CN107325982B

CN107325982B - 利用微生物制剂深度处理羟甲基纤维素生产废水的工艺

Info

Publication number: CN107325982B
Application number: CN201710511109.5A
Authority: CN
Inventors: 赵力强
Original assignee: Hangzhou Fuyang Jiachang Machinery Co ltd
Current assignee: HANGZHOU FUYANG JIACHANG MACHINERY Co.,Ltd.
Priority date: 2017-06-29
Filing date: 2017-06-29
Publication date: 2020-12-25
Anticipated expiration: 2037-06-29
Also published as: CN107325982A

Abstract

本发明属于环保技术领域，公开了利用微生物制剂深度处理羟甲基纤维素生产废水的工艺，其包括如下步骤：步骤1）预处理，步骤2）微生物驯化，步骤3）深度处理。本发明工艺能够深度处理羟甲基纤维素生产废水，生物修复效果好，环境友好性强。

Description

利用微生物制剂深度处理羟甲基纤维素生产废水的工艺

技术领域

本发明属于微生物技术领域，具体涉及利用微生物制剂深度处理羟甲基纤维素生产废水的工艺。

背景技术

羧甲基纤维素(CMC)是一种纤维素衍生物，属阴离子型纤维素醚类，外观为白色或微黄色絮状纤维粉末或白色粉末，无臭无味，无毒；易溶于冷水或热水，形成具有一定粘度的透明溶液。溶液为中性或微碱性，不溶于乙醇、乙醚、异丙醇、丙酮等有机溶剂，可溶于含水60%的乙醇或丙酮溶液。有吸湿性，对光热稳定，粘度随温度升高而降低，溶液在PH值2～10稳定，PH低于2，有固体析出，PH值高于10粘度降低。变色温度227℃，炭化温度252℃，2%水溶液表面张力71mn/n。CMC可作为粘合剂、增稠剂、悬浮剂、乳化剂、分散剂、稳定剂、上浆剂等。羧甲基纤维素钠（CMC）是纤维素醚类中产量最大的、用途最广、使用最为方便的产品，俗称为"工业味精"。在食品工业中被用作增稠剂及乳化剂,在日化工业中被用作稳泡剂及分散剂，在医药工业中被用作塑性剂及缓释剂等，在石油工业中被用作保水剂和稳定剂等。CMC 生产废水是典型的高浓度有机废水，既含有纤维素、羧甲基纤维素钠等大分子物质，又含有羟乙酸钠、氯乙酸、乙醇、乙醇钠以及无机盐等小分子物质，COD、氨氮含量较高，为难处理高浓度工业废水。若未经处理直接排放将会直接导致江河水质矿化度提高,给土壤、地表水、地下水带来严重的污染，使水体缺氧甚至是厌氧，导致鱼类及其他生物大量死亡。

目前处理羟甲基纤维素废水的方法有较多，包括微电解法、紫外线氯化法、双氧水处理法等，但是均不能够实现废水有效利用，变废为宝。例如，现有技术“铁炭微电解法预处理羧甲基纤维素生产废水“采用微电解法处理生产废水，能够大幅降低废水中的污染物含量，但是经过处理后的废水仍然达不到排放标准，无法实现对废水进行资源化处理。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供了利用微生物制剂深度处理羟甲基纤维素生产废水的工艺。

本发明是采用如下技术方案实现的：

利用微生物制剂深度处理羟甲基纤维素生产废水的工艺，其包括如下步骤：步骤1）预处理，步骤2）微生物驯化，步骤3）深度处理。

进一步地，所述步骤1）预处理，包括如下步骤：

步骤1）预处理：羟甲基纤维素生产废水首先经过絮凝沉淀池，絮凝剂为硫酸铝，添加量为1-3wt%，然后采用微电解法进行处理，再进入酸解调节池，调整溶液的pH为6.5-7。

