CN109607973B - 一种提高造纸废水生物处理效率的方法 - Google Patents

一种提高造纸废水生物处理效率的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高造纸废水生物处理效率的方法，包括厌氧微生物的富集、好氧微生物混悬液的制备、固定化微生物的制备、固定化微生物的驯化、固定化微生物的预处理和固定化微生物的投加这几个步骤。本发明采用固定化微生物强化技术，向造纸废水生物处理系统的不同单元（厌氧、好氧）中投加活性高、生物量大、抗逆性和耐受性强的固定化微生物，从而显著提高整个生物处理系统的处理效率，使处理后出水指标进一步降低。本发明的方法也无需改变已有的造纸废水生物处理工艺和设备，具有广阔的应用前景。

Description

一种提高造纸废水生物处理效率的方法
技术领域
本发明属于环境保护中的废水处理领域，具体涉及一种提高造纸废水生物处理效率的方法。
背景技术
造纸工业是能耗高，物耗高，对环境污染严重的行业之一，其污染特性是废水排放量大，其中COD、悬浮物（SS）含量高，色度严重。在世界范围内，造纸废水都是重要的污染源，如美国将其列为六大公害之一，日本将其列为五大公害之一。随着我国造纸工业的迅速发展，造纸废水排放量目前已占全国工业废水排放总量的18.6%，废水中COD约占全国工业COD 排总放量的44%，如何有效处理这些造纸废水备受人们的关注。造纸废水主要来自造纸工业生产中的制浆和抄纸两个生产过程。制浆是把植物原料中的纤维分离出来，制成浆料，再经漂白，抄纸是把浆料稀释、成型、压榨、烘干，制成纸张，这两个过程产生的废水中含有大量难降解有机物如木质素、纤维素、半纤维素等，还含有各种添加的化学药剂和化学助剂，如色素、醇、酮、有机酸等。
目前国内大部分大型造纸企业建有废水处理设施，但是有的不经处理直接排放或是未达标排放，一些小型的造纸厂根本就没有废水处理设施，废水直接排入周边河流，给周边环境造成了严重影响。因而要实现造纸行业的可持续发展，必须全面解决造纸行业的污染问题。造纸废水的处理技术多种多样，主要有物理法、化学法、物理化学法和生物法，其中生物处 理法因其清洁、实用、经济等特点得到了广泛应用，已成为造纸废水二级处理的主要方法之一。生物处理法的原理是利用微生物的新陈代谢功能，使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害稳定的物质，从而使废水得以净化。通过人为地创造适合于微生物生存和繁殖的环境，使之大量繁殖，以提高其氧化分解有机物的效率。根据参与作用的微生物种类和供氧情况，分为好氧生物处理、厌氧生物处理及厌氧-好氧联合处理三大类，其中厌氧-好氧联合处理是目前公认的最经济、高效的方法。
在实际应用中，由于造纸废水中污染物的复杂性、难降解性以及对微生物体系的抑制性，采用常规的生物处理方法无法取得显著效果，这些物质会长期存在被排放的环境当中，造成顽固性污染，因此需要采用生物强化技术作为辅助手段。生物强化技术是指向常规的生物处理系统中投加具有特定功能的微生物，提高有效微生物的浓度，增强对难降解污染物的降解能力，提高其降解速率，并改善原有生物处理体系对目标污染物的去除效能。投加的微生物可以来源于原来的处理体系，也可以是原来不存在的外源微生物。投加的微生物应该具备活性高、生物量大、生长稳定、能快速降解目标污染物的特点。直接投加微生物是生物强化技术应用最为普遍的方式之一，这种方式操作简单，但也存在一些缺点，例如投加的微生物容易流失，无法维持高浓度的生物量；竞争力不强，不能长期在处理系统的群落结构中占据优势地位；易受到外界环境的影响，生长稳定性不强；需要反复多次投加，增加废水处理的成本。投加固定化生物则可以克服以上缺点。固定化微生物的作用机制是通过化学或物理的方法将特定的微生物固定在载体中，使微生物对外界环境的耐受性增强，从而保持微生物活性，增加微生物存活时间，而微生物在载体中大量增殖，大大提高了生物量，从整体上能够提高造纸废水的处理效率。
