微生物促生劑對造紙廢水生化處理的作用與機理研究.pdf

1、造紙廢水依據(jù)原料種類、生產(chǎn)工藝、廢水處理方法等不同，其各工段混合廢水（黑液除外）經(jīng)二級生化處理，COD去除率65％～85％之間、BOD去除率在60％～90％之間，色度去除率在50％～85％之間，二級生化出水COD濃度在280～150mg/L之間，水質(zhì)分析表明污染物仍以有機物為主，廢水中剩余污染物存在繼續(xù)被生物降解的潛力。
　　本論文以造紙廢水污染特性分析為基礎(chǔ)，根據(jù)好氧微生物降解特點以及營養(yǎng)需求，研發(fā)微生物促生劑Bio-stimu

2、lant(BS)。并根據(jù)促生作用對微生物促生劑在造紙廢水好氧處理中的促生機理進行研究。微生物促生劑設(shè)計具有，提高廢水可生化性、深度降解廢水中剩余污染物;優(yōu)化微生物菌群;提高單位活性污泥降解的功能。
　　通過生化處理前后廢水水質(zhì)分析發(fā)現(xiàn):生化出水中含有大量苯類、酚類、烷類有機污染物;由于企業(yè)生產(chǎn)過程中水的循環(huán)回用，造紙廢水生化后Ca、Al離子含量較高，但不含對微生物生長有促進作用的微量元素。以廢水水質(zhì)分析結(jié)果為依據(jù)，微生物促生劑配方

3、設(shè)計含有纖維細胞壁主要成分降解酶、氮磷元素、微量元素、激素以及生長因子等成分。通過使用不同微生物促生劑配方對造紙廢水COD、色度、可生化性等綜合影響研究發(fā)現(xiàn)，造紙廢水微生物促生劑優(yōu)化配方為BS7:漆酶50U/mg+纖維素酶5 U/mg+半纖維酶10 U/mg+微量元素營養(yǎng)鹽5μg/mg+赤霉素溶液1μg/mg+黃腐酸10μg/mg+氯化銨0.5mg/mg+磷酸二氫鈉0.08mg/mg。
　　在造紙廢水處理過程中連續(xù)添加促生劑(BS

4、7)15天后，生化出水COD、色度去除效果以及可生化性均有所提高。COD去除率最高值達到85.2％，提高幅度為10.5％;色度去除率最高值達到74.8％，提高幅度為5.9％; BOD/COD平均值從原來的0.29提升至0.39?；钚晕勰嗟腗LSS、SVI、SOUR等指標也有所提高，其排泥周期縮短。添加促生劑后污泥的MLVSS/MLSS增加至0.724，提高幅度為7.58％，同時BS組SOUR值提高了4.3mgO2/(g MLVSS)，提

5、高幅度為15.82％。
　　促生劑添加使廢水紫外-可見光譜出現(xiàn)E帶吸收峰位移，紅外光譜中2730cm-1、1738cm-1兩處吸收峰消失，2046cm-1、1640cm-1、1384cm-1、676cm-1處吸收峰強度降低。紫外、紅外光譜的變化表明促生劑的添加可促進芳香族化合物、羧酸類、醛類、醇類物質(zhì)的降解或轉(zhuǎn)化。通過GC-MS分析發(fā)現(xiàn)，促生劑添加后有機污染物種類比空白組少2種，廢水中較難降解苯類、烷類、脂類相對含量降低。上述研究

6、證明促生劑有深度降解廢水中剩余污染物，提高廢水可生化性的作用。
　　促生劑與活性污泥粒徑分析表明:促生劑各組分中，粒徑分布均勻、小于或接近活性污泥的成分，容易被微生物吸收，對出水效果的影響也相對明顯。促生劑各組添加前后活性污泥拉曼光譜變化表明:黃腐酸在促生劑中有協(xié)同有機物降解與營養(yǎng)物質(zhì)吸收攝取的作用，添加前后污泥拉曼光譜不變。顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，加入促生劑后活性污泥絮體密度明顯變大、菌膠團結(jié)構(gòu)緊實、絮體顏色加深，促生劑有助于延長污泥老

7、化時間。在膨脹污泥中添加促生劑15天，并通過SEM觀察發(fā)現(xiàn):促生劑的添加使污泥骨架結(jié)構(gòu)逐漸清晰，膨脹態(tài)污泥消失，污泥菌膠團結(jié)構(gòu)明顯，病態(tài)污泥恢復(fù)情況良好。上述研究表明，微生物促生劑依靠提高微生物整體營養(yǎng)狀態(tài)、加快單位時間內(nèi)微生物繁殖、延長水力提留時間內(nèi)污泥齡，來實現(xiàn)優(yōu)化微生物種群的作用。
　　促生劑對微生物胞外聚合物(EPS)成分與結(jié)構(gòu)的影響分析表明:添加促生劑后微生物總EPS、蛋白質(zhì)及多糖含量提高，EPS量增加至未添加促生劑組2

8、倍左右;蛋白質(zhì)與多糖比值(PN/PS值)由初始的4.81下降至3.37，PN/PS值越低活性污泥絮凝沉降性越佳;DNA在EPS中的含量下降為6.276mg/g，遠低于初始值10.336mg/g，細胞越健康、代謝能力與營養(yǎng)條件越好，DNA在總EPS中所占比例越低。EPS層結(jié)構(gòu)分析表明:促生劑添加明顯提高TB-EPS層在EPS整體結(jié)構(gòu)上所占比例，TB-EPS層增加有利于改善微生物對污染物的吸附能力;EPS拉曼成像研究發(fā)現(xiàn)，促生劑添加導(dǎo)致活性

9、污泥EPS濃度增加，大體積EPS聚合物增多;促生后EPS中羧酸、酚類結(jié)構(gòu)高于空白組EPS，EPS聚合物中大多含有EPS2結(jié)構(gòu)，EPS2結(jié)構(gòu)增加使活性污泥在降解污染物過程中反應(yīng)能力增強，菌膠團吸附性能提高。上述研究表明，微生物促生劑通過優(yōu)化EPS組分、調(diào)整EPS層結(jié)構(gòu)、改善EPS化學(xué)結(jié)構(gòu)、提升整體細胞健康狀態(tài)、提高菌膠團吸附絮凝效果，來實現(xiàn)提升單位活性污泥降解效率的作用。
　　在造紙廠廢水處理系統(tǒng)中實際使用促生劑22天，在此期間CO

10、D去除率為90.8％，與使用之前相比提高6％左右，且當停止使用BS一段時間內(nèi)，出水COD去除率繼續(xù)提高至92.5％; BS使用期間，污泥MLSS值穩(wěn)定增長，出水口氨氮數(shù)值穩(wěn)定下降，并保持在較低水平，小于氨氮排放標準值10mg/L。
　　微生物促生劑對造紙廢水生化處理的作用與機理研究表明:促生劑是依靠對水體環(huán)境中原有微生物修復(fù)與提高實現(xiàn)促生作用，可有效避免外源微生物添加引起的生物競爭等生態(tài)問題。促生劑的添加實現(xiàn)改善造紙廢水出水水質(zhì)、