專利名稱：一種制漿廢液生物脫色的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制漿廢液生物脫色的方法，具體是涉及一種利用白腐菌對不同造紙原料的機(jī)械漿廢液、半化學(xué)漿廢液、堿性過氧化氫機(jī)械漿廢液和磺化化機(jī)漿廢液進(jìn)行有效脫色的方法。
背景技術(shù)：
機(jī)械漿、半化學(xué)漿、堿性過氧化氫機(jī)械漿和磺化化機(jī)漿制漿工藝是低污染、高得率的先進(jìn)制漿工藝方法。國外從70年代起主要用于南美和北美材種的TMP和CTMP制漿，生產(chǎn)新聞紙、高檔印刷紙和包裝紙板。我國從80年代開始引進(jìn)化學(xué)機(jī)械漿的制漿技術(shù)和裝備，目前已成功地應(yīng)用于楊木堿性過氧化氫機(jī)械制漿(APMP)工藝(如岳陽林紙集團(tuán)、齊齊哈爾造紙有限公司和鴨綠江造紙廠等)、馬尾松熱磨機(jī)械漿(TMP)工藝(如廣州造紙股份有限公司)以及落葉松、樺木等北方材種的磺化化學(xué)機(jī)械漿(CTMP)工藝(如吉林造紙廠、石峴造紙廠等)。由于得率高、能耗低，上述機(jī)械法制漿技術(shù)已成為制漿造紙工業(yè)的重要發(fā)展趨勢。
機(jī)械漿廢液、半化學(xué)漿廢液、堿性過氧化氫機(jī)械漿廢液和磺化化機(jī)漿廢液的主要污染物質(zhì)包括溶出的部分木素分子及其降解產(chǎn)物、碳水化合物及其降解產(chǎn)物、復(fù)雜的多酚類化合物、以及低分子質(zhì)量的有機(jī)酸類等。這些廢液具有很深的顏色，達(dá)到1500～4500倍，廢水的色度很難用一般的化學(xué)或物理-化學(xué)方法如絮凝法、超濾法以及生物法如活性污泥法等去除。到目前為為止，國內(nèi)外均沒有有效的機(jī)械漿廢液、半化學(xué)漿廢液、堿性過氧化氫機(jī)械漿廢液和磺化化機(jī)漿廢液生物脫色的技術(shù)與方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種制漿廢液生物脫色的方法。本發(fā)明的脫色率超過70％，廢液經(jīng)過后續(xù)一級生化處理后可以清潔回用。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案一種制漿廢液生物脫色的方法，包括如下技術(shù)步驟1、白腐菌菌株的篩選白腐菌為從熱帶、亞熱帶、溫帶自然環(huán)境的森林中腐朽木材經(jīng)過分離和選擇性培養(yǎng)基(孔徑＞60目的木粉培養(yǎng)基)篩選得到的，并對CTMP制漿廢液主要污染物質(zhì)木素及硫化木素分子在3～15天降解率達(dá)到5～40％的白腐菌菌株；白腐菌是公開使用的微生物。
白腐菌產(chǎn)生的酶的特性為木素過氧化物酶活性范圍100～1500IU/g；錳過氧化物酶活性范圍100～1500IU/g；漆酶活性范圍100～1500IU/g。
2、白腐菌對機(jī)械漿廢液、半化學(xué)漿廢液、堿性過氧化氫機(jī)械漿廢液和磺化化機(jī)漿廢液對適應(yīng)性馴化將1步驟篩選到的白腐菌以菌絲鮮重為1∶0.1～10的重量比混合，并作為接種源，加入到經(jīng)稀釋后色度值為20～1500倍的制漿廢液進(jìn)行馴化；馴化時廢液的加入量為菌絲重量的1000,000～1000,000,000倍(L/g)，不加外源營養(yǎng)，在pH 2～6、溫度18～45℃、通風(fēng)透光條件下進(jìn)行培養(yǎng)1～7天。
白腐菌具有對環(huán)境的良好適應(yīng)性，使得馴化其適應(yīng)特定的待處理廢液環(huán)境成為可能。廢液濃度較低的情況下，菌絲體的生長和繁衍旺盛。隨著廢液濃度的提高，菌絲體的生長速度逐漸減慢。經(jīng)過逐步提高濃度的馴化過程，菌株獲得了對制漿廢液的適應(yīng)性。
(3)白腐菌接種到好氧生化反應(yīng)器中培養(yǎng)、生長和掛膜選擇在馴化時生長良好的白腐菌新鮮菌絲接種到有填充床的生化反應(yīng)器中，接種量為反應(yīng)器總體積的1∶1000,000～1000,000,000(g/L)；白腐菌經(jīng)過1～5d的培養(yǎng)，在生化反應(yīng)器填充劑表面上吸咐、固定、生長和掛膜。