目前生物强化技术在造纸废水处理中的应用通常是在生物处理系统中的某一个单元使用，例如在好氧单元中投加硝化细菌或芽胞杆菌，而在造纸废水生物处理的厌氧单元和好氧单元中同时使用生物强化技术的研究还不多。此外，尽管固定化微生物技术在近些年取得重要进展，但该技术在实际应用时还存在着所用载体材料价格较高，使用寿命较短，载体传质性能还不够好等问题。
发明内容
针对目前造纸废水生物处理技术中存在的COD和色度去除率较低的问题，本发明提供一种利用固定化微生物强化技术来提高常规造纸废水厌氧-好氧生物处理系统的处理效率的方法，大大提高了COD和色度的去除率，实现对造纸废水的有效降解。
本发明的技术方案概述如下：
一种提高造纸废水生物处理效率的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1、厌氧微生物的富集
从造纸废水生物处理系统的厌氧单元中采集活性污泥接种至培养液中，置于33~37℃、厌氧、静置的条件下培养3~4d，吸取此时的培养液转接到新鲜培养液中培养1~2d，转接量为8~12%，培养条件与前述相同，如此重复3次，获得富集的厌氧微生物，再置于离心机上，以转速7000rpm离心10min后取沉淀重悬于蒸馏水中，制成厌氧微生物混悬液；
2、好氧微生物混悬液的制备
选取黄孢原毛平革菌、绿色木霉、皮状丝孢酵母、地衣芽胞杆菌、恶臭假单胞菌作为特定添加的好氧微生物，将这些微生物扩培后的菌液按照2:1:1:5:4的比例接种于马铃薯葡萄糖肉汤培养基中混合培养2~3d，再置于离心机上，以转速8000rpm离心10min后取沉淀重悬于蒸馏水中，制成好氧微生物混悬液；
3、固定化微生物的制备
取一定质量的羧甲基纤维素钠在50℃水浴条件下缓慢加入蒸馏水中，边加边搅拌，充分溶解制成浓度为3.0%的溶液，再加入1.5%活性炭、0.4%TritonX-100和3.0%厌氧微生物或好氧微生物混悬液混匀，用挤压滴落法将混合液滴入到浓度为1.5%的硫酸铝溶液中，交联4h得到直径3mm左右的固定化厌氧微生物小球和好氧微生物小球，再用蒸馏水洗净，置于4℃冰箱中保存备用；
4、固定化微生物的驯化
取造纸废水原液加入不同体积蒸馏水进行稀释，形成梯度浓度的造纸废水，将制备好的固定化厌氧微生物小球和好氧微生物小球以10%的接种量分别加到最低浓度的造纸废水中，在适宜温度下开始培养，每24h将固定化微生物小球取出，加到更高浓度的造纸废水中，直到最终加到造纸废水原液中，继续培养5d，固定化微生物小球性能达到稳定，完成驯化；
5、固定化微生物的预处理
将上述固定化厌氧微生物小球和好氧微生物小球分别与预处理培养液按照1:5的体积比混合，置于恒温摇床上培养2h后开始进行磁场与超声波共作处理，每天在同一时间段处理结束后迅速将样品返回至恒温摇床上继续培养，一共处理4d；
6、固定化微生物的投加
向造纸废水生物处理系统的厌氧单元中，投加固定化厌氧微生物小球，投加量为厌氧单元反应器有效容积的20~25%，向好氧单元中，投加固定化好氧微生物小球，投加量为好氧单元反应器有效容积的10~15%，根据实际情况调试运行程序，进行造纸废水处理。
所述步骤1中，厌氧单元是指厌氧生物滤池、水解酸化池、升流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧膨胀颗粒污泥床（EGSB）、厌氧折流板反应器（ABR）等常规厌氧处理设备中的一种。
所述步骤1中，培养液的成分为：牛肉膏1.3~1.7g/L，葡萄糖0.8~1.2g/L，胰蛋白胨5.5~6.0g/L，酵母粉 2.8~3.4g/L，KH2PO4 520~550mg/L，K2HPO4 365~385mg/L，（NH4）2SO4241~245mg/L，NaCl 30~36mg/L，CaCl2 29~33mg/L，MgSO4·7H2O 29~33mg/L，FeCl3·6H2O 3~5mg/L，MnSO4·H2O 1.8~2.2mg/L，余量为蒸馏水。
