申請(qǐng)日2016.05.16

　　公開(kāi)(公告)日2016.08.17

　　IPC分類(lèi)號(hào)C02F3/34; C02F103/28

　　摘要

　　本發(fā)明公開(kāi)了一種利用黃孢原毛平革菌生物強(qiáng)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(qiáng)化處理廢水。本發(fā)明的利用黃孢原毛平革菌生物強(qiáng)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(xié)同作用，對(duì)木質(zhì)素進(jìn)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(qiáng)化方法對(duì)制漿廢水的處理效果更好。通過(guò)與對(duì)照進(jìn)行相比試驗(yàn)，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(dá)到89.74%、66.67%，處理后出水COD為37.76mg/L，色度為20，完全符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種利用黃孢原毛平革菌生物強(qiáng)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(yīng)器，加入工業(yè)組合填料和活性污泥，并加入葡萄糖為碳源，進(jìn)行曝氣，每天停止曝氣一定時(shí)間，用虹吸上清液的方式換水，經(jīng)一段時(shí)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(yǎng)基中，制成菌懸液，恒溫37℃在搖床培養(yǎng)三至四天;

　　3)在生物反應(yīng)器中添加黃孢原毛平革菌菌懸液，繼續(xù)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(shí)按C、N、P是200:5:1的質(zhì)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(cè)定每天出水的COD和色度，水質(zhì)符合排放要求排放即可。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用黃孢原毛平革菌生物強(qiáng)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(shí)。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用黃孢原毛平革菌生物強(qiáng)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(zhì)素。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用黃孢原毛平革菌生物強(qiáng)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(jù)權(quán)利要求1所述的利用黃孢原毛平革菌生物強(qiáng)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(jù)權(quán)利要求1所述的利用黃孢原毛平革菌生物強(qiáng)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(shuō)明書(shū)

　　一種利用黃孢原毛平革菌生物強(qiáng)化處理制漿廢水的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用黃孢原毛平革菌(P.Chrysosporium)生物強(qiáng)化處理制漿廢水的方法。

　　背景技術(shù)

