CN109293008A

CN109293008A - 一种复合生物酶及其应用于处理造纸工业废水的方法

Info

Publication number: CN109293008A
Application number: CN201811318913.2A
Authority: CN
Inventors: 郭改梅; 逯新宇
Original assignee: Taiyuan University of Technology
Current assignee: Taiyuan University of Technology
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2019-02-01

Abstract

一种复合生物酶及其应用于处理造纸工业废水的方法，属于工业废水治理技术领域，可解决现有处理造纸工业废水的生物酶投加量大，工艺复杂、成本高以及处理效果不佳的问题，所述复合生物酶包括质量比为1:1:1的工业蛋白酶、解聚酶和脱氢酶，处理方法包括如下步骤：第一步，按比例将工业蛋白酶、解聚酶和脱氢酶混合均匀，得到复合生物酶；第二步，采用连续式生物膜反应器处理污水，生物复合酶采用多点分散投加的方式，每间隔1‑1.5m设一个投加点，投加浓度为1.0mg/L，水力停留时间为8小时。本发明的复合生物酶可使造纸工业废水中BOD和COD_Cr的去除率明显提高。

Description

一种复合生物酶及其应用于处理造纸工业废水的方法

技术领域

本发明属于工业废水治理技术领域，具体涉及一种复合生物酶及其应用于处理造纸工业废水的方法。

背景技术

造纸工业废水是一种水量大、色度高、悬浮物含量大、有机物浓度高、组分复杂的有机废水，废水来源于制浆及造纸的各个工艺环节中，属于难处理的工业废水之一。

造纸工业废水是一种水量大、色度高、悬浮物含量大、有机物浓度高、组分

复杂的难处理工业废水，造纸工业废水中的污染物主要包括以下几种：

（1）悬浮物：包括可沉降悬浮物和不可沉降悬浮物，主要是纤维和纤维细料(即破碎的纤维碎片和杂细胞)；

（2）易生物降解有机物：包括低分子量的半纤维素、甲醇、乙酸、甲酸和糖类等；

（3）难生物降解有机物：包括纤维原料中所含的木质素和大分子碳水化合物，以及黑液中所含的松香酸和不饱和脂肪酸等有毒有机物；

（4）色度：制浆废水中所含残余木质素是高度带色的。

因此，造纸工业废水处理所要解决的主要问题是去除悬浮物和有机污染物，且废水中BOD₅的值较低，BOD₅与COD的比值一般为0.15～0.25，可生化性较差。

生物酶作为一种广泛存在于动植物和微生物中的高效催化剂已被引入到环境工程领域。目前，脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶等水解酶类在工业废水的治理中已有不少实际的应用。目前已使用的生物酶存在一些不足之处：（1）投加剂量较大，投加工艺复杂；（2）所使用的制剂均依赖国外进口，其成本较高；（3）不能同时满足去除悬浮物和有机污染物。

发明内容

本发明针对现有处理造纸工业废水的生物酶投加量大，工艺复杂、成本高以及处理效果不佳的问题，提供一种复合生物酶及其应用于处理造纸工业废水的方法。

本发明采用如下技术方案：

一种复合生物酶，包括质量比为1:1:1的工业蛋白酶、解聚酶和脱氢酶，所述工业蛋白酶、解聚酶和脱氢酶的纯度均大于98%。

一种复合生物酶应用于处理造纸工业废水的方法，包括如下步骤：

第一步，按比例将工业蛋白酶、解聚酶和脱氢酶混合均匀，得到复合生物酶；

第二步，采用连续式生物膜反应器处理污水，生物复合酶采用多点分散投加的方式，每间隔1-1.5m设一个投加点，投加浓度为1.0mg/L，水力停留时间为8小时。

所述造纸工业废水的pH为5~10。

本发明中，三种酶的作用如下：

1. 工业蛋白酶，可用于难生物降级有机物的生物降解，并使悬浮固体量（SS）下降，同时改善污泥的沉降性能。

2. 解聚酶，解聚酶具有较好的催化作用，可用于难生物降解有机物的生物降解和分解有机物，并作为生物絮凝剂增强水体中悬浮物的絮凝效果。

3. 脱氢酶，脱氢酶能够有效地促进微生物的生理活性，通过脱氢酶活性的变化，可有效地指示水体的污染情况，同时具有去除有机物的作用。

本发明的复合生物膜应用于处理造纸工业废水的原理如下：

1. 去除悬浮物

将工业蛋白酶、解聚酶和脱氢酶按重量等比例混合，该复合酶可使造纸工业废水中的悬浮固体量下降，并可改善固体的沉降性能。在三种酶中，蛋白酶能够更好地改善污泥的沉降性能。