所述步骤2中，混合培养的条件为温度28~32℃、转速120~160rpm，振荡培养。
所述步骤4中，造纸废水的梯度浓度为20%、40%、60%、80%。
所述步骤4中，固定化厌氧微生物小球的适宜培养温度为33~37℃，固定化好氧微生物小球的适宜培养温度为28~32℃。
所述步骤5中，预处理培养液的成分为：酒石酸铵1.2~1.8g/L，葡萄糖5.0~5.8g/L，KH2PO4 1.4~1.6g/L，K2HPO4 0.2~0.4g/L，VB1 0.11~0.15mg/L，ZnSO4·7H2O2.2~2.6mg/L，CuSO4·5H2O0.23~0.33mg/L，Na2SO3 0.35~0.40mg/L，二硫苏糖醇0.06~0.08mg/L，赤霉素0.8~1.2mg/L，N-乙酰基-5-甲氧基色胺0.15~0.21mg/L，柠檬酸钛1.1~1.3mg/L，余量为蒸馏水。
所述步骤5中，磁场与超声波共作处理的方法为：将样品先置于低强交变磁场中，磁感应强度为30Gs，处理时间为1.5h；处理结束后再置于超声波辐射处理器中，超声波频率为22kHz，超声波强度为6.4W/L，超声波辐射时间为1min，间隔时间为5min，总处理时间为1h。
所述步骤5中，好氧单元是指曝气池、曝气生物滤池、好氧生物接触氧化池、好氧膜生物反应池、高效生物反应器（HCR）等常规好氧处理设备中的一种。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。
以下实施例的试验地点为江苏省连云港市某生活用纸生产企业，该企业造纸废水的CODCr为1200~1400mg/L，色度为215~230倍，造纸废水生物处理工艺为：废水经过一沉池沉淀后进入厌氧折流板反应器（厌氧单元）处理，出水进入曝气生物滤池（好氧单元）处理，曝气生物滤池出水再进入二沉池沉淀。
实施例中所用到的黄孢原毛平革菌（40299）、绿色木霉（13027）、皮状丝孢酵母（1325）、地衣芽胞杆菌（23433）、恶臭假单胞菌（20541）的菌种购买自中国工业微生物菌种保藏管理中心。
实施例1投加游离微生物对COD和色度去除率的影响
1、厌氧微生物的富集
从该企业生物处理系统的厌氧折流板反应器中采集活性污泥接种至培养液（培养液的成分为：牛肉膏1.5g/L，葡萄糖1.0g/L，胰蛋白胨5.75g/L，酵母粉3.1g/L，KH2PO4535mg/L，K2HPO4 375mg/L，（NH4）2SO4 243mg/L，NaCl 33mg/L，CaCl2 31mg/L，MgSO4·7H2O31mg/L，FeCl3·6H2O 4mg/L，MnSO4·H2O 1.0mg/L，余量为蒸馏水）中，置于35℃、厌氧、静置的条件下培养4d，吸取此时的培养液转接到新鲜培养液中培养2d，转接量为10%，培养条件与前述相同，如此重复3次，获得富集的厌氧微生物，再置于离心机上，以转速7000rpm离心10min后取沉淀重悬于蒸馏水中，制成厌氧微生物混悬液。
2、好氧微生物混悬液的制备
选取黄孢原毛平革菌、绿色木霉、皮状丝孢酵母、地衣芽胞杆菌、恶臭假单胞菌作为特定添加的好氧微生物，将这些微生物扩培后的菌液按照2:1:1:5:4的比例接种于马铃薯葡萄糖肉汤培养基中混合振荡培养3d，混合培养条件为温度30℃、转速140rpm，再置于离心机上，以转速8000rpm离心10min后取沉淀重悬于蒸馏水中，制成好氧微生物混悬液。
3、游离微生物的投加
向厌氧折流板反应器中直接投加厌氧微生物混悬液，投加量为反应器有效容积的20%，水力停留时间为12h，向曝气生物滤池中投加好氧微生物混悬液，投加量为反应器有效容积的10%，水力停留时间为24h，溶解氧量为3~4mg/L，该生物处理系统连续运行一周，对厌氧折流板反应器进水和曝气池出水进行CODCr和色度检测。
对照组：以未投加游离微生物之前，该企业的原有生物处理系统作为对照组，该生物处理系统连续运行一周，对厌氧折流板反应器进水和曝气池出水进行CODCr和色度检测。
