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生物化学法处理造纸废水

 

生物化学法是指利用微生物的氧化还原作用、脱羧作用、脱氨作用、水解作用等生物化学过程把有机物逐步转化为无机物,从而使废水得到净化。由于其具有费用低、不产生二次污染等优点,在制浆造纸工业及其废液处理中的应用已引起水处理工作者的关注。

  利用特种微生物处理造纸废水是一个颇具前途的研究方向。1999年,有一则关于白腐菌CeriporiopsissubvermisporaCZ-3有效降低制浆漂白废水中污染物浓度的报道,该报道称:在一定运行条件下,废水的色度、CODCr、AOX和木素的去除率分别为90%、45%、62%和32%。利用生物填料法(以白腐真菌和芽孢杆菌为填料)深度处理造纸废水二级处理出水,色度去除率大于99%,CODCr从138.42mg/L降到33.28mg/L。黄孢原毛平革菌的脱色效果良好,而对COD的去除率不高,芽孢杆菌则能促进小分子矿化为CO2和H2O,所以选用这两种菌为填料可以起到互补的作用。3种白腐真菌(Pleurotussajorcaju,Trametesversicolor和Phanerochaetechrysosporium)和1种软腐真菌(Rhizopusoryzae)被证实可用于漂白硫酸盐浆废水的深度处理,分别用这4种真菌治理造纸生化处理出水,废水的相对吸光率降低程度明显不同,但COD的降低率没太大区别,在这4种菌中,只有Pleurotussajorcaju不会增加废水的毒性。造纸废水经厌氧处理后,用固定床反应器(变色栓菌为填料)进行处理,反应器中的锰过氧化酶和漆酶的活性比流化床反应器(香菇为填料)高,在运行的3个月里没有补加葡萄糖和可溶性糖类,CODCr的去除率为32%。

  在造纸废水的净化中,活性污泥法因能高度去除有机污染物而得到广泛应用。然而,活性污泥法对外部条件的波动很敏感,常会发生污泥膨胀、布满泡沫等,这些结果通常会影响出水的水质。针对这些问题,传统方法是通过投加化学药剂或安装选择器来解决。就投加化学药剂来说,虽然它的效果不错,但若试剂加入停止,这些问题又会随之出现,从而大大增加了处理成本。从动力学的研究得出:对丝状菌而言,食物与微生物的比率(F/M)是一个至关重要的因素,故可以通过调节F/M来控制污泥膨胀问题,即在废水处理过程中,令活性污泥微生物生活在食物充足和缺乏之间不断转变的环境,从而抑制丝状菌的过度生长。除此之外,在温度30、MLSS(混合液悬浮固体浓度)为4500mg/L、VER(体积交换率)为50%、每循环1次的好氧时间为5h、每天循环2次的条件下,序批式反应器(SBR)也能解决污泥膨胀问题,最后,使SVI(污泥容积指数)达到较低值和水质达到排放标准(CODCr<100mg/L)。在实验持续运行4个月里,SBR运行稳定且没有丝状菌产生,对处理有机负荷高的造纸废水有一定的参考价值。有学者通过8年的实验,发现活性污泥法联合上流式厌氧污泥床处理造纸废水的效果比单单使用活性污泥法更好,废水经厌氧污泥床预处理后,污泥龄不但增加了3~4倍,其活性还得到了改善,避免了污泥易出现的波动性;CODCr能降低至80mg/L,大大减少了电能和化学试剂的消耗,从而降低了运行成本。

  生物膜法靠在填料表面附着的生物黏膜降解废水中的污染物,从而达到净化的效果。该方法有硝化效果好、无污泥膨胀、管理简单、耐冲击负荷强等优点。在废纸造纸废水的深度处理中,采用絮凝-气浮串联生物膜法,中段废水的回用率达到85%以上,出水水质也稳定达标,不过仍存在一些问题,如浮渣量较大、进入接触氧化池的水可生化性差等。