一种用于造纸废水复合降解的处理方法及复合菌剂与流程

    技术2024-11-22  44


    本发明属于造纸废水处理,具体涉及一种用于造纸废水复合降解的处理方法及复合菌剂。


    背景技术:

    1、常规的污水处理方法主要有物理法、化学法、生物法。物理法主要包括混凝沉淀、吸附、膜分离等,虽然此方法在废水的预处理以及深度处理中有较好的处理效果,但普遍存在费用高、再生困难等问题,现阶段仍难以在工业中大规模应用。化学法主要包括高级氧化法,该方法反应迅速、处理效率高,但是处理成本高、投资大,限制了其在实际生产中的应用。生物法是利用微生物的新陈代谢最大程度地去除废水中的溶解性有机物和胶体状态物质,具有运行成本低、操作简单、二次污染低等优点,成为造纸废水处理中应用最广泛的方法。但是,造纸废水成分复杂,含有大量的木质素、纤维素、半纤维素、化学药剂、挥发酚等有机污染物,稳定性较高,可生化性差。与此同时,造纸工业园区各企业排放至集中污水处理厂的废水主要由腐殖酸、多环芳烃等难降解有机物组成,对微生物生长具有抑制性,且污染物浓度低,低负荷条件限制了微生物的生长,导致活性污泥中有效菌群数量随着运行时间的延长而逐渐减少,生化处理效果变差,出水难以满足排放标准。


    技术实现思路

    1、为了克服现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种用于造纸废水复合降解的处理方法及复合菌剂,旨在解决现有生化反应处理造纸废水时,低负荷条件限制微生物的生长,导致处理效率低、出水cod浓度高、处理费用高、难以满足排放限值等问题。

    2、本发明采取以下技术方案实现:

    3、第一方面,本发明提供了一种用于造纸废水复合降解的处理方法,包括以下步骤:

    4、搭建包括缺氧池、好氧池组成的ao生化反应系统,并在ao生化系统中按照设定比例添加活性污泥;

    5、将经物化工艺处理后的造纸废水通入ao生化系统中进行初步降解反应;

    6、监测造纸废水降解反应后的出水cod浓度、ao生化系统中污泥沉降体积、生化反应效率;

    7、当出水cod浓度超过设定阈值范围、或污泥沉降体积低于设定阈值范围,结合生化反应效率,投加设定比例的复合菌剂,直至出水cod浓度、污泥沉降体积、生化反应效率均满足设定阈值范围要求。

    8、为优化上述技术方案,采取的具体措施还包括:

    9、进一步地,所述活性污泥的投加设定比例为4g/l。

    10、进一步地,所述出水cod浓度的设定阈值范围为不超过30 mg/l,所述污泥沉降体积阈值范围通过活性污泥中的细菌菌落总数判断,所述细菌菌落总数的设定阈值范围为高于107cfu/ml,所述生化反应效率根据造纸废水降解反应前的进水cod浓度、造纸废水降解反应后的出水cod浓度、污泥沉降体积进行判断。

    11、进一步地,所述复合菌剂的投加设定比例为5×107cfu/ml,所述复合菌剂包括芽孢杆菌、放线菌和动胶菌,所述芽孢杆菌、放线菌和动胶菌的质量分数比为2:1:7。

    12、第二方面,本发明提供了一种用于造纸废水复合降解处理的复合菌剂,所述复合菌剂包括芽孢杆菌、放线菌和动胶菌,所述复合菌剂的提取过程包括以下步骤:

    13、从处理造纸废水的活性污泥中分离筛选出多种类型的菌种,使用接种环将菌种接种至对应的固体培养基上,并按照温度一和时间一进行初步活化培养,所述菌种包括芽孢杆菌菌株、放线菌菌株、动胶菌菌株;

    14、在无菌条件下,挑取活化后的菌种接种于对应的液体培养基中,按照温度二和时间二进行恒速振荡活化培养,所述恒速的转速为100rad/min;

