公布日：2023.10.17
申請日：2022.11.02
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)N;C02F3/28(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F103/28(2006.01)N
摘要
本申請公開了一種制漿造紙廢水一體化處理方法及應用，屬于制漿造紙廢水處理技術領域。一種制漿造紙廢水一體化處理方法，包括以下步驟：將待處理制漿造紙廢水泵入多級厭氧反應器中，并向其中投加復合菌劑，所述復合菌劑的投加量為待處理制漿造紙廢水的0.1wt％‑5wt％，發酵溫度為28‑35℃，發酵時間為4‑50h，產生的沼氣進入集氣室中，污泥經自然沉降集中到集泥區，清水匯集到出水槽經出水口和排水槽排出。通過投加適量復合菌劑以及根據水量及污染負荷調整多級厭氧反應器的級數，顯著降低出水纖維素、半纖維素、硫酸根和COD，同時無需嚴格控制進水pH值，處理效果穩定、效率高、處理費用低且管理操作簡單。
權利要求書
1.一種制漿造紙廢水一體化處理方法，其特征在于，包括以下步驟：將待處理制漿造紙廢水泵入多級厭氧反應器中，并向其中投加復合菌劑，所述復合菌劑的投加量為待處理制漿造紙廢水的0.1wt％-5wt％，發酵溫度為28-35℃，發酵時間為4-50h，產生的沼氣進入集氣室中，污泥經自然沉降集中到集泥區，清水匯集到出水槽經出水口和排水槽排出；其中，所述多級厭氧反應器為2-6級厭氧反應器。
2.根據權利要求1所述的制漿造紙廢水一體化處理方法，其特征在于，所述復合菌劑包括發酵乳桿菌(Lactobacillusfermentum)和Arcobacterellisii。
3.根據權利要求2所述的制漿造紙廢水一體化處理方法，其特征在于，所述發酵乳桿菌(Lactobacillusfermentum)與Arcobacterellisii的體積比為1：(0.3-2)。
4.根據權利要求1所述的制漿造紙廢水一體化處理方法，其特征在于，所述復合菌劑的制備方法具體包括如下步驟：(1)將發酵乳桿菌(Lactobacillusfermentum)菌液和Arcobacterellisii菌液接種于強化梭菌培養基中，28-32℃恒溫培養5-7d，即可觀察到培養基變渾濁；然后再將其轉接到厭氧強化梭菌培養基中，28-32℃恒溫培養22-26h后培養基變渾濁，得到菌液；(2)取制漿造紙廢水進行絮凝沉淀后過濾，調節廢水pH至7.0-9.0，并添加營養物質制作廢水培養基；(3)將步驟(1)所得的菌液接種于廢水培養基中，單獨培養和單獨擴大培養后得到多個單菌液，將多個所述單菌液混合得到種子菌液；(4)向所述種子菌液中補充10-20％體積比的輔助生長微生物，得到混合菌液，再對所述混合菌液中的菌株進行馴化培育，得到所述復合菌劑。
5.根據權利要求4所述的制漿造紙廢水一體化處理方法，其特征在于，步驟(3)中，將步驟(1)所得的菌液以40％-60％的體積比接種于廢水培養基中，并于28-32℃恒溫條件下單獨培養36-60h；然后將單獨培養后的菌液以1％-2％的體積比接種于廢水培養基中，并于28-32℃恒溫條件下單獨擴大培養36-60h，得到多個單菌液。
6.根據權利要求4所述的制漿造紙廢水一體化處理方法，其特征在于，步驟(4)中，馴化培育的具體步驟為：將混合菌液和廢水培養基以1：(2-5)的體積比混合，并于28-32℃恒溫培養36-60h，得到所述復合菌劑。
7.根據權利要求1所述的制漿造紙廢水一體化處理方法，其特征在于，所述待處理制漿造紙廢水中纖維素、半纖維素濃度為500-4000mg/L；所述待處理制漿造紙廢水中硫酸根濃度為1000mg/L。
8.根據權利要求1所述的制漿造紙廢水一體化處理方法，其特征在于，所述待處理制漿造紙廢水中COD濃度為10000-30000mg/L。
9.根據權利要求1所述的制漿造紙廢水一體化處理方法，其特征在于，還包括對待處理制漿造紙廢水進行預處理的步驟：制漿造紙廢水首先依次經過格柵和斜網，然后進入混凝反應池，加入聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，攪拌均勻后進入沉淀池，進行泥水分離，出水即為待處理制漿造紙廢水。
10.如權利要求1-9任一項所述的制漿造紙廢水一體化處理方法在處理含纖維素、半纖維素和硫酸根廢水中的應用。
發明內容
為了解決上述問題，提供了一種制漿造紙廢水一體化處理方法及應用，通過投加適量復合菌劑以及根據水量及污染負荷調整多級厭氧反應器的級數，顯著降低出水纖維素、半纖維素、硫酸根和COD，同時無需嚴格控制進水pH值，處理效果穩定、效率高、處理費用低且管理操作簡單。
本發明的技術方案如下：
一種制漿造紙廢水一體化處理方法，包括以下步驟：
將待處理制漿造紙廢水泵入多級厭氧反應器中，并向其中投加復合菌劑，所述復合菌劑的投加量為待處理制漿造紙廢水的0.1wt％-5wt％，發酵溫度為28-35℃，發酵時間為4-50h，產生的沼氣進入集氣室中，污泥經自然沉降集中到集泥區，清水匯集到出水槽經出水口和排水槽排出。
