公布日：2023.10.17
申请日：2022.11.02
分类号：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
本申请公开了一种制浆造纸废水一体化处理方法及应用，属于制浆造纸废水处理技术领域。一种制浆造纸废水一体化处理方法，包括以下步骤：将待处理制浆造纸废水泵入多级厌氧反应器中，并向其中投加复合菌剂，所述复合菌剂的投加量为待处理制浆造纸废水的0.1wt％‑5wt％，发酵温度为28‑35℃，发酵时间为4‑50h，产生的沼气进入集气室中，污泥经自然沉降集中到集泥区，清水汇集到出水槽经出水口和排水槽排出。通过投加适量复合菌剂以及根据水量及污染负荷调整多级厌氧反应器的级数，显著降低出水纤维素、半纤维素、硫酸根和COD，同时无需严格控制进水pH值，处理效果稳定、效率高、处理费用低且管理操作简单。
权利要求书
1.一种制浆造纸废水一体化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：将待处理制浆造纸废水泵入多级厌氧反应器中，并向其中投加复合菌剂，所述复合菌剂的投加量为待处理制浆造纸废水的0.1wt％-5wt％，发酵温度为28-35℃，发酵时间为4-50h，产生的沼气进入集气室中，污泥经自然沉降集中到集泥区，清水汇集到出水槽经出水口和排水槽排出；其中，所述多级厌氧反应器为2-6级厌氧反应器。
2.根据权利要求1所述的制浆造纸废水一体化处理方法，其特征在于，所述复合菌剂包括发酵乳杆菌(Lactobacillusfermentum)和Arcobacterellisii。
3.根据权利要求2所述的制浆造纸废水一体化处理方法，其特征在于，所述发酵乳杆菌(Lactobacillusfermentum)与Arcobacterellisii的体积比为1：(0.3-2)。
4.根据权利要求1所述的制浆造纸废水一体化处理方法，其特征在于，所述复合菌剂的制备方法具体包括如下步骤：(1)将发酵乳杆菌(Lactobacillusfermentum)菌液和Arcobacterellisii菌液接种于强化梭菌培养基中，28-32℃恒温培养5-7d，即可观察到培养基变浑浊；然后再将其转接到厌氧强化梭菌培养基中，28-32℃恒温培养22-26h后培养基变浑浊，得到菌液；(2)取制浆造纸废水进行絮凝沉淀后过滤，调节废水pH至7.0-9.0，并添加营养物质制作废水培养基；(3)将步骤(1)所得的菌液接种于废水培养基中，单独培养和单独扩大培养后得到多个单菌液，将多个所述单菌液混合得到种子菌液；(4)向所述种子菌液中补充10-20％体积比的辅助生长微生物，得到混合菌液，再对所述混合菌液中的菌株进行驯化培育，得到所述复合菌剂。
5.根据权利要求4所述的制浆造纸废水一体化处理方法，其特征在于，步骤(3)中，将步骤(1)所得的菌液以40％-60％的体积比接种于废水培养基中，并于28-32℃恒温条件下单独培养36-60h；然后将单独培养后的菌液以1％-2％的体积比接种于废水培养基中，并于28-32℃恒温条件下单独扩大培养36-60h，得到多个单菌液。
6.根据权利要求4所述的制浆造纸废水一体化处理方法，其特征在于，步骤(4)中，驯化培育的具体步骤为：将混合菌液和废水培养基以1：(2-5)的体积比混合，并于28-32℃恒温培养36-60h，得到所述复合菌剂。
7.根据权利要求1所述的制浆造纸废水一体化处理方法，其特征在于，所述待处理制浆造纸废水中纤维素、半纤维素浓度为500-4000mg/L；所述待处理制浆造纸废水中硫酸根浓度为1000mg/L。
8.根据权利要求1所述的制浆造纸废水一体化处理方法，其特征在于，所述待处理制浆造纸废水中COD浓度为10000-30000mg/L。
9.根据权利要求1所述的制浆造纸废水一体化处理方法，其特征在于，还包括对待处理制浆造纸废水进行预处理的步骤：制浆造纸废水首先依次经过格栅和斜网，然后进入混凝反应池，加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，搅拌均匀后进入沉淀池，进行泥水分离，出水即为待处理制浆造纸废水。
10.如权利要求1-9任一项所述的制浆造纸废水一体化处理方法在处理含纤维素、半纤维素和硫酸根废水中的应用。
发明内容
为了解决上述问题，提供了一种制浆造纸废水一体化处理方法及应用，通过投加适量复合菌剂以及根据水量及污染负荷调整多级厌氧反应器的级数，显著降低出水纤维素、半纤维素、硫酸根和COD，同时无需严格控制进水pH值，处理效果稳定、效率高、处理费用低且管理操作简单。
本发明的技术方案如下：
一种制浆造纸废水一体化处理方法，包括以下步骤：
将待处理制浆造纸废水泵入多级厌氧反应器中，并向其中投加复合菌剂，所述复合菌剂的投加量为待处理制浆造纸废水的0.1wt％-5wt％，发酵温度为28-35℃，发酵时间为4-50h，产生的沼气进入集气室中，污泥经自然沉降集中到集泥区，清水汇集到出水槽经出水口和排水槽排出。