进一步地，所述步骤2）微生物驯化，包括如下步骤：

（1）将多变鱼腥藻按照常规培养获得种子液，然后按照1:10的体积比转入藻类驯化培养基，培养12小时，得到多变鱼腥藻藻液；

（2）将产黄纤维单胞菌种子液按照1:10的体积比转入菌株驯化培养基，培养12小时，得到产黄纤维单胞菌驯化培养液；

将枯草芽孢杆菌种子液按照1:15的体积比转入菌株驯化培养基，培养18小时，得到枯草芽孢杆菌驯化培养液；

将黑曲霉种子液按照1:10的体积比转入菌株驯化培养基，培养24小时，得到黑曲霉驯化培养液。

进一步地，所述步骤3）深度处理，包括如下步骤：

从酸碱调节池排出的废液进入微生物反应池，按照3-4%的接种量接种多变鱼腥藻藻液，培养一段时间后，再按照5-7%的接种量接种产黄纤维单胞菌驯化培养液、5-7%的接种量接种枯草芽孢杆菌驯化培养液，继续培养6-12h后，再按照8-10%的接种量接种黑曲霉驯化培养液，继续培养48h，过滤收集藻体和菌体，滤液排出。

进一步地，所述藻类驯化培养基按照如下方法制备而得：取从酸碱调节池排出的废水，往废水中添加尿素0.3-0.7g、碳酸氢钠6-10g、磷酸氢二钾0.15-0.25g、磷酸二氢钾0.15-0.25g、氯化钠0.4-0.6g、氯化钾0.2-0.3g、柠檬酸铁铵0.01-0.03g、乙二胺四乙酸二钠0.04-0.06g，搅拌均匀，定容至1L，制得藻类驯化培养基。

进一步地，所述菌株驯化培养基按照如下方法制备而得：

取从酸碱调节池排出的废水，往废水中添加葡萄糖30-40g，酵母粉10-15g，磷酸二氢钾5-7g，硫酸镁3-5g，碳酸钙1-2g，硫酸亚铁1-2g，搅拌均匀，定容至1L，制得菌株驯化培养基。

优选地，所述培养一段时间为培养6-18h。

本发明有益效果主要包括以下几个方面：

产黄纤维单胞菌能够利用纤维素类物质作为养料，产生糖类物质作为黑曲霉的养料；枯草芽孢杆菌产蛋白酶、糖苷酶、淀粉酶、纤维素酶等，可以利用纤维素类物质以及无机氮作为养料；黑曲霉不能利用纤维素作为养料，但是能有效快速利用糖类物质以及无机物。

本发明中，与单独培养枯草芽孢杆菌以及产黄纤维单胞菌相比较，与黑曲霉共培养后，纤维素酶活力明显增加；可能是因为枯草芽孢杆菌以及产黄纤维单胞菌分解纤维素类物质产生的糖类化合物可被黑曲霉快速利用，酶促底物含量的降低，会加速纤维素酶的合成；因此，在接入黑曲霉之前接入枯草芽孢杆菌以及产黄纤维单胞菌分解纤维素产生的养料可供黑曲霉使用，待养料达到一定浓度后，再接入黑曲霉，避免同时接入造成黑曲霉不能形成优势菌株；

本发明中，产黄纤维单胞菌、枯草芽孢杆菌以及黑曲霉均为好养微生物，废水中含氧量较低，首先接入多变鱼腥藻可以在光合作用下提供产生的氧气或代谢产物，以增加培养基中的含氧量或营养分成，能够提高菌类的活性或繁殖率；

本发明使用的微生物首先经过废液驯化培养，能够更快速适应废水，在获得微生物蛋白的同时净化了水质，一举两得。

附图说明

图1：多变鱼腥藻接种时间对菌株产纤维素酶能力的影响；

图2：多变鱼腥藻接种时间对菌体蛋白产量的影响。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

利用微生物制剂深度处理羟甲基纤维素生产废水的工艺，其包括如下步骤：

步骤1）预处理：羟甲基纤维素生产废水首先经过絮凝沉淀池，絮凝剂为硫酸铝，添加量为1-3wt%，然后采用微电解法进行处理，再进入酸解调节池，调整溶液的pH为6.5-7；