為了滿足廢水處理效果，多級厭氧反應器的級數可以根據水量及污染負荷進行選擇；本申請中所述多級厭氧反應器為2-6級厭氧反應器。
可選地，所述復合菌劑包括發酵乳桿菌(Lactobacillusfermentum)和Arcobacterellisii。
可選地，所述發酵乳桿菌(Lactobacillusfermentum)與Arcobacterellisii的體積比為1：(0.3-2)。
可選地，所述復合菌劑的制備方法具體包括如下步驟：
(1)將發酵乳桿菌(Lactobacillusfermentum)菌液和Arcobacterellisii菌液接種于強化梭菌培養基(RCM)中，28-32℃恒溫培養5-7d，即可觀察到培養基變渾濁；然后再將其轉接到厭氧強化梭菌培養基中，28-32℃恒溫培養22-26h后培養基變渾濁，得到菌液；
(2)取制漿造紙廢水進行絮凝沉淀后過濾，調節廢水pH至7.0-9.0，并添加營養物質制作廢水培養基；
(3)將步驟(1)所得的菌液接種于廢水培養基中，單獨培養和單獨擴大培養后得到多個單菌液，將多個所述單菌液混合得到種子菌液；
(4)向所述種子菌液中補充10-20％體積比的輔助生長微生物，得到混合菌液，再對所述混合菌液中的菌株進行馴化培育，得到所述復合菌劑。
可選地，強化梭菌培養基：蛋白胨10g/L，牛肉粉10g/L，酵母粉3g/L，葡萄糖5g/L，可溶淀粉1g/L，氯化鈉5g/L，醋酸鈉3g/L，L-半胱氨酸鹽0.5g/L，瓊脂0.5g/L，pH值6.8±0.1。
可選地，輔助生長微生物為雙歧桿菌(ATCC29521)，購自廣東省微生物菌種保藏中心。
可選地，步驟(3)中，將步驟(1)所得的菌液以40％-60％的體積比接種于廢水培養基中，并于28-32℃恒溫條件下單獨培養36-60h；然后將單獨培養后的菌液以1％-2％的體積比接種于廢水培養基中，并于28-32℃恒溫條件下單獨擴大培養36-60h，得到多個單菌液。
可選地，步驟(4)中，馴化培育的具體步驟為：將混合菌液和廢水培養基以1：(2-5)的體積比混合，并于28-32℃恒溫培養36-60h，得到所述復合菌劑。
可選地，所述廢水培養基配置方法如下：用氫氧化鈉或鹽酸調節待處理制漿造紙廢水的pH至6.8-7.5，再于110-120℃條件下滅菌15-30分鐘，即得。
可選地，所述待處理制漿造紙廢水中纖維素/半纖維素濃度為500-4000mg/L；
所述待處理制漿造紙廢水中硫酸根濃度為1000mg/L。
可選地，所述待處理制漿造紙廢水中COD濃度為10000-30000mg/L。
可選地，還包括對待處理制漿造紙廢水進行預處理的步驟：
制漿造紙廢水首先依次經過格柵和斜網，然后進入混凝反應池，加入聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，攪拌均勻后進入沉淀池，進行泥水分離，出水即為待處理制漿造紙廢水。
可選地，聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺的質量比為1：(0.001-0.01)，聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺的總加入量為制漿造紙廢水的0.01wt％-0.5wt％。
根據本申請的又一個方面，提供了一種如上述任一項所述的制漿造紙廢水一體化處理方法在處理含纖維素、半纖維素和硫酸根廢水中的應用。
本申請中，“污泥”為絮狀污泥，來源于市政污水好氧處理系統產生的污泥、造紙廠污水好氧處理系統產生的污泥和山東環發建設的制漿造紙廢水厭氧處理系統產生的污泥中的一種或兩種以上。
本申請的有益效果包括但不限于：
1.本申請的制漿造紙廢水一體化處理方法，具有多級厭氧反應器，為不同類型微生物提供各自所需要的生長環境，不僅均衡考慮了復合微生物生長所需的營養物質，還充分考慮了不同微生物的生長習性，確保其在厭氧環境中充分發酵。
2.本申請的制漿造紙廢水一體化處理方法，發酵乳桿菌(Lactobacillusfermentum)主要用于降解污水中的纖維素、半纖維素、雜細胞、淀粉及粘膠類物質，Arcobacterellisii主要用于降低廢水中的硫酸鹽及硝酸鹽濃度，減少廢水中硫酸根對發酵乳桿菌及其他厭氧污泥造成的生物毒性；發酵乳桿菌(Lactobacillusfermentum)和Arcobacterellisii協同作用，更有利于廢水中污染物的降解。
3.本申請的制漿造紙廢水一體化處理方法，無需嚴格控制進水pH值，厭氧前不必設置水解酸化段，沉淀池出水直接進入多級厭氧反應器，簡化了處理工藝，減少了項目占地，同時保證了處理效果，降低了人力成本。
4.本申請的制漿造紙廢水一體化處理方法，只需進行簡單的絮凝沉淀，無需引入過多的化學藥劑，避免了對廢水的二次污染，降低了藥劑成本；格柵能夠去除廢水中較大的雜質，斜網用于回收廢水中的纖維，保證了制漿造紙廢水的處理效果。
（發明人：彭吉成;寇清芬）
