申請日2016.05.16
公開(公告)日2016.08.17
IPC分類號C02F3/34; C02F103/28
摘要
本發明公開了一種利用黃孢原毛平革菌生物強化處理制漿廢水的方法，步驟包括：1)活性污泥的馴化和掛膜;2)黃孢原毛平革菌菌液制備;3)生物強化處理廢水。本發明的利用黃孢原毛平革菌生物強化處理制漿廢水的方法，利用黃孢原毛平革菌和生物膜土著微生物的協同作用，對木質素進行一定程度的生物降解，生成的小分子可被生物膜微生物利用并降解，因此該生物強化方法對制漿廢水的處理效果更好。通過與對照進行相比試驗，在葡萄糖含量300 mg/L，pH 6.0，酒石酸銨含量 0.2 mg/L，白腐菌菌懸液投加量 100 mL/L，溫度26℃，DO 8 mg/L條件下，COD去除率和色度去除率分別達到89.74%、66.67%，處理后出水COD為37.76mg/L，色度為20，完全符合國家排放標準。
權利要求書
1.一種利用黃孢原毛平革菌生物強化處理制漿廢水的方法，其特征在于，步驟如下：
1)取生物反應器，加入工業組合填料和活性污泥，并加入葡萄糖為碳源，進行曝氣，每天停止曝氣一定時間，用虹吸上清液的方式換水，經一段時間曝氣后，污泥成功掛膜;
2)將黃孢原毛平革菌從斜面上接種到馬鈴薯液體培養基中，制成菌懸液，恒溫37℃在搖床培養三至四天;
3)在生物反應器中添加黃孢原毛平革菌菌懸液，繼續曝氣，并且每天換水;投入菌劑兩三天后，吸出上清液，加入制漿廢水，同時按C、N、P是200:5:1的質量比分別加入酒石酸銨和KH2PO4，并加入微生物所需的常量元素和微量元素，之后每天換廢水，測定每天出水的COD和色度，水質符合排放要求排放即可。
2.根據權利要求1所述的利用黃孢原毛平革菌生物強化處理制漿廢水的方法，其特征在于，步驟1)中，活性污泥濃度為20g/L，葡萄糖濃度為500mg/L，每天停止曝氣一小時。
3.根據權利要求1所述的利用黃孢原毛平革菌生物強化處理制漿廢水的方法，其特征在于，步驟3)中，廢水中，含有200mg/L的葡萄糖和300mg/L的堿性木質素。
4.根據權利要求1所述的利用黃孢原毛平革菌生物強化處理制漿廢水的方法，其特征在于，步驟3)中，溫度18~40℃、pH4.5~9.0、葡萄糖含量0~300 mg/L、酒石酸銨含量0~0.4mg/L、黃孢原毛平革菌菌懸液投加量10~200mL/L和溶解氧2~8mg/L。
5.根據權利要求1所述的利用黃孢原毛平革菌生物強化處理制漿廢水的方法，其特征在于，步驟3)中，溫度18℃、pH 7.0、葡萄糖含量300 mg/L、酒石酸銨含量0.02 mg/L、黃孢原毛平革菌菌懸液投加量100 mL/L和溶解氧4 mg/L。
6.根據權利要求1所述的利用黃孢原毛平革菌生物強化處理制漿廢水的方法，其特征在于，步驟3)中，葡萄糖含量為300mg/L，pH為6.0，酒石酸銨含量為0.2 mg/L，黃孢原毛平革菌投加量為100 mL/L，溫度為26℃，DO為8 mg/L。
說明書
一種利用黃孢原毛平革菌生物強化處理制漿廢水的方法
技術領域
本發明屬于工業廢水處理技術領域，具體涉及一種利用黃孢原毛平革菌(P.Chrysosporium)生物強化處理制漿廢水的方法。
背景技術
制漿造紙工業是世界上六大污染工業之一，其廢水中含有大量的木質素、纖維素和各種化學藥品，耗氧量大，是污染環境的主要來源之一。我國造紙行業每年排放廢水量達40億噸，占全國工業廢水排放量的1/6，COD和SS均占1/4，總體來說具有排放量大、污染物復雜、難處理等特點，不僅阻礙了造紙工業的發展，也嚴重影響了百姓的日常生活和自然環境的改善。2008年我國頒布并實施的制漿造紙工業廢水排放標準的排放限值比舊標準更為嚴格。根據GB3544-2008，國家規定制漿企業廢水COD排放限值為100 mg/L，制漿和造紙聯合生產企業COD排放限值為90 mg/L，造紙企業為80 mg/L，BOD5排放限值為20 mg/L。因此，制漿造紙企業必須尋求有效的廢水處理新工藝，才能達到新標準的排放要求，從而對促進生態環境保護和造紙工業的可持續發展有重要的現實意義。
制漿造紙廢水污染物濃度高，成分復雜，可生化性差，流量和負荷波動較大，成為難處理的工業廢水之一。其處理方法主要有物理法、化學法、物化法和生物法。物理法包括氣浮法、超聲法等，化學法包括化學氧化法、光電催化法等，物理化學法包括膜分離法、混凝法、吸附法等，但不管是物理處理法還是化學處理法，都會對環境造成二次污染，且成本高，不適于普遍應用。其中生物方法成本低，效率高，不會對環境造成二次污染，是目前主流的廢水處理方法。但是，近年來由于社會經濟的迅速發展，廢水量日益增多，成分日益復雜，一般的生物法的處理能力已難以滿足實際需求，尤其當廢水中含暫時性有毒難處理物質時，傳統的處理工藝更是難以達到理想的出水水質，并且也會給原有系統的平衡和穩定帶來很大的風險。在此背景下產生了生物強化技術，該技術是指在生物處理系統中，投加具有特定功能的微生物、營養物或基質類似物，降解特定污染物，提高降解速率，從而達到有效處理含有難降解有機物的廢水的目的。
