CN109502764A - 一种生物酶制剂及利用其提高造纸业混合废水处理效率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种生物酶制剂及利用其提高造纸业混合废水处理效率的方法。该生物酶制剂，其主要包括：纤维素酶，木聚糖酶，脂肪酶，淀粉酶，木质素酶、果胶酶等，利用该生物酶制剂对进水处理场的废水进行预处理，将无法沉降的淀粉、胶粘物、树脂、细小纤维等大分子结构进行降解，最终提高厌氧段和好氧段的生物处理效率，降低Fenton高级氧化段的处理成本，提高排水水质。与化学处理法不同的是，酶处理法不会产生二次污染，成本低，是一种绿色环保的处理手段。

Description

一种生物酶制剂及利用其提高造纸业混合废水处理效率的 方法

技术领域

本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种生物酶制剂及利用其提高造纸业混合废水处理效率的方法。

背景技术

综合型造纸企业(不包括特种纸企业)的产品种类大多包括制浆和造纸，其中制浆有化学浆、机械磨木浆、废纸浆等，造纸有文化纸、包装纸、新闻纸、铜版纸等，其废水处理一般是所有的废水混合排放到水处理场，集中处理。混合废水中污染物的主要组分有矿物质，主要来源是造纸填料；胶粘物，主要来源是废纸中的油墨粘结料、热融胶、涂料中的胶粘剂，以及植物纤维中的天然树脂；淀粉，主要来源是抄纸中的助剂以及废纸中的淀粉残留；细小纤维，主要来源是浆料中未得到保留的细小组分，其成分主要是纤维素、半纤维素、木素以及果胶质、矿物质和其它抽出物等。

水处理场的主要处理工序有沉淀池、均衡池、厌氧罐、好氧曝气池、Fenton高级氧化，其中沉淀池是第一道工序，主要是通过静置沉淀，将废水中的悬浮物质(SS)去除，然后在均衡池中调节水质、水温、水量等，第二道工序是在厌氧罐中通过厌氧菌对废水中无法沉降的有机物质进行分解、转化，去除部分有机物使之转变成二氧化碳和水等代谢产物。第三道工序是好氧处理，由好氧菌进一步处理残余有机物，第四道工序是Fenton高级氧化，利用双氧水、硫酸亚铁对难生物降解的有机小分子进行氧化去除，进一步降低COD。

初沉池只能沉淀水体中的较大颗粒，而无法除去其它悬浮胶体类大分子污染物，其中主要是以溶解或胶体的状态存在，需要在后序的厌氧和好氧工序中进一步处理。但这些无法沉降的淀粉、胶粘物、树脂、细小纤维等均是大分子结构，厌氧菌和好氧菌在分解这些大分子时时间较长、效率较低，受废水在厌氧罐和曝气池内停留时间的限制，去除效率会因这类大分子数量的增多而降低，成本高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是，根据这类混合废水的组分特点制备一种生物酶制剂，用来对进水处理场的废水进行预处理，将无法沉降的淀粉、胶粘物、树脂、细小纤维等大分子结构进行降解，最终提高厌氧段和好氧段的生物处理效率，降低Fenton高级氧化段的处理成本，提高排水水质。与化学处理法不同的是，酶处理法不会产生二次污染，成本低，是一种绿色环保的处理手段。

首先发明人根据造纸混合废水的组分特点发明了一种生物酶制剂，其主要包括：纤维素酶，木聚糖酶，脂肪酶，淀粉酶，木质素酶、果胶酶等，根据综合型造纸企业的废水组分，按照质量百分比，各组分的质量百分比配比为：纤维素酶：20-30％，脂肪酶：20-30％，淀粉酶：10-20％，木聚糖酶：2-5％，木质素酶：5-10％，果胶酶：1-2％，余量为水。

其中：纤维素酶的酶活≥15000u/g；脂肪酶的酶活≥10000u/g；淀粉酶的酶活≥2000u/g；木聚糖酶的酶活≥30000u/g；木质素酶的酶活≥5000u/g；果胶酶的酶活≥10000u/g。