Figure 596945DEST_PATH_IMAGE001
由表1可以看出，与原有生物处理系统相比，投加固定化微生物后出水的CODCr去除率提高了8.6%，色度去除率提高了8.8%，说明投加固定化微生物可以对整个生物处理系统产生强化效果，可以提高整个生物处理系统的处理效率。
实施例2投加固定化微生物对COD和色度去除率的影响
按照实施例1中步骤1、步骤2制备好厌氧微生物混悬液和好氧微生物混悬液，再按照以下方法进行固定：
取一定质量的羧甲基纤维素钠在50℃水浴条件下缓慢加入蒸馏水中，边加边搅拌，充分溶解制成浓度为3.0%的溶液，再加入1.5%活性炭、0.4%TritonX-100和3.0%厌氧微生物或好氧微生物混悬液混匀，用挤压滴落法将混合液滴入到浓度为1.5%的硫酸铝溶液中，交联4h得到直径3mm左右的固定化厌氧微生物小球和好氧微生物小球，再用蒸馏水洗净，置于4℃冰箱中保存备用。
向厌氧折流板反应器中投加固定化厌氧微生物小球，投加量为反应器有效容积的20%，水力停留时间为12h，向曝气生物滤池中投加固定化好氧微生物小球，投加量为反应器有效容积的10%，水力停留时间为24h，溶解氧量为3~4mg/L，该生物处理系统连续运行一周，对厌氧折流板反应器进水和曝气池出水进行CODCr和色度检测。
对照组：以未投加固定化微生物之前，该企业的原有生物处理系统作为对照组，该生物处理系统连续运行一周，对厌氧折流板反应器进水和曝气池出水进行CODCr和色度检测。
Figure 191874DEST_PATH_IMAGE002
由表2可以看出，与原有生物处理系统相比，投加固定化微生物后出水的CODCr去除率提高了13.8%，色度去除率提高了13.3%，说明投加固定化微生物可以对整个生物处理系统产生强化效果，可以提高整个生物处理系统的处理效率。而与实施例1中投加游离微生物相比，其强化效果更好。
实施例3固定化微生物驯化对COD和色度去除率的影响
将实施例2制备好的固定化厌氧微生物小球和好氧微生物小球按照以下方法进行驯化：
取造纸废水原液加入不同体积蒸馏水进行稀释，形成浓度为20%、40%、60%、80%的造纸废水，将制备好的固定化厌氧微生物小球和好氧微生物小球以10%的接种量分别加到最低浓度的造纸废水中，固定化厌氧微生物小球在35℃下开始培养，固定化好氧微生物小球在30℃下开始培养，每24h将固定化微生物小球取出，加到更高浓度的造纸废水中，直到最终加到造纸废水原液中，继续培养5d，固定化微生物小球性能达到稳定，完成驯化。
向厌氧折流板反应器中投加经过驯化的固定化厌氧微生物小球，投加量为反应器有效容积的20%，水力停留时间为12h，向曝气生物滤池中投加经过驯化的固定化好氧微生物小球，投加量为反应器有效容积的10%，水力停留时间为24h，溶解氧量为3~4mg/L，该生物处理系统连续运行一周，对厌氧折流板反应器进水和曝气池出水进行CODCr和色度检测。
对照组：以实施例2作为未经驯化的对照组。
Figure 734982DEST_PATH_IMAGE003
由表3可以看出，与对照组相比，投加经过驯化的固定化微生物进行造纸废水处理，其出水的CODCr去除率提高了6.3%，色度去除率提高了7.0%，说明投加经过驯化的固定化微生物对造纸废水的处理效果更好，可以提高整个生物处理系统的处理效率。本发明的驯化方法通过逐步提高造纸废水浓度使固定化微生物逐渐适应造纸废水产生的外界环境，并且提高了固定化微生物的耐受能力，投入使用后能发挥更好的降解性能，从而提高整个生物处理系统的处理效率。
实施例4固定化微生物预处理对COD和色度去除率的影响
将实施例2制备好的固定化厌氧微生物小球和好氧微生物小球按照以下方法进行预处理：