步骤2）微生物驯化：

（1）取从酸碱调节池排出的废水，往废水中添加尿素0.3g、碳酸氢钠6g、磷酸氢二钾0.15g、磷酸二氢钾0.15g、氯化钠0.6g、氯化钾0.3g、柠檬酸铁铵0.03g、乙二胺四乙酸二钠0.04g，搅拌均匀，定容至1L，制得藻类驯化培养基；将多变鱼腥藻按照常规培养获得种子液（浓度控制在1×10⁵个/ml），然后按照1:10的体积比转入藻类驯化培养基，培养12小时，得到多变鱼腥藻藻液；

（2）取从酸碱调节池排出的废水，往废水中添加葡萄糖30g，酵母粉15g，磷酸二氢钾7g，硫酸镁3g，碳酸钙2g，硫酸亚铁1g，搅拌均匀，定容至1L，制得菌株驯化培养基；

将产黄纤维单胞菌种子液（浓度控制在1×10⁸个/ml）按照1:10的体积比转入菌株驯化培养基，培养12小时，得到产黄纤维单胞菌驯化培养液；

将枯草芽孢杆菌种子液（浓度控制在1×10⁸个/ml）按照1:15的体积比转入菌株驯化培养基，培养18小时，得到枯草芽孢杆菌驯化培养液；

将黑曲霉种子液（浓度控制在1×10⁸个/ml）按照1:10的体积比转入菌株驯化培养基，培养24小时，得到黑曲霉驯化培养液；

步骤3）深度处理：从酸碱调节池排出的废液进入微生物反应池，按照3%的接种量接种多变鱼腥藻藻液，培养12h后，再按照5%的接种量接种产黄纤维单胞菌驯化培养液、5%的接种量接种枯草芽孢杆菌驯化培养液，继续培养6h后，再按照10%的接种量接种黑曲霉驯化培养液，继续培养48h，过滤收集藻体和菌体，滤液排出。

所述多变鱼腥藻为 ATCC 29413；所述产黄纤维单胞菌为ATCC 482，所述枯草芽孢杆菌为ATCC 6633，所述黑曲霉为ATCC 16404。

实施例2

步骤2）微生物驯化：

（1）取从酸碱调节池排出的废水，往废水中添加尿素0.5g、碳酸氢钠8g、磷酸氢二钾0.15g、磷酸二氢钾0.25g、氯化钠0.4g、氯化钾0.2g、柠檬酸铁铵0.01、乙二胺四乙酸二钠0.04g，搅拌均匀，定容至1L，制得藻类驯化培养基；将多变鱼腥藻按照常规培养获得种子液（浓度控制在1×10⁵个/ml），然后按照1:10的体积比转入藻类驯化培养基，培养12小时，得到多变鱼腥藻藻液；

（2）取从酸碱调节池排出的废水，往废水中添加葡萄糖40g，酵母粉15g，磷酸二氢钾5g，硫酸镁3g，碳酸钙1g，硫酸亚铁1g，搅拌均匀，定容至1L，制得菌株驯化培养基；

步骤3）深度处理：从酸碱调节池排出的废液进入微生物反应池，按照4%的接种量接种多变鱼腥藻藻液，培养6h后，再按照7%的接种量接种产黄纤维单胞菌驯化培养液、7%的接种量接种枯草芽孢杆菌驯化培养液，继续培养12h后，再按照8%的接种量接种黑曲霉驯化培养液，继续培养48h，过滤收集藻体和菌体，滤液排出。

