一种治理造纸废水的微生物制剂及培养方法.pdf

一种治理造纸废水的微生物制剂及培养方法
     技术领域

    本发明涉及造纸废水的生物处理技术，主要利用微生物治理草浆造纸废水的方法及应用。

     背景技术

    我国是世界上环境污染最为严重的国家之一，我国的河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。全国每年污水排放达360亿吨，仅10％的生活污水和70％的工业废水得到处理，其中约有一半工业污水处理设施的出水达不到国家排放标准。其他未经处理地污水直接排入江河湖海，致使我国的水环境遭受严重污染和破坏。造纸工业的排水总量仅次于化学工业和钢铁工业的年排水量，造成水环境的严重污染。造纸工业的水污染已成为造纸行业乃至全社会关注的热点，也是造纸企业生存与发展的关键。造纸工业制浆的原料有两种：木材和草类。大多以草类纤维为主要造纸原料，治理这些造纸企业的草浆黑夜是很主要的。造纸工业中的制浆和漂白工序是产生废水最多的主要工序。造纸工业废水主要由蒸煮黑液和漂白废液组成，利用微生物与微生物酶类处理制浆废水具有很大的优势和潜力，因为微生物极易生长繁殖，酶催化反应具有高度专一性，反应条件温和，并且高效无污染。采用生物手段除去纸浆中残留的木质素。木质素的结构非常复杂，并且在纸浆中木质素与木聚糖形成复合体紧密地附着在纤维上，难以除去。仅依赖于一种酶的作用远远不够，利用木质素酶等多种酶的共同作用有望完全降解掉纸浆中残留的木质素。近年来，利用各种木质素酶进行生物处理造纸废水的研究正在迅速兴起，人们期望利用具有降解纤维素、木质素、半纤维素功能的菌株处理造纸废水，不仅可以节省处理造纸废水的成本，还可以减少二次污染。

    目前处理造纸工业废水采用的工艺技术主要有贮存氧化池、活性污泥法、曝气氧化塘技术等。这些方法的缺点为：

    1.活性污泥组成复杂，不易人为控制；

    2.在自然界条件下形成的活性污泥降解环境污染物的效率低下，效果不稳定；

    3.占地面积大，投资大，运行成本较高；

    4.活性污泥处理困难，易造成二次污染。

     发明内容

    本发明的目的是提供一种高效治理造纸废水的方法及该方法的应用。

    本发明的技术方案是，一种治理造纸废水复合微生物及培养方法，基本上包括：

    1)从环境中用各种专用培养基分离出：具有降解纤维素功能的菌，具有降

      解降解木质素功能的菌，具有降解半纤维素功能的菌，对分离筛选出各

      种高效菌株进行驯化、培养。各种菌种对草浆造纸废水有很强的适应性。

    2)具有降解纤维素功能的菌、具有降解降解木质素功能的菌、具有降解半

      纤维素功能的菌可以是白腐菌、芽孢杆菌、假单胞细菌、木霉、光合细

      菌、酵母菌等微生物；

    3)取一种或多种具有降解木质素、纤维素及半纤维素功能的菌株分别培养，

      加工成液体或固体，然后根据造纸废水特点，将培养物按不同比例混合，

      制成复合微生物；

    4)根据造纸废水的特点，调节曝气池中废水的C∶N∶P为一定比例，用选

      取的微生物组合对废水进行处理；

    复合微生物所用专用培养基及其特征：

    1)降解纤维素菌株所用培养基组成与配比为：

      微晶纤维素            0.5％

      蛋白胨                1％

      牛肉粉                0.5％

      KH₂PO₄ 2H₂O       1.0％

      MgSO₄                0.02％

      NaCl                  1.0％

      pH 7.5-8.0

    2)降解半纤维素菌株所用培养基组成与配比为：

      半纤维素              1.5％

      蛋白胨                1％

      牛肉粉                0.5％

      KH₂PO₄ 2H₂O       1.0％

      MgSO₄                0.02％

      NaCl                  1.0％

      pH 7.5-8.0

    3)降解木质素菌株所用培养基组成与配比为：

    木质素                  0.5％

    蛋白胨                  1％

    牛肉粉                  0.5％

    KH₂PO₄ 2H₂O         1.0％

    MgSO₄                  0.02％

    NaCl                    1.0％

    pH 7.5-8.0

    本发明用于治理造纸废水，能够实现微生物之间密切合作的生态关系和营养代谢的互补作用，处理废水后的污泥可以不经处理直接作为有机肥料。同时。本发明处理造纸废水占地面积小，投资和运行费用低。

     具体实施方式

    实施例1、菌体的分离、富集

    从水、土壤、底泥等环境中用下述各种专用培养基分离出：具有降解纤维素功能的菌，具有降解木质素功能的菌，具有降解半纤维素功能的菌，对分离筛选出各种高效菌株进行驯化、富集培养，所谓的富集培养是指培养基115℃高温灭菌15-30分钟，先将自环境中取得的样品在28-37℃条件下液体培养6-12天，然后划线分离纯培养，获得纯的单个菌落，并进行大量培养。复合微生物所用专用培养基及其特征：

    1)选择、富集具有降解纤维素菌株所用培养基组成与配比为：

      微晶纤维素             0.5％

      蛋白胨                 1％

      牛肉粉                 0.5％

      KH₂PO₄ 2H₂O        1.0％

      MgSO₄                 0.02％

      NaCl                   1.0％

      pH 7.5-8.0

    2)选择、富集具有降解半纤维素菌株所用培养基组成与配比为：

      半纤维素               1.5％

      蛋白胨                 1％

      牛肉粉                 0.5％

      KH₂PO₄ 2H₂O        1.0％

      MgSO₄                 0.02％

      NaCl                   1.0％

      pH 7.5-8.0

    3)选择、富集具有降解木质素菌株所用培养基组成与配比为：

      木质素                 0.5％

      蛋白胨                 1％

      牛肉粉                 0.5％

      KH₂PO₄.2H₂O        1.0％

      MgSO₄                 0.02％

      NaCl                   1.0％

      pH 7.5-8.0

    实施例2、生活污水的净化与回用：

    从天津市某造纸厂取一定的造纸废水，应用微生物制剂处理造纸废水，处理时间均为48小时。向曝气池中按体积份数比为2∶1∶3的比例加入实施例1中得到的降解纤维素、半纤维素、木质素的混合菌液共计16L。开启进水泵和鼓风机，连续曝气，运行2天后取样分析，其出水水质的COD_cr、色度变化见表1。从表1可以看出，造纸废水经微生物制剂处理后，COD、色度显著降低。

    表1  应用微生物制剂处理造纸废水48小时后进出水效果对比

                       COD(mg/L)              色度处理前                   760.0               355-500处理后                   105.2               15-30