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生物酶提高制浆造纸废水可生化性的研究

郭星  
【摘要】:一级混凝沉淀、二级生化这种处理制浆造纸废水的典型方法已经在我国制浆造纸企业中应用多年,实践证明,这种方法能够很大程度上降低制浆造纸废水的污染负荷,这是制浆造纸废水处理方法中较为成熟的技术。但是由于制浆造纸废水污染的特殊性,传统方法处理后的出水CODCr和色度很难达到国家排放标准GB3544—2008的要求。 制浆造纸废水稳定性好,可生化性差,是较难处理的一类高浓度有机废水,即使经过生化处理,废水中含有的纤维素,半纤维素、木素等也很难被完全降解。近年来随着生物技术的飞速发展,生物酶处理技术在造纸工业中得到了越来越广泛的应用。造纸工业中应用较多、比较重要的生物酶为纤维素酶、半纤维素酶、木素降解酶、淀粉酶、脂肪酶、果胶酶、漆酶等。本实验主要利用造纸工业中常见的纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶这三种酶对制浆造纸废水进行预处理,并且研究了酶投加量,反应温度,反应时间,pH等因素对废水可生化性的影响。并采用BOD5/CODCr比值法和瓦氏呼吸仪法这两种静态和动态结合的方法,对生物酶处理后的废水进行可生化性的全面评价。筛选生物酶处理后可生化性有改善的废水,进行SBR法处理制浆造纸废水的实验研究,进一步研究生物酶对制浆造纸废水可生化性的影响。 分别利用纤维素酶,木聚糖酶,果胶酶处理化学浆废水和废纸浆废水。实验表明,对于化学浆废水,纤维素酶提高废水可生化性的作用效果不明显,而木聚糖酶和果胶酶有一定效果。木聚糖酶投加量为3.2U/mL,温度控制在50℃,反应时间1h,这时废水B/C比值达到最高,由原水的0.37提升到0.43。而果胶酶处理化学浆废水时,投加量为2.4U/mL,废水pH值调节到4.5,温度控制在50℃,反应时间为1h,这时处理废水效果最佳,B/C比值为0.382,相比未处理的水样,可生化性略有提高。说明果胶酶对提高化学浆废水的可生化性有一定作用。采用木聚糖酶处理废纸浆废水时,投加量为2.4U/mL,温度为50℃,反应时间45min时,提高可生化行的效果最好。B/C比值由0.24提高到0.27。用纤维素酶处理废纸浆废水,当投加量为2.5U/mL,温度为55℃,反应时间为1h时,这时候的效果最佳。B/C比值由0.24提高到0.357,提高了该废水的可生化性。 利用瓦氏呼吸仪对废水进行动态的可生化性研究时发现,经过木聚糖酶处理后的化学浆废水的生化呼吸线远远高于内源呼吸线,并且高于未处理废水。该结果同静态的B/C比值相一致。果胶酶处理化学浆废水,使得处理后废水的生化呼吸线高于内源呼吸线。用木聚糖酶处理后的废纸浆废水的B/C虽然有所提高,但是该废水的生化呼吸线还是低于微生物的内源呼吸线,废水依旧不易生化处理。纤维素酶处理后的废纸浆废水,使得废水的生化呼吸线高于微生物的内源呼吸线,废水的可生化性得到了提高。 通过SBR法处理制浆造纸废水的实验研究,经过木聚糖酶处理后的化学浆废水相对于未经过处理的废水,通过SBR反应器,COD的去除率从80.2%上升到81.3%,虽然可以看出经过处理后的废水的可生化性有了一定的提高,但是实际模型系统小,经过二级生化处理,反应现象不明显。而经过纤维素酶处理后的废纸浆废水相对于未经过处理的废水,通过SBR反应器,COD的去除率从75.6%上升到80.1%,废水的可生化性有显著改善,使得经过二级生化处理后,COD的去除率有了明显的提高。


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