水中的有
机物发生反应，使有机物分解或改变其电子云结构，从而引发和传播自由基链反应，加快有机物和还原性物
质的氧化。另外，反应过程中 Fe
3 +
与 OH
-
生成具有凝聚、吸附性能的羟基配合物（其絮凝的最佳 pH 范围为
3. 5 ~ 5. 0
［13］
），使水中的悬浮固体凝聚沉淀。芬顿试剂的氧化能力与废水的性质、pH、Fe
2 +
浓度、H
2
O
2
用量以
及反应时间有关
［14-15］
。
b. PAC 和 PAM 的助凝原理：PAC 由于预生成稳定的 Al
b2
类聚合形态，因而比无机铝盐具有明显的延迟
水解沉淀作用。低温下混凝剂形成的絮凝体细小而松散，沉降性能很差，可考虑另外投加高分子助凝剂
PAM 改善混凝作用，
增加吸附架桥和网捕卷扫作用
［16］
。由于芬顿氧化时已投加 FeSO
4
・7H
2
O，
其与 PAM 协同
作用可起到混凝的效果，本文试验将进一步考察芬顿氧化后是否需要再投加 PAC 混凝。
1. 2
仪器和试剂
仪器：S-3D 型 pH 计、BS124S 型天平、COD 消解仪、CJJ-931 型磁力搅拌器（转速 0 ~ 600 r / min）、UV-1801 型
分光光度计、过滤装置。
药剂：质量分数为 30% 的 H
2
O
2
溶液、FeSO
4
・7H
2
O、PAC、PAM、K
2
Cr
2
O
7
、
（NH
4
）
2
Fe
（SO
4
）
2
・6H
2
O 标准溶液、
H
2
SO
4
-Ag
2
SO
4
溶液、HgSO
4
、C
12
H
8
N
2
指示剂、NaOH 溶液、HCl 溶液。
试验所用 废 水 取 自 无 锡 某 烟 草 香 料 公 司，避 光 保 存。废 水 为 褐 色 半 透 明 状，COD 质 量 浓 度 高 达
109 000 mg / L，
ρ
（BOD
5
）/ρ（COD）= 0.016，可生化性差，属于较难生化处理的工业废水。因实际生产过程中烟
草香料废水水量仅有 5 m
3
/ d，
占总产水量的 6.25%，因此可与生产过程中产生的大量无污染冷却水、蒸馏废
水以及低污染浓度的废水混合稀释，从而有效减小废水处理难度。根据该公司实际运作情况，将原废水稀释
3 倍后进行 预 处 理，稀 释 后 废 水 中 污 染 物 质 量 浓 度 如 下：
ρ
（ COD）= 36 275 mg / L，
ρ
（ BOD
5
）= 600 mg / L，
ρ
（NH
3
-N）= 97. 51 mg / L，
ρ
（TP）= 29.41 mg / L，
ρ
（TN）= 102.97 mg / L；废水的 pH 为 3.45。
1. 3
试验步骤
取 300 mL 稀释 3 倍后的废水水样至 500 mL 的锥形瓶中，锥形瓶置于磁力搅拌器上。用 HCl 调节 pH 后
6
2
5
河 海 大 学 学 报（ 自 然 科 学 版 ）
第 40 卷