脂肪酶对酯键具有专一性，对天然的树脂及人工合成高分子树酯均有良好的降解表现，例如，可以将废水中的甘油三酸酯分解成游离的脂肪酸和甘油；因此能够有效将混合废水中的胶粘物，主要是废纸中的油墨粘结料、热融胶、涂料中的胶粘剂，以及植物纤维中的天然树脂等进行降解。

淀粉酶可以快速切断淀粉的分子链，分解生成短链糊精和低分子量的还原糖类；将抄纸中的助剂以及废纸中的淀粉残留进行降解；纤维素酶是一个复杂酶系，可将纤维素水解成葡萄糖，主要分解废水中的纤维素；木聚糖酶可将木聚糖降解成小分子聚糖，是分解半纤维素的主要酶制剂；果胶酶可以用来处理植物纤维的果胶类物质，能够破坏糖苷键联结，促进聚半乳糖醛酸降解为低分子或单分子的半乳糖醛酸。这样能够使来源于浆料中未得到保留的细小组分，例如纤维素、半纤维素、木素以及果胶质、矿物质和其它抽出物等水解。

更重要的是，废水中的各种悬浮胶体本身具有复杂的机构，单个酶系不能完全将其降解，而且在废水中不同的污染物混合后在一定程度上进行了物理和化学上的反应，使得这些污染物的结构更加复杂。这些酶在将不同大分子悬浮胶体类分别进行降解的同时，合理的配比使其能够恰当的进行分工合作，在不同程度上将结构复杂含有不同功能键的大分子一步一步的降解，使其成为后续好氧或厌氧工序中各种微生物可直接转化利用的小分子。

发明人进一步给出了利用该生物酶制剂提高造纸业混合废水处理效率的方法，具体如下：

在初沉池出水口以0.1-0.5kg/吨水的用量均匀加入生物酶制剂，在均衡池中分解。

为了提高效率，均衡池温度控制在35-45℃，PH值在5-8，均衡池内废水的平均停留时间6-8小时。

本发明的技术方案最终使得厌氧段和好氧段的处理效率得到大幅提高，使Fenton高级氧化段处理成本下降，从整体上提高了造纸类混合废水的处理效率。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

生物酶制剂中各组分按照质量百分比的比例为：纤维素酶占20％，脂肪酶占30％，淀粉酶占20％，木聚糖酶占3％，木质素酶占10％，果胶酶占1％，其余为水。

其中：纤维素酶的酶活≥15000u/g；脂肪酶的酶活≥10000u/g；淀粉酶的酶活≥2000u/g；木聚糖酶的酶活≥30000u/g；木质素酶的酶活≥5000u/g；果胶酶的酶活≥10000u/g

使用方案：在初沉池出水口以0.1kg/吨水的用量均匀加入生物酶制剂，在均衡池中分解。均衡池温度保持在40-45℃(夏季)，PH值在5-7，均衡池内废水的平均停留时间约6.5小时。

实施例2

生物酶制剂中各组分按照质量百分比的比例为：纤维素酶占25％，脂肪酶占20％，淀粉酶占10％，木聚糖酶占5％，木质素酶占5％，果胶酶占2％，其余为水。

其中：纤维素酶的酶活≥15000u/g；脂肪酶的酶活≥10000u/g；淀粉酶的酶活≥2000u/g；木聚糖酶的酶活≥30000u/g；木质素酶的酶活≥5000u/g；果胶酶的酶活≥10000u/g

使用方案：在初沉池出水口以0.5kg/吨水的用量均匀加入生物酶制剂，在均衡池中分解。均衡池温度保持在35-40℃(冬季)，PH值在7-8，均衡池内废水的平均停留时间约7.5小时。

