CN1098070A - 用光合细菌处理造纸废水的方法 - Google Patents

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张肇铬
王梦亮
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Abstract

一种用光合细菌处理造纸废水的方法，是利用光 合细菌净化造纸废水生产单细胞蛋白的方法，原污水 不经过稀释和任何预处理，直接进入该处理系统，通 过厌氧酸化和可溶化两个过程，使废水中木质素和纤 维素等转化为光合细菌的底物，再进入光合细菌处理 系统中转化为光合细菌单细胞蛋白。经处理后的出 水各项指标均达到国家工业污水排放的一级标准。 该水能回用于造纸中漂洗以前的所有工艺。同时，能 生产0.3％的单细胞蛋白，其蛋白含量高，是一种理 想的饲料添加剂和植物生长调节剂。该发明具有投 资少、见效快、占地面积小、处理效果好，具有较大的 环境效益，社会效益和经济效益。

Description

本发明涉及一种造纸废水的处理方法。主要用于草浆造纸废水的处理。
已知的造纸废水处理方法包括有物理法，化学法和生物法，或者相互结合的方法。但是，由于造纸工业废水量大，浓度低，其经济成本高、净化率低，不能彻底解决造纸废水的污染和推广应用。同时，对废水污泥处理困难且不经济，易形成二次污染。
用光合细菌处理高浓度有机废水，在国内外已有应用。但由于造纸废水中含有难于生化降解的木质素、纤维素及半纤维等，其成分复杂，用已知的光合细菌法处理造纸废水难于实现废水的净化。因此，用光合细菌法处理造纸废水还未见报导。
本发明的目的是提供一种光合细菌处理造纸废水的方法。使废水中的木质素、纤维素及半纤维素以及硫化物等转化为可作饮料或者肥料的微生物菌体蛋白质，处理废水后的污泥能得到充分利用，不需对废水进行稀释，对污泥进行处置，无二次污染的高效造纸废水处理方法。
为实现上述目的，如附图所示，废水经过滤后入储水槽（1）内进行混合。在混合废水中加入0.08-0.12%脲素（按混合废水重量%计）及250-350PPM的磷，控制混合废水的温度在13-35℃，混合废水从储水槽进入厌氧酸化反应器（2）内，该反应器内装有煤核填料，填料上附着有生物膜，混合废水在反应器（2）内进行厌气发酵产生有机酸，使废水PH值下降至5.5-6.5，此时废水中的木质素絮凝结块，被吸附到生物膜表面，在厌氧和微好氧产酸细菌的作用下，将木质素分解为有机酸，使废水的PH值进一步下降，同时，废水中的硫酸盐被硫酸盐还原菌还原为硫化氢，使废水的PH值又会下降，大量的硫化氢经曝气被排除。从厌氧酸化反应器（2）出来的废水被送入霉菌接触反应器（3）内，该反应器内的木霉（Trichoderma viride）突变菌株CGMCCNOO191将废水中的纤维素及半纤维素分解为糖类，再将糖类转化为有机酸，使废水的PH值下降至4.5-5.8，此时，废水中的木质素在可溶化沉淀池（4）内进一步絮凝沉淀而除去。经上述处理后的造纸废水中木质素、纤维素及半纤维素等高分子化合物转化为有机酸、单糖等低分子化合物，这些低分子化合物随着沉淀后的上清液进入光合细菌反应系统（5）内。光合细菌混合培养物CGMCCNO0192以废水为底物进行生长繁殖，将上清液中的低分子有机酸、单糖等低分子化合物转化为自身的细胞蛋白质。通过光合细菌处理后的造纸废水，其有机物基本都转化为单细胞蛋白质，经光合细菌沉淀池（6）沉淀分离除去细胞蛋白质后的上清液进入混合沉淀池（7）中，加入碱性氧化物调节PH值为10-11，再加入絮凝剂，经沉淀分离最后得到透明的，色度为8-32及其它指标也都符合造纸用水标准的净化水。该净化水可用于除纸机之外的各造纸工序。
处理废水后产生的光合细菌蛋白质沉淀物，经脱水、烘干后其产率为0.3%，粗蛋白含量稳定在50%以上，富含有8种以上维生素及20种氨基酸，是一种良好的饲料添加剂。除此之外，光合细菌浓缩液可直接喷洒各类植物，是一种良好的植物生长调节剂。
木霉（Trlchoderma vlrlde）的突变菌株及光合细菌混合培养物，均于1993年2月22日藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏号分别为CGMCCNO0191及CGMCCNO0192。
本发明具有可直接处理含难降解物和毒性的高浓度有机废水，应用微生物之间的密切合作的生态关系和营养代谢的互补作用，完成了由废物直接转化为菌体蛋白质的最经济途径。使被处理的造纸有机废水不需稀释，处理废水后的污泥不经任何处置可直接作有机肥料和饲料添加剂。同时，该处理方法占地面积小，投资和运转费用低。处理后的净化水，除纸机外其它各工序均可使用，节约用水量70%以上。此外，单细胞蛋白质产率为0.3%，若按1000吨/日废水处理规模计算，其单细胞蛋白质生产价值也与造纸本身带来的产值相接近，相当于一个同样规模的造纸厂所创造的价值。除经济效益外，其社会效益也是显而易见的，使我国以草浆为主的造纸工业摆脱了因污水处理问题的束缚，促进了我国造纸工业迅速发展。
本发明的附图为工艺流程图，图中（1）是储水槽，（2）是以燃烧后的煤核作为填料的厌氧酸化反应器，（3）是霉菌接触反应器，（4）是可溶化沉淀池，（5）是光合细菌反应系统，通过回流不断补充光合菌细胞，（6）是光合细菌沉淀池，沉淀分离单细胞蛋白质，（7）是混合沉淀池。
本发明的实施例如下：以麦杆为原料的造纸废水处理方法。混合废水的PH值为7.5，棕黑色，色度1280-2040色度倍。COD平均值为6000毫克/升，硫化物25毫克/升，酚为1.8毫克/升。原废水在进入储水槽（1）之前，经80目的斜筛过滤，除去部分较大悬溶物。成周其性变化的原废水在储水槽（1）内进行充分混合后，为以后各工序提供均匀水质。从储水槽1流出的混合废水以84立升/小时的速度流入厌氧酸化反应器（2）内，厌氧酸化反应器内的煤核填料上附着有厚度为8-12mm的生物膜，混合废水在厌氧酸化反应器内的停留时间为24小时，经酸化后，流入霉菌接触反应器（3）内，废水在该反应器内与木霉突变株CGMCCNO0191的接触时间为20小时，曝气量为1.2米3/小时，反应器（3）内的可溶化菌将废水中的纤维素分解为类，再将糖类转化为有机酸，使废水的PH值进一步下降，废水中的质素在可溶化沉淀池（4）内进一步絮凝沉淀而除去，其上清液流入光合细菌反应系统（5）内，光合细菌反应系统（5）由PSB1、PSB2、PSB3、PSB4四个槽串联组成，其中起主要作用的是前面的PSB1和PSB2槽，后面的PSB3及PSB4两个槽是为了保持前面两个槽的光合细菌优势，每天从后面两个槽回流20%的水量到前面两个槽内，以补充前面两槽内的光合细菌，从而保持光合细菌反应系统自动稳定运转。通过光合细菌反应系统处理后的废水，其有机物基本都转化为单细胞蛋白质，经光合细菌沉淀池（6）沉淀分离后的上清液进入混合沉淀池（7）中，加入石灰乳及硫酸铝，并通入CO2气体，经沉淀分离得到透明的色度为8-32的净化水。其处理效果如下：
Figure 931088054_IMG1
各工序的污泥浓度、污泥员前、污泥产率及沉降速率如下：
        污泥样项目             厌氧酸化 可溶化 PSB1 PSB2 PSB3 PSB4
污泥浓度（mg/L) 4250 5550 3650 7125 8437 3000
污泥员前（kg) 0.575 1.052 1.042 0.332 0.151 0.122
污泥产率（kg/T) 1.8 2.0
沉降速率（Cn／min) 3.943 3.71
各工序细菌数量及PSB优势如下：
           工序项目     厌氧酸化 可溶化 PSB1 PSB2 PSB3 PSB4
PSB数量（个／ml) 4×108 0.7×108 1.7×108 2.4×108 2.1×108
异养细菌数量（个／ml） 3.2×108 8.6×108 8.2×108 9.2×108 1.2×109 7.8×108
PSB优势度（％） 8.45 18.4 26 26.92
各工序中曝气量及溶解氧的分析如下：
    工序项目     可溶化 PSB1 PSB2 PSB3 PSB4
曝气量（m/h) 1.2 1.6 1.2 0.8 0.8
溶解氧(PPM) 0.8 0.1 0.3 0.6 0.6