制漿造紙廢水高COD高色度的主要原因是其中含有大量的木質纖維素等難降解物質。木質素屬于高分子聚合物，具有非結晶性和三維網狀結構，是目前公認的微生物難降解的芳香族化合物之一。處理制漿造紙廢水，使其達到國家排放標準，歸根結底是必須處理難降解的木質素。木質素要完全降解是真菌、細菌與相應微生物群落共同作用的結果，其中真菌在木質素降解中起主導作用，在所有真菌種類中白腐菌是目前已知的在自然界中對木質素擁有最強降解能力的一類真菌，也是已知唯一的在純培養條件下能夠將木質素最終礦化的微生物，因此，白腐菌往往成為研究降解木質素的首選微生物。處理制漿造紙廢水的研究表明，白腐菌對制漿漂白廢水具有明顯的脫色，消除毒性，降低COD與BOD的作用。王雙飛等人自主設計順流式固定床反應器，采用吸附法固定白腐菌，處理葦漿CEH三段漂白的混合廢水，實驗連續運行的結果表明，吸附法固定白腐菌能促使處理效果較穩定，COD去除率為65%-68%，BOD5去除率為89%-92%。徐海娟等人采用活性炭-化學纖維固定膜反應器，投加白腐菌，處理葦漿CEH三段漂白的混合廢水，研究發現，漂白廢水的脫色率達60%-90%，COD去除率在50%以上。閆冰等人把白腐菌應用于CTMP制漿廢液處理中，研究結果表明，白腐菌除了能很好的適應CTMP廢液，還能顯著降解其中的污染物，廢水COD的去除率達到68%-73%。制漿造紙廢水中還有一個難題是脫色，生物強化技術應用于脫色處理中也取得一定進展。曾麗璇等人利用生物強化技術采用優勢菌處理印染廢水，具體做法是在印染廢水的水解池內投入具有較好脫色效果的假單胞菌、氣單胞菌和紅螺菌的混合菌株，結果顯示持續六天處理系統脫色率都穩定在90%以上。
發明內容
發明目的：針對現有技術中存在的不足，本發明的目的是提供一種利用黃孢原毛平革菌生物強化處理制漿廢水的方法，采用黃孢原毛平革菌，對制漿廢水進行生物強化處理，提高COD去除率，同時有效降低廢水顏色，去除色度。
技術方案：為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為：
一種利用黃孢原毛平革菌生物強化處理制漿廢水的方法，步驟如下：
1)取生物反應器，加入工業組合填料和活性污泥，并加入葡萄糖為碳源，進行曝氣，每天停止曝氣一定時間，用虹吸上清液的方式換水，經一段時間曝氣后，污泥成功掛膜;
2)將黃孢原毛平革菌從斜面上接種到馬鈴薯液體培養基中，制成菌懸液，恒溫37℃在搖床培養三至四天;
3)在生物反應器中添加黃孢原毛平革菌菌懸液，繼續曝氣，并且每天換水;投入菌劑兩三天后，吸出上清液，加入制漿廢水，同時按C、N、P是200:5:1的質量比分別加入酒石酸銨和KH2PO4，并加入微生物所需的常量元素和微量元素，之后每天換廢水，測定每天出水的COD和色度，水質符合排放要求排放即可。
步驟1)中，活性污泥濃度為20g/L，葡萄糖濃度為500mg/L，每天停止曝氣一小時。
步驟3)中，廢水中，含有200mg/L的葡萄糖和300mg/L的堿性木質素。
步驟3)中，溫度18~40℃、pH4.5~9.0、葡萄糖含量0~300 mg/L、酒石酸銨含量0~0.4mg/L、黃孢原毛平革菌菌懸液投加量10~200mL/L和溶解氧2~8mg/L。
步驟3)中，溫度18℃、pH 7.0、葡萄糖含量300 mg/L、酒石酸銨含量0.02 mg/L、黃孢原毛平革菌菌懸液投加量100 mL/L和溶解氧4 mg/L。
步驟3)中，葡萄糖含量為300mg/L，pH為6.0，酒石酸銨含量為0.2 mg/L，黃孢原毛平革菌投加量為100 mL/L，溫度為26℃，DO為8 mg/L。
有益效果：與現有技術相比，本發明的利用黃孢原毛平革菌生物強化處理制漿廢水的方法，利用黃孢原毛平革菌和生物膜土著微生物的協同作用，對木質素進行一定程度的生物降解，生成的小分子可被生物膜微生物利用并降解，因此該生物強化方法對制漿廢水的處理效果更好。通過與對照進行相比試驗，在葡萄糖含量300 mg/L，pH 6.0，酒石酸銨含量 0.2 mg/L，白腐菌菌懸液投加量 100 mL/L，溫度26℃，DO 8 mg/L條件下，COD去除率和色度去除率分別達到89.74%、66.67%，處理后出水COD為37.76mg/L，色度為20，完全符合國家排放標準，具有很好的實用性，能產生很好的經濟效益和社會效應。