实施例3

生物酶制剂中各组分按照质量百分比的比例为：纤维素酶占30％，脂肪酶占25％，淀粉酶占12％，木聚糖酶占2％，木质素酶占7％，果胶酶占1％，其余为水。

其中：纤维素酶的酶活≥15000u/g；脂肪酶的酶活≥10000u/g；淀粉酶的酶活≥2000u/g；木聚糖酶的酶活≥30000u/g；木质素酶的酶活≥5000u/g；果胶酶的酶活≥10000u/g

使用方案：在初沉池出水口以0.2kg/吨水的用量均匀加入生物酶制剂，在均衡池中分解。均衡池温度保持在40-45℃(夏季)，PH值在5-7，均衡池内废水的平均停留时间约6.5小时。

实施例4

生物酶制剂中各组分按照质量百分比的比例为：纤维素酶占25％，脂肪酶占20％，淀粉酶占17％，木聚糖酶占5％，木质素酶占10％，果胶酶占1.5％，其余为水。

其中：纤维素酶的酶活≥15000u/g；脂肪酶的酶活≥10000u/g；淀粉酶的酶活≥2000u/g；木聚糖酶的酶活≥30000u/g；木质素酶的酶活≥5000u/g；果胶酶的酶活≥10000u/g

使用方案：在初沉池出水口以0.4kg/吨水的用量均匀加入生物酶制剂，在均衡池中分解。均衡池温度保持在35-40℃(冬季)，PH值在7-8，均衡池内废水的平均停留时间约7.5小时。

实施例5

生物酶制剂中各组分按照质量百分比的比例为：纤维素酶占20％，脂肪酶占30％，淀粉酶占10％，木聚糖酶占3％，木质素酶占5％，果胶酶占2％，其余为水。

其中：纤维素酶的酶活≥15000u/g；脂肪酶的酶活≥10000u/g；淀粉酶的酶活≥2000u/g；木聚糖酶的酶活≥30000u/g；木质素酶的酶活≥5000u/g；果胶酶的酶活≥10000u/g

使用方案：在初沉池出水口以0.2kg/吨水的用量均匀加入生物酶制剂，在均衡池中分解。均衡池温度保持在40-45℃(夏季)，PH值在7-8，均衡池内废水的平均停留时间约7小时。

以实施例1和2为例与常规不使用生物酶制剂的废水处理方法(对照组)进行效果对比，其结果如下表：

备注：实验例与对照组均采用沉淀池，均衡池，厌氧罐，好氧曝气池，Fenton高级氧化的处理模式进行造纸类废水处理，其中厌氧段COD去除率是相对于进厌氧段的COD；好氧段COD去除率是相对于进好氧段的COD。

从上述实施例可以看出，本发明方法的造纸业废水处理优势明显，能够更高效率，更彻底的处理该类废水，降低成本，具有较高的经济价值。

Claims (5)

1.一种生物酶制剂，其特征在于，该生物酶制剂包括纤维素酶，木聚糖酶，脂肪酶，淀粉酶，木质素酶、果胶酶。

2.根据权利要求1所述的生物酶制剂，其特征在于，按照质量百分比，各组分的质量百分比配比为：纤维素酶：20-30％，脂肪酶：20-30％，淀粉酶：10-20％，木聚糖酶：2-5％，木质素酶：5-10％，果胶酶：1-2％，余量为水。

3.根据权利要求1所述的生物酶制剂，其特征在于，所述的纤维素酶的酶活≥15000u/g；脂肪酶的酶活≥10000u/g；淀粉酶的酶活≥2000u/g；木聚糖酶的酶活≥30000u/g；木质素酶的酶活≥5000u/g；果胶酶的酶活≥10000u/g。

4.利用权利要求1所述的生物酶制剂提高造纸业混合废水处理效率的方法，其特征在于，具体如下：

在初沉池出水口以0.1-0.5kg/吨水的用量均匀加入生物酶制剂，在均衡池中分解。

5.根据权利要求4所述的提高造纸业混合废水处理效率的方法，其特征在于，均衡池温度控制在35-45℃，PH值在5-8，均衡池内废水的平均停留时间6-8小时。