Claims (2)

1、一种用光合细菌处理造纸废水的方法，其特征是：在混合废水中加入0.08-0.12%脲素(按混合废水重量%计)及250-350PPM的磷，并控制混合废水的温度在13-35℃，经厌氧酸化反应器(2)厌氧发酵后，废水PH值降至5.5-6.5并曝气排除气体，再经霉菌接触反应器(3)中的木霉(Trichoderma viride)突变菌株CGMCCNO0191作用，PH值降至4.5-5.8，经可溶化沉淀池(4)沉淀分离除去絮凝木质素后的上清液，进入光合细菌反应系统(5)内，该系统中的光合细菌混合培养物CGMCCNO0192以废水为底物进行生长繁殖，将上清液中的低分子有机酸及单糖转化为自身的细胞蛋白质、经光合细菌沉淀池(6)沉淀分离除去细胞蛋白质，其上清液进入混合沉淀池(7)中，加入碱性氧化物调节PH值为10-11，再加入絮凝剂，经沉淀分离后得到透明的净化水。
2、按权利要求1所述的处理造纸废水的方法，其特征是：混合废水以84立升/小时的流速进入厌氧酸化反应器（2）内，在厌氧酸化反应器内的停留时间为24小时，在霉菌接触反应器（3）内与木霉突变株CGMCCNO0191的接触时间为20小时，曝气量为1.2米3/小时，光合细菌反应系统（5）由PSB1、PSB2、PSB3、PSB4四个槽串联组成，其中PSB3及PSB4槽回流20%的水量到PSB1及PSB2槽内，经光合细菌沉淀池（6）沉淀分离后的上清流进入混合沉淀池（7）中，加入石灰乳及硫酸铝，调节PH值为10-11，并通入CO2气体，经沉淀分离后得到透明的净化水。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1058749C (zh) * 1995-11-07 2000-11-22 于振英 活性生物蛋白源组合物及其制备方法和应用
CN109024033A (zh) * 2018-08-02 2018-12-18 青岛科技大学 一种以高浓盐水作为蒸煮介质的制浆方法
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CN111847657A (zh) * 2019-04-28 2020-10-30 四川中德盛达环境工程有限公司 一种以光合细菌作为生化核心的污水处理工艺

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