    15、在无菌条件下,将恒速振荡活化培养后的芽孢杆菌菌株、放线菌菌株、动胶菌菌株的接种量分别按照2:1:7的比例混合均匀,得到复合菌剂。

    16、进一步地,所述温度一和温度二均为30℃,所述时间一和时间二均为12h。

    17、进一步地,所述芽孢杆菌菌株、放线菌菌株、动胶菌菌株的接种量分别为2×107cfu/ml、107cfu/ml、7×107cfu/ml。

    18、进一步地,所述芽孢杆菌固体培养基按照重量分数的组分包括:蔗糖5份、硫酸铵0.5份、磷酸二氢钾(3h2o)0.25份、硫酸镁(7h2o)0.1份、氯化钙0.5份、蒸馏水500份、2.5%琼脂12份;所述放线菌固体培养基按照重量分数的组分包括:葡萄糖10份、硫酸铵0.1份、尿素0.25份、酵母膏0.25份、磷酸二氢钾(3h2o)2.5份、硫酸镁0.15份、氯化钠0.1份、蒸馏水500份、2.5%琼脂12份;所述动胶菌固体培养基按照重量分数的组分包括:可溶性淀粉10份、硝酸钾5份、磷酸二氢钾(3h2o)2.5份、氯化钠2.5份、硫酸镁(7h2o)1份、硫酸亚铁(7h2o)0.05份、蒸馏水500份、2.5%琼脂12份;所述芽孢杆菌液体培养基按照重量分数的组分包括:蔗糖5份、硫酸铵0.5份、磷酸二氢钾(3h2o)0.25份、硫酸镁(7h2o)0.1份、氯化钙0.5份、蒸馏水500份;所述放线菌液体培养基按照重量分数的组分包括:葡萄糖10份、硫酸铵0.1份、尿素0.25份、酵母膏0.25份、磷酸二氢钾(3h2o)2.5份、硫酸镁0.15份、氯化钠0.1份、蒸馏水500份;所述动胶菌液体培养基按照重量分数的组分包括:可溶性淀粉10份、硝酸钾5份、磷酸二氢钾(3h2o)2.5份、氯化钠2.5份、硫酸镁(7h2o)1份、硫酸铁(7h2o)0.05份、蒸馏水500份。

    19、进一步地,所述芽孢杆菌固体培养基和动胶菌固体培养基的ph值为7.0,所述放线菌固体培养基的ph值为8.0,所述芽孢杆菌液体培养基和动胶菌液体培养基的ph值为7.0,所述放线菌液体培养基的ph值为8.0。

    20、进一步地,所述芽孢杆菌固体培养基、动胶菌固体培养基和放线菌固体培养基在使用前均在高温环境下进行灭菌活化0.5h。

    21、本发明的有益效果:

    22、相比现有技术而言,本发明的一种用于造纸废水复合降解的处理方法,通过监测生化反应系统中出水cod浓度和污泥沉降体积,当出水cod浓度升高,处理效果变差,或污泥沉降体积不满足设定阈值范围时,则通过添加复合菌剂代替传统的乙酸钠、葡萄糖等碳源,快速补充活性污泥中优势菌落的数量,增加水体中木质素、纤维素等降解酶的数量,同时为水体中游离的原生动物和微型后生动物提供附着场所,强化活性污泥对造纸废水中木质素、纤维素、半纤维素等难降解有机物的处理效果。

    23、本发明的一种用于造纸废水复合降解的复合菌剂,通过将芽孢杆菌、放线菌、动胶菌复配,制得复合菌剂,该菌剂为纯生物菌剂,一方面可以强化造纸废水cod处理效果,另一方面,成本更低、效果更高、无二次污染、操作简单、且便于大规模推广应用。



    技术特征:

    1.一种用于造纸废水复合降解的处理方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的用于造纸废水复合降解处理的方法,其特征在于:所述活性污泥的投加设定比例为4g/l。

    3.根据权利要求1所述的用于造纸废水复合降解处理的方法,其特征在于:所述出水cod浓度的设定阈值范围为不超过30 mg/l,所述污泥沉降体积阈值范围通过活性污泥中的细菌菌落总数判断,所述细菌菌落总数的设定阈值范围为高于107cfu/ml,所述生化反应效率根据造纸废水降解反应前的进水cod浓度、造纸废水降解反应后的出水cod浓度、污泥沉降体积进行判断。