将固定化厌氧微生物小球和好氧微生物小球分别与预处理培养液（预处理培养液的成分为：酒石酸铵1.5g/L，葡萄糖5.4g/L，KH2PO4 1.5g/L，K2HPO4 0.3g/L，VB1 0.13mg/L，ZnSO4·7H2O2.4mg/L，CuSO4·5H2O0.28mg/L，Na2SO3 0.38mg/L，二硫苏糖醇0.07mg/L，赤霉素1.0mg/L，N-乙酰基-5-甲氧基色胺0.18mg/L，柠檬酸钛1.2mg/L，余量为蒸馏水）按照1:5的体积比混合，置于恒温摇床上培养2h后开始进行磁场与超声波共作处理，方法为：将样品先置于低强交变磁场中，磁感应强度为30Gs，处理时间为1.5h；处理结束后再置于超声波辐射处理器中，超声波频率为22kHz，超声波强度为6.4W/L，超声波辐射时间为1min，间隔时间为5min，总处理时间为1h，每天在同一时间段处理结束后迅速将样品返回至恒温摇床上继续培养，一共处理4d。
向厌氧折流板反应器中投加经过驯化的固定化厌氧微生物小球，投加量为反应器有效容积的20%，水力停留时间为12h，向曝气生物滤池中投加经过驯化的固定化好氧微生物小球，投加量为反应器有效容积的10%，水力停留时间为24h，溶解氧量为3~4mg/L，该生物处理系统连续运行一周，对厌氧折流板反应器进水和曝气池出水进行CODCr和色度检测。
对照组：以实施例2作为未经过预处理的对照组。
Figure 872702DEST_PATH_IMAGE004
由表4可以看出，与对照组相比，投加经过驯化的固定化微生物进行造纸废水处理，其出水的CODCr去除率提高了9.3%，色度去除率提高了8.4%，说明投加经过驯化的固定化微生物对造纸废水的处理效果更好，可以提高整个生物处理系统的处理效率。本发明的预处理方法所产生的正向效果是预处理培养液、磁场处理和超声波处理产生的综合效果。预处理培养液不仅为微生物提供必需的营养物质，其中含有的Na2SO3、二硫苏糖醇、赤霉素、N-乙酰基-5-甲氧基色胺、柠檬酸钛还具有促进微生物生长、增强微生物抗逆性的作用，而磁场与超声波共作处理不仅可以促进微生物生长，提高微生物的生物量，还可以提高微生物活性，增强微生物抗逆性，经过预处理的固定化微生物投入使用后能够发挥出更好的降解性能，从而提高整个生物处理系统的处理效率。
实施例5
将本发明的方法应用于该企业造纸废水的生物处理系统，包括以下步骤：
1、厌氧微生物的富集
从厌氧生物滤池中采集活性污泥接种至培养液（培养液的成分为：牛肉膏1.5g/L，葡萄糖1.0g/L，胰蛋白胨5.75g/L，酵母粉3.1g/L，KH2PO4 535mg/L，K2HPO4 375mg/L，（NH4）2SO4 243mg/L，NaCl 33mg/L，CaCl2 31mg/L，MgSO4·7H2O 31mg/L，FeCl3·6H2O 4mg/L，MnSO4·H2O 1.0mg/L，余量为蒸馏水）中，置于35℃、厌氧、静置的条件下培养4d，吸取此时的培养液转接到新鲜培养液中培养2d，转接量为10%，培养条件与前述相同，如此重复3次，获得富集的厌氧微生物，再置于离心机上，以转速7000rpm离心10min后取沉淀重悬于蒸馏水中，制成厌氧微生物混悬液。
2、好氧微生物混悬液的制备
选取黄孢原毛平革菌、绿色木霉、皮状丝孢酵母、地衣芽胞杆菌、恶臭假单胞菌作为特定添加的好氧微生物，将这些微生物扩培后的菌液按照2:1:1:5:4的比例接种于马铃薯葡萄糖肉汤培养基中混合振荡培养3d，混合培养条件为温度30℃、转速140rpm，再置于离心机上，以转速8000rpm离心10min后取沉淀重悬于蒸馏水中，制成好氧微生物混悬液。
3、固定化微生物的制备
取一定质量的羧甲基纤维素钠在50℃水浴条件下缓慢加入蒸馏水中，边加边搅拌，充分溶解制成浓度为3.0%的溶液，再加入1.5%活性炭、0.4%TritonX-100和3.0%厌氧微生物或好氧微生物混悬液混匀，用挤压滴落法将混合液滴入到浓度为1.5%的硫酸铝溶液中，交联4h得到直径3mm左右的固定化厌氧微生物小球和好氧微生物小球，再用蒸馏水洗净，置于4℃冰箱中保存备用。
4、固定化微生物的驯化