2. 提高造纸工业废水的可生化性

工业蛋白酶和解聚酶可促进难生物降解有机物的生物降解，提高废水的可生化性，将大分子有机物和有毒有机物转变为易生物降解有机物。

3. 去除有机物

复合生物酶可有效去除有机物，且工业蛋白酶、解聚酶和脱氢酶三种酶之间表现出良好的相容性。其中脱氢酶能够有效改善微生物的生理活性，促进有机物的生物降解。工业蛋白酶和解聚酶的协同促进作用相对较强，工业蛋白酶和解聚酶一起使用要比单独使用任一种酶的效果更好。同时，通过脱氢酶活性的变化可以有效指示废水的污染情况。

本发明的有益效果如下：

1. 本发明的复合生物酶制备方法简单，成本低，处理效果好。

2. 本发明的复合生物酶采用多点分散投加的方式，减少了投料量。

3. 本发明的复合生物酶可使造纸工业废水中BOD和COD_Cr的去除率明显提高。

具体实施方式

本发明装置采用连续式生物膜反应器，分别设置两个有机玻璃生物膜反应器A和B，体积为45L，反应器中填料为组合纤维填料。在反应器内装入某造纸厂预处理后的工业废水。在反应器B中投加1.0mg/L复合生物酶， A中不投加任何生物酶，作为对照组。

本发明采用的填料是上海石化环保器材厂生产的组合纤维填料，其型号为ZV-150-80。该填料由软性纤维束、高分子聚合环片、支撑套管、中心绳组成。软性纤维束用独特的穿孔固定方式均匀分布在塑料环片的周边，丝束不会脱落，同时避免了填料中心结团的现象，改善了中心供氧，塑料环片中间雪花状针刺样结构又能起良好的布水、布气作用，使该填料具有传质效果好、氧利用率高，不堵塞、耐冲击、处理稳定等优点。

本发明进水COD_Cr为1200~1600mg/L，BOD为300~400mg/L，初始pH值调整为5.0~10.0，初始温度为20~25℃，水力停留时间为8小时。

实施例1

复合生物酶采用市场出售的工业蛋白酶、解聚酶和脱氢酶按重量等比例混合，纯度大于98%。进行混合时，工业蛋白酶、解聚酶和脱氢酶的质量比采用(1.1~1.0)：(1.1~1.0)：(1.1~1.0)，投加时，生物复合酶的浓度为1.0mg/L。

装置采用连续式生物膜反应器，在反应器B中投加1.0mg/L生物复合酶， A中不投加任何生物酶，作为对照组。

将溶液体系的初始pH值调整为5.0。

运行稳定后反应器A、B对COD_Cr的平均去除率分别是65.4%，82.9%；对BOD的平均去除率分别是57.7%，85.8%。

实施例2

将溶液体系的初始pH值调整为6.0，其他同实施例1。

运行稳定后反应器A、B对COD_Cr的平均去除率分别是69.4%，88.9%；对BOD的平均去除率分别是64.6%，91.3%。

实施例3

将溶液体系的初始pH值调整为7.0，其他同实施例1。

运行稳定后反应器A、B对COD_Cr的平均去除率分别是69.2%，90.5%；对BOD的平均去除率分别是71.3%，91.1%。

实施例4

将溶液体系的初始pH值调整为8.0，其他同实施例1。

运行稳定后反应器A、B对COD_Cr的平均去除率分别是71.0%，90.3%；对BOD的平均去除率分别是75.4%，92.9%。

实施例5

将溶液体系的初始pH值调整为9.0，其他同实施例1。

运行稳定后反应器A、B对COD_Cr的平均去除率分别是64.4%，86.6%；对BOD的平均去除率分别是72.6%，90.8%。

实施例6

将溶液体系的初始pH值调整为10.0，其他同实施例1。

运行稳定后反应器A、B对COD_Cr的平均去除率分别是67.3%，86.2%；对BOD的平均去除率分别是67.9%，88.1%。

从实施例中可知，针对pH5~10的造纸工业废水，本发明的复合生物酶可使造纸工业废水中BOD和COD_Cr的去除率明显提高。

Claims

1.一种复合生物酶，其特征在于：包括质量比为1:1:1的工业蛋白酶、解聚酶和脱氢酶，所述工业蛋白酶、解聚酶和脱氢酶的纯度均大于98%。

2.一种如权利要求1所述的复合生物酶应用于处理造纸工业废水的方法，其特征在于：包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种复合生物酶应用于处理造纸工业废水的方法，其特征在于：所述造纸工业废水的pH为5~10。