    4.根据权利要求1所述的用于造纸废水复合降解处理的方法,其特征在于:所述复合菌剂的投加设定比例为5×107cfu/ml,所述复合菌剂包括芽孢杆菌、放线菌和动胶菌,所述芽孢杆菌、放线菌和动胶菌的质量分数比为2:1:7。

    5.一种用于造纸废水复合降解处理的复合菌剂,其特征在于:所述复合菌剂的提取过程包括以下步骤:

    6.根据权利要求5所述的用于造纸废水复合降解处理的复合菌剂,其特征在于:所述温度一和温度二均为30℃,所述时间一和时间二均为12h。

    7.根据权利要求5所述的用于造纸废水复合降解处理的复合菌剂,其特征在于:所述芽孢杆菌菌株、放线菌菌株、动胶菌菌株的接种量分别为2×107cfu/ml、107cfu/ml、7×107cfu/ml。

    8.根据权利要求5所述的用于造纸废水复合降解处理的复合菌剂,其特征在于,所述芽孢杆菌固体培养基按照重量分数的组分包括:蔗糖5份、硫酸铵0.5份、磷酸二氢钾(3h2o)0.25份、硫酸镁(7h2o)0.1份、氯化钙0.5份、蒸馏水500份、2.5%琼脂12份;所述放线菌固体培养基按照重量分数的组分包括:葡萄糖10份、硫酸铵0.1份、尿素0.25份、酵母膏0.25份、磷酸二氢钾(3h2o)2.5份、硫酸镁0.15份、氯化钠0.1份、蒸馏水500份、2.5%琼脂12份;所述动胶菌固体培养基按照重量分数的组分包括:可溶性淀粉10份、硝酸钾5份、磷酸二氢钾(3h2o)2.5份、氯化钠2.5份、硫酸镁(7h2o)1份、硫酸亚铁(7h2o)0.05份、蒸馏水500份、2.5%琼脂12份;所述芽孢杆菌液体培养基按照重量分数的组分包括:蔗糖5份、硫酸铵0.5份、磷酸二氢钾(3h2o)0.25份、硫酸镁(7h2o)0.1份、氯化钙0.5份、蒸馏水500份;所述放线菌液体培养基按照重量分数的组分包括:葡萄糖10份、硫酸铵0.1份、尿素0.25份、酵母膏0.25份、磷酸二氢钾(3h2o)2.5份、硫酸镁0.15份、氯化钠0.1份、蒸馏水500份;所述动胶菌液体培养基按照重量分数的组分包括:可溶性淀粉10份、硝酸钾5份、磷酸二氢钾(3h2o)2.5份、氯化钠2.5份、硫酸镁(7h2o)1份、硫酸铁(7h2o)0.05份、蒸馏水500份。

    9.根据权利要求8所述的用于造纸废水复合降解处理的复合菌剂,其特征在于:所述芽孢杆菌固体培养基和动胶菌固体培养基的ph值为7.0,所述放线菌固体培养基的ph值为8.0,所述芽孢杆菌液体培养基和动胶菌液体培养基的ph值为7.0,所述放线菌液体培养基的ph值为8.0。

    10.根据权利要求9所述的用于造纸废水复合降解处理的复合菌剂,其特征在于:所述芽孢杆菌固体培养基、动胶菌固体培养基和放线菌固体培养基在使用前均在高温环境下进行灭菌活化0.5h。


    技术总结
    本发明公开了一种用于造纸废水复合降解的处理方法,包括以下步骤:搭建AO生化反应系统,并在生化系统中按照设定比例添加活性污泥;造纸废水进入AO生化系统中的初步降解反应;监测造纸废水降解反应后的出水COD浓度和AO生化系统中污泥沉降体积;当出水COD浓度、污泥沉降体积低于设定阈值范围,结合生化反应效率,投加设定比例的复合菌剂,直至出水COD或污泥沉降体积均满足设定阈值范围要求。本发明监控出水COD浓度和污泥沉降体积,从而及时添加纯生物的复合菌剂,快速补充细菌菌落总数的数量,保持造纸废水的处理效率。本发明公开了一种基于造纸废水复合降解处理的复合菌剂,增加了水体中降解酶的数量,强化了活性污泥对难降解有机物的处理效果。

    技术研发人员:张瑜,徐军,王健,高雯雯
    受保护的技术使用者:江苏环保产业股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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