取造纸废水原液加入不同体积蒸馏水进行稀释，形成浓度为20%、40%、60%、80%的造纸废水，将制备好的固定化厌氧微生物小球和好氧微生物小球以10%的接种量分别加到最低浓度的造纸废水中，固定化厌氧微生物小球在35℃下开始培养，固定化好氧微生物小球在30℃下开始培养，每24h将固定化微生物小球取出，加到更高浓度的造纸废水中，直到最终加到造纸废水原液中，继续培养5d，固定化微生物小球性能达到稳定，完成驯化。
5、固定化微生物的预处理
将固定化厌氧微生物小球和好氧微生物小球分别与预处理培养液（预处理培养液的成分为：酒石酸铵1.5g/L，葡萄糖5.4g/L，KH2PO4 1.5g/L，K2HPO4 0.3g/L，VB1 0.13mg/L，ZnSO4·7H2O2.4mg/L，CuSO4·5H2O0.28mg/L，Na2SO3 0.38mg/L，二硫苏糖醇0.07mg/L，赤霉素1.0mg/L，N-乙酰基-5-甲氧基色胺0.18mg/L，柠檬酸钛1.2mg/L，余量为蒸馏水）按照1:5的体积比混合，置于恒温摇床上培养2h后开始进行磁场与超声波共作处理，方法为：将样品先置于低强交变磁场中，磁感应强度为30Gs，处理时间为1.5h；处理结束后再置于超声波辐射处理器中，超声波频率为22kHz，超声波强度为6.4W/L，超声波辐射时间为1min，间隔时间为5min，总处理时间为1h，每天在同一时间段处理结束后迅速将样品返回至恒温摇床上继续培养，一共处理4d。
6、固定化微生物的投加
向厌氧折流板反应器中投加固定化厌氧微生物小球，投加量为反应器有效容积的20%，水力停留时间为12h，向曝气生物滤池中投加固定化好氧微生物小球，投加量为反应器有效容积的10%，水力停留时间为24h，溶解氧量为3~4mg/L，该生物处理系统连续运行两个月，对厌氧折流板反应器进水和曝气池出水进行CODCr和色度检测。
对照组：以应用本发明方法之前，该企业的原有生物处理系统作为对照组，该生物处理系统连续运行两个月，对厌氧折流板反应器进水和曝气池出水进行CODCr和色度检测。
Figure DEST_PATH_IMAGE005
由表5可以看出，应用本发明的方法后，该企业生物处理系统的处理效率有了显著提高，出水CODCr为59mg/L，CODCr去除率达到95.7%，出水色度为36倍，去除率达到83.9%，比原有生物处理系统中CODCr去除率提高了25.6%，色度去除率提高了24.1%，并且也没有改变原有生物处理工艺，也没有增加额外的处理设备，可以降低投入成本，便于推广应用。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种提高造纸废水生物处理效率的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）、厌氧微生物的富集
从造纸废水生物处理系统的厌氧单元中采集活性污泥接种至培养液中，置于33~37℃、厌氧、静置的条件下培养3~4d，吸取此时的培养液转接到新鲜培养液中培养1~2d，转接量为8~12%，培养条件与前述相同，如此重复3次，获得富集的厌氧微生物，再置于离心机上，以转速7000rpm离心10min后取沉淀重悬于蒸馏水中，制成厌氧微生物混悬液；培养液的成分为：牛肉膏1.3~1.7g/L，葡萄糖0.8~1.2g/L，胰蛋白胨 5.5~6.0g/L，酵母粉 2.8~3.4g/L，KH2PO4520~550mg/L，K2HPO4 365~385mg/L，（NH4）2SO4 241~245mg/L，NaCl 30~36mg/L，CaCl2 29~33mg/L，MgSO4·7H2O 29~33mg/L，FeCl3·6H2O 3~5mg/L，MnSO4·H2O 1.8~2.2mg/L，余量为蒸馏水；
（2）、好氧微生物混悬液的制备
选取黄孢原毛平革菌、绿色木霉、皮状丝孢酵母、地衣芽胞杆菌、恶臭假单胞菌作为特定添加的好氧微生物，将这些微生物扩培后的菌液按照2:1:1:5:4的比例接种于马铃薯葡萄糖肉汤培养基中混合培养2~3d，再置于离心机上，以转速8000rpm离心10min后取沉淀重悬于蒸馏水中，制成好氧微生物混悬液；