实施例3

以实施例1为例，经过预处理后的废水主要指标为COD 1260 mg/L、BOD 635 mg/L、氨氮 237 mg/L、SS 39mg/L、总盐413mg/L、纤维素284mg/L、羟甲基纤维素571 mg/L；同时设置对照组，其中对照组1：不添加藻类，其余同实施例1；对照组2：不添加黑曲霉，其余同实施例1；经过各组处理后排出的水的各项指标见表1：

表1

指标	实施例1	对照组1	对照组2
				COD mg/L	16.7	117.4	131.2
BOD mg/L	10.2	85.7	74.5
				氨氮 mg/L	9.3	46.8	57.3
SS mg/L	2.1	7.2	11.9
				总盐 mg/L	23.6	70.5	80.6
纤维素 mg/L	5.3	36.3	49.3
				羟甲基纤维素 mg/L	4.9	51.4	22.1

结论：经过微生物深度处理后，各污染物含量大大降低，符合排放标准；经过对比实验可知，各微生物之间能够共生。协同性能好。

实施例4

本发明多变鱼腥藻与菌类之间协同效果试验：

多变鱼腥藻接种时间对菌株产纤维素酶能力以及菌体蛋白产量的影响：分别设置与产黄纤维单胞、枯草芽孢杆菌不同的接种间隔时间，0小时，6小时，12小时，18小时，24小时，以及不添加藻类的空白对照；分别检测了纤维素酶的酶活力以及菌体蛋白的产量（以干重计）；见图1和图2所示。与枯草芽孢杆菌接种的间隔时间为12小时，纤维素酶酶活力最高，较0小时组可提高25%，较不添加藻类的空白对照可提高40%以上；二者接种间隔时间为6小时，菌体蛋白的产量最高，可达到86g/L，较0小时组可提高15%，较不添加藻类的空白对照可提高30%以上；因此，可选择6-18小时的间隔时间添加枯草芽孢杆菌和产黄纤维单胞菌最为合适。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.利用微生物制剂深度处理羧甲基纤维素生产废水的工艺，其包括如下步骤：

步骤1）预处理：羧甲基纤维素生产废水首先经过絮凝沉淀池，絮凝剂为硫酸铝，添加量为1-3wt%，然后采用微电解法进行处理，再进入酸解调节池，调整溶液的pH为6.5-7;

步骤2）微生物驯化，包括如下步骤：

将黑曲霉种子液按照1:10的体积比转入菌株驯化培养基，培养24小时，得到黑曲霉驯化培养液;

所述多变鱼腥藻为 ATCC 29413、产黄纤维单胞菌为ATCC 482、枯草芽孢杆菌为ATCC6633、黑曲霉为ATCC 16404；

步骤3）深度处理，包括如下步骤：

从酸碱调节池排出的废液进入微生物反应池，按照3-4%的接种量接种多变鱼腥藻藻液，培养6-18h，再按照5-7%的接种量接种产黄纤维单胞菌驯化培养液、5-7%的接种量接种枯草芽孢杆菌驯化培养液，继续培养6-12h后，再按照8-10%的接种量接种黑曲霉驯化培养液，继续培养48h，过滤收集藻体和菌体，滤液排出；

所述藻类驯化培养基按照如下方法制备而得：取从酸碱调节池排出的废水，往废水中添加尿素0.3-0.7g、碳酸氢钠6-10g、磷酸氢二钾0.15-0.25g、磷酸二氢钾0.15-0.25g、氯化钠0.4-0.6g、氯化钾0.2-0.3g、柠檬酸铁铵0.01-0.03g、乙二胺四乙酸二钠0.04-0.06g，搅拌均匀，定容至1L，制得藻类驯化培养基；

所述菌株驯化培养基按照如下方法制备而得：取从酸碱调节池排出的废水，往废水中添加葡萄糖30-40g，酵母粉10-15g，磷酸二氢钾5-7g，硫酸镁3-5g，碳酸钙1-2g，硫酸亚铁1-2g，搅拌均匀，定容至1L，制得菌株驯化培养基。