　　制漿造紙工業(yè)是世界上六大污染工業(yè)之一，其廢水中含有大量的木質(zhì)素、纖維素和各種化學(xué)藥品，耗氧量大，是污染環(huán)境的主要來(lái)源之一。我國(guó)造紙行業(yè)每年排放廢水量達(dá)40億噸，占全國(guó)工業(yè)廢水排放量的1/6，COD和SS均占1/4，總體來(lái)說(shuō)具有排放量大、污染物復(fù)雜、難處理等特點(diǎn)，不僅阻礙了造紙工業(yè)的發(fā)展，也嚴(yán)重影響了百姓的日常生活和自然環(huán)境的改善。2008年我國(guó)頒布并實(shí)施的制漿造紙工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的排放限值比舊標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格。根據(jù)GB3544-2008，國(guó)家規(guī)定制漿企業(yè)廢水COD排放限值為100 mg/L，制漿和造紙聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)COD排放限值為90 mg/L，造紙企業(yè)為80 mg/L，BOD5排放限值為20 mg/L。因此，制漿造紙企業(yè)必須尋求有效的廢水處理新工藝，才能達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的排放要求，從而對(duì)促進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和造紙工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　制漿造紙廢水污染物濃度高，成分復(fù)雜，可生化性差，流量和負(fù)荷波動(dòng)較大，成為難處理的工業(yè)廢水之一。其處理方法主要有物理法、化學(xué)法、物化法和生物法。物理法包括氣浮法、超聲法等，化學(xué)法包括化學(xué)氧化法、光電催化法等，物理化學(xué)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(xué)處理法，都會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，且成本高，不適于普遍應(yīng)用。其中生物方法成本低，效率高，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，是目前主流的廢水處理方法。但是，近年來(lái)由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，廢水量日益增多，成分日益復(fù)雜，一般的生物法的處理能力已難以滿(mǎn)足實(shí)際需求，尤其當(dāng)廢水中含暫時(shí)性有毒難處理物質(zhì)時(shí)，傳統(tǒng)的處理工藝更是難以達(dá)到理想的出水水質(zhì)，并且也會(huì)給原有系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定帶來(lái)很大的風(fēng)險(xiǎn)。在此背景下產(chǎn)生了生物強(qiáng)化技術(shù)，該技術(shù)是指在生物處理系統(tǒng)中，投加具有特定功能的微生物、營(yíng)養(yǎng)物或基質(zhì)類(lèi)似物，降解特定污染物，提高降解速率，從而達(dá)到有效處理含有難降解有機(jī)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(zhì)纖維素等難降解物質(zhì)。木質(zhì)素屬于高分子聚合物，具有非結(jié)晶性和三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是目前公認(rèn)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(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，歸根結(jié)底是必須處理難降解的木質(zhì)素。木質(zhì)素要完全降解是真菌、細(xì)菌與相應(yīng)微生物群落共同作用的結(jié)果，其中真菌在木質(zhì)素降解中起主導(dǎo)作用，在所有真菌種類(lèi)中白腐菌是目前已知的在自然界中對(duì)木質(zhì)素?fù)碛凶顝?qiáng)降解能力的一類(lèi)真菌，也是已知唯一的在純培養(yǎng)條件下能夠?qū)⒛举|(zhì)素最終礦化的微生物，因此，白腐菌往往成為研究降解木質(zhì)素的首選微生物。處理制漿造紙廢水的研究表明，白腐菌對(duì)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(shè)計(jì)順流式固定床反應(yīng)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(shí)驗(yàn)連續(xù)運(yùn)行的結(jié)果表明，吸附法固定白腐菌能促使處理效果較穩(wěn)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(xué)纖維固定膜反應(yīng)器，投加白腐菌，處理葦漿CEH三段漂白的混合廢水，研究發(fā)現(xiàn)，漂白廢水的脫色率達(dá)60%-90%，COD去除率在50%以上。閆冰等人把白腐菌應(yīng)用于CTMP制漿廢液處理中，研究結(jié)果表明，白腐菌除了能很好的適應(yīng)CTMP廢液，還能顯著降解其中的污染物，廢水COD的去除率達(dá)到68%-73%。制漿造紙廢水中還有一個(gè)難題是脫色，生物強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用于脫色處理中也取得一定進(jìn)展。曾麗璇等人利用生物強(qiáng)化技術(shù)采用優(yōu)勢(shì)菌處理印染廢水，具體做法是在印染廢水的水解池內(nèi)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(jié)果顯示持續(xù)六天處理系統(tǒng)脫色率都穩(wěn)定在90%以上。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種利用黃孢原毛平革菌生物強(qiáng)化處理制漿廢水的方法，采用黃孢原毛平革菌，對(duì)制漿廢水進(jìn)行生物強(qiáng)化處理，提高COD去除率，同時(shí)有效降低廢水顏色，去除色度。

　　技術(shù)方案：為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

　　一種利用黃孢原毛平革菌生物強(qiáng)化處理制漿廢水的方法，步驟如下：

　　1)取生物反應(yīng)器，加入工業(yè)組合填料和活性污泥，并加入葡萄糖為碳源，進(jìn)行曝氣，每天停止曝氣一定時(shí)間，用虹吸上清液的方式換水，經(jīng)一段時(shí)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(yǎng)基中，制成菌懸液，恒溫37℃在搖床培養(yǎng)三至四天;

　　3)在生物反應(yīng)器中添加黃孢原毛平革菌菌懸液，繼續(xù)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(shí)按C、N、P是200:5:1的質(zhì)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(cè)定每天出水的COD和色度，水質(zhì)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(shí)。

　　步驟3)中，廢水中，含有200mg/L的葡萄糖和300mg/L的堿性木質(zhì)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(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的利用黃孢原毛平革菌生物強(qiáng)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(xié)同作用，對(duì)木質(zhì)素進(jìn)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(qiáng)化方法對(duì)制漿廢水的處理效果更好。通過(guò)與對(duì)照進(jìn)行相比試驗(yàn)，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(dá)到89.74%、66.67%，處理后出水COD為37.76mg/L，色度為20，完全符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，具有很好的實(shí)用性，能產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效應(yīng)。