（3）、固定化微生物的制备
取一定质量的羧甲基纤维素钠在50℃水浴条件下缓慢加入蒸馏水中，边加边搅拌，充分溶解制成浓度为3.0%的溶液，再加入1.5%活性炭、0.4%TritonX-100和3.0%厌氧微生物或好氧微生物混悬液混匀，用挤压滴落法将混合液滴入到浓度为1.5%的硫酸铝溶液中，交联4h得到直径3mm的固定化厌氧微生物小球和好氧微生物小球，再用蒸馏水洗净，置于4℃冰箱中保存备用；
（4）、固定化微生物的驯化
取造纸废水原液加入不同体积蒸馏水进行稀释，形成梯度浓度的造纸废水，将制备好的固定化厌氧微生物小球和好氧微生物小球以10%的接种量分别加到最低浓度的造纸废水中，在适宜温度下开始培养，每24h将固定化微生物小球取出，加到更高浓度的造纸废水中，直到最终加到造纸废水原液中，继续培养5d，固定化微生物小球性能达到稳定，完成驯化；
（5）、固定化微生物的预处理
将上述固定化厌氧微生物小球和好氧微生物小球分别与预处理培养液按照1:5的体积比混合，置于恒温摇床上培养2h后开始进行磁场与超声波共作处理，每天在同一时间段处理结束后迅速将样品返回至恒温摇床上继续培养，一共处理4d；磁场与超声波共作处理的方法为：将样品先置于低强交变磁场中，磁感应强度为30Gs，处理时间为1.5h；处理结束后再置于超声波辐射处理器中，超声波频率为22kHz，超声波强度为6.4W/L，超声波辐射时间为1min，间隔时间为5min，总处理时间为1h；预处理培养液的成分为：酒石酸铵1.2~1.8g/L，葡萄糖5.0~5.8g/L，KH2PO4 1.4~1.6g/L，K2HPO4 0.2~0.4g/L，VB1 0.11~0.15mg/L，ZnSO4·7H2O2.2~2.6mg/L，CuSO4·5H2O0.23~0.33mg/L，Na2SO3 0.35~0.40mg/L，二硫苏糖醇0.06~0.08mg/L，赤霉素0.8~1.2mg/L，N-乙酰基-5-甲氧基色胺0.15~0.21mg/L，柠檬酸钛1.1~1.3mg/L，余量为蒸馏水；
（6）、固定化微生物的投加
向造纸废水生物处理系统的厌氧单元中，投加固定化厌氧微生物小球，投加量为厌氧单元反应器有效容积的20~25%，向好氧单元中，投加固定化好氧微生物小球，投加量为好氧单元反应器有效容积的10~15%，根据实际情况调试运行程序，进行造纸废水处理。
2.根据权利要求1所述的一种提高造纸废水生物处理效率的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，厌氧单元是指厌氧生物滤池、水解酸化池、升流式厌氧污泥床、厌氧膨胀颗粒污泥床、厌氧折流板反应器常规厌氧处理设备中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种提高造纸废水生物处理效率的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，混合培养的条件为温度28~32℃、转速120~160rpm，振荡培养。
4.根据权利要求1所述的一种提高造纸废水生物处理效率的方法，其特征在于，所述步骤（4）中，造纸废水的梯度浓度为20%、40%、60%、80%。
5.根据权利要求1所述的一种提高造纸废水生物处理效率的方法，其特征在于，所述步骤（5）中，固定化厌氧微生物小球的适宜培养温度为33~37℃，固定化好氧微生物小球的适宜培养温度为28~32℃。
6.根据权利要求1所述的一种提高造纸废水生物处理效率的方法，其特征在于，所述步骤（6）中，好氧单元是指曝气池、曝气生物滤池、好氧生物接触氧化池、好氧膜生物反应池、高效生物反应器常规好氧处理设备中的一种。
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