为了满足废水处理效果，多级厌氧反应器的级数可以根据水量及污染负荷进行选择；本申请中所述多级厌氧反应器为2-6级厌氧反应器。
可选地，所述复合菌剂包括发酵乳杆菌(Lactobacillusfermentum)和Arcobacterellisii。
可选地，所述发酵乳杆菌(Lactobacillusfermentum)与Arcobacterellisii的体积比为1：(0.3-2)。
可选地，所述复合菌剂的制备方法具体包括如下步骤：
(1)将发酵乳杆菌(Lactobacillusfermentum)菌液和Arcobacterellisii菌液接种于强化梭菌培养基(RCM)中，28-32℃恒温培养5-7d，即可观察到培养基变浑浊；然后再将其转接到厌氧强化梭菌培养基中，28-32℃恒温培养22-26h后培养基变浑浊，得到菌液；
(2)取制浆造纸废水进行絮凝沉淀后过滤，调节废水pH至7.0-9.0，并添加营养物质制作废水培养基；
(3)将步骤(1)所得的菌液接种于废水培养基中，单独培养和单独扩大培养后得到多个单菌液，将多个所述单菌液混合得到种子菌液；
(4)向所述种子菌液中补充10-20％体积比的辅助生长微生物，得到混合菌液，再对所述混合菌液中的菌株进行驯化培育，得到所述复合菌剂。
可选地，强化梭菌培养基：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，氯化钠5g/L，醋酸钠3g/L，L-半胱氨酸盐0.5g/L，琼脂0.5g/L，pH值6.8±0.1。
可选地，辅助生长微生物为双歧杆菌(ATCC29521)，购自广东省微生物菌种保藏中心。
可选地，步骤(3)中，将步骤(1)所得的菌液以40％-60％的体积比接种于废水培养基中，并于28-32℃恒温条件下单独培养36-60h；然后将单独培养后的菌液以1％-2％的体积比接种于废水培养基中，并于28-32℃恒温条件下单独扩大培养36-60h，得到多个单菌液。
可选地，步骤(4)中，驯化培育的具体步骤为：将混合菌液和废水培养基以1：(2-5)的体积比混合，并于28-32℃恒温培养36-60h，得到所述复合菌剂。
可选地，所述废水培养基配置方法如下：用氢氧化钠或盐酸调节待处理制浆造纸废水的pH至6.8-7.5，再于110-120℃条件下灭菌15-30分钟，即得。
可选地，所述待处理制浆造纸废水中纤维素/半纤维素浓度为500-4000mg/L；
所述待处理制浆造纸废水中硫酸根浓度为1000mg/L。
可选地，所述待处理制浆造纸废水中COD浓度为10000-30000mg/L。
可选地，还包括对待处理制浆造纸废水进行预处理的步骤：
制浆造纸废水首先依次经过格栅和斜网，然后进入混凝反应池，加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，搅拌均匀后进入沉淀池，进行泥水分离，出水即为待处理制浆造纸废水。
可选地，聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的质量比为1：(0.001-0.01)，聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的总加入量为制浆造纸废水的0.01wt％-0.5wt％。
根据本申请的又一个方面，提供了一种如上述任一项所述的制浆造纸废水一体化处理方法在处理含纤维素、半纤维素和硫酸根废水中的应用。
本申请中，“污泥”为絮状污泥，来源于市政污水好氧处理系统产生的污泥、造纸厂污水好氧处理系统产生的污泥和山东环发建设的制浆造纸废水厌氧处理系统产生的污泥中的一种或两种以上。
本申请的有益效果包括但不限于：
1.本申请的制浆造纸废水一体化处理方法，具有多级厌氧反应器，为不同类型微生物提供各自所需要的生长环境，不仅均衡考虑了复合微生物生长所需的营养物质，还充分考虑了不同微生物的生长习性，确保其在厌氧环境中充分发酵。
2.本申请的制浆造纸废水一体化处理方法，发酵乳杆菌(Lactobacillusfermentum)主要用于降解污水中的纤维素、半纤维素、杂细胞、淀粉及粘胶类物质，Arcobacterellisii主要用于降低废水中的硫酸盐及硝酸盐浓度，减少废水中硫酸根对发酵乳杆菌及其他厌氧污泥造成的生物毒性；发酵乳杆菌(Lactobacillusfermentum)和Arcobacterellisii协同作用，更有利于废水中污染物的降解。
3.本申请的制浆造纸废水一体化处理方法，无需严格控制进水pH值，厌氧前不必设置水解酸化段，沉淀池出水直接进入多级厌氧反应器，简化了处理工艺，减少了项目占地，同时保证了处理效果，降低了人力成本。
4.本申请的制浆造纸废水一体化处理方法，只需进行简单的絮凝沉淀，无需引入过多的化学药剂，避免了对废水的二次污染，降低了药剂成本；格栅能够去除废水中较大的杂质，斜网用于回收废水中的纤维，保证了制浆造纸废水的处理效果。
（发明人：彭吉成;寇清芬）