生化反應(yīng)器中的填充床材料為煤渣、多孔陶瓷、粗束狀尼龍絲繩、泡沫塑料、鋼絲、輕質(zhì)石塊、片狀有機(jī)玻璃或玻璃珠。掛膜為白色的白腐菌菌絲和孢子體的混合物。
所述的好氧生化反應(yīng)器為串聯(lián)式好氧生化反應(yīng)器、垂直折流好氧生化反應(yīng)器、氣升式好氧生化反應(yīng)器、氣體環(huán)流式生化反應(yīng)器、曝氣流動床生化反應(yīng)器或填充床式生化反應(yīng)器。所述的好氧生化反應(yīng)器反應(yīng)器的體積為8-80,000M3，帶有溫度和pH值檢測與控制裝置。
4、白腐菌對制漿廢液進(jìn)行脫色將廢液加入白腐菌生化反應(yīng)器中進(jìn)行生物脫色反應(yīng)；反應(yīng)溫度為25～55℃，pH值為2～6.5，水力逗留時間為5～24h；生化反應(yīng)不加外源營養(yǎng)；加入到白腐菌生化反應(yīng)器的廢液CODcr值為300～35000；色度值為150～4500倍。
5、經(jīng)過白腐菌脫色的廢液經(jīng)過沉淀處理后，再進(jìn)入活性污泥反應(yīng)器或批序式生化反應(yīng)器中處理5～18h后，廢液達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)，并能夠回用，從而減少了用水量，符合國家清潔生產(chǎn)的要求。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果在水力逗留時間6～24h內(nèi)，白腐菌對制漿廢液(色度值為40～4500倍)的脫色率超過70％，廢液經(jīng)過后續(xù)一級生化處理后可以清潔回用，這一效果是國內(nèi)外到目前為止，采用絮凝法、超濾法或活性污染法處理不能達(dá)到的。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例來對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1造紙原料馬尾松；菌株篩選得到的菌株在12天對磨木木素降解率達(dá)到27％的白腐菌射脈側(cè)菌，是公開使用的微生物；制漿工藝(磺化化機(jī)漿CTMP)化學(xué)預(yù)處理與磨漿的工藝條件如為NaOH用量2.0％，Na2SO3用量3.0％，液比1∶4，最高溫度90℃，升溫時間40min，保溫時間50min，磨漿濃度24％，所得到的廢液色度為2613倍。
白腐菌馴化以菌絲作為接種源，加入經(jīng)過稀釋后色度值為1500倍的CTMP制漿廢液；馴化時廢液的加入量為菌絲重量的10,000,000倍(L/g)。不加外源營養(yǎng)，在pH3.5、溫度37℃、通風(fēng)透光條件下進(jìn)行培養(yǎng)3天；白腐菌掛膜和脫色生化反應(yīng)器氣升式填充床生化反應(yīng)器。反應(yīng)器體積12M3，溫度35℃，pH值為4.5。加入到白腐菌生化反應(yīng)器的廢液CODcr值為21762；色度值為2613倍。生化反應(yīng)在不加外源營養(yǎng)。
表1.經(jīng)實(shí)施例1所述條件處理后的白腐菌脫色結(jié)果

實(shí)施例2造紙原料桉木；菌株篩選得到的菌株在9天對磨木木素降解率達(dá)到23％的白腐菌射脈側(cè)菌I-7-11；制漿工藝(堿性過氧化氫機(jī)械漿APMP)化學(xué)預(yù)處理與磨漿的工藝條件如為NaOH用量3.0％，H2O2用量3.0％液比1∶4，最高溫度80℃，升溫時間45min，保溫時間50min，磨漿濃度18％，所得到的廢液色度為2853倍。
白腐菌馴化以菌絲作為接種源，加入經(jīng)過稀釋后色度值為1700倍的APMP漿廢液；馴化時廢液的加入量為菌絲重量的100,000,000倍(L/g)。不加外源營養(yǎng)，在pH4.5、溫度40℃、通風(fēng)透光條件下進(jìn)行培養(yǎng)5天；
白腐菌掛膜和脫色生化反應(yīng)器氣升式填充床生化反應(yīng)器。反應(yīng)器體積16M3，溫度45℃，pH值為3.0。加入到白腐菌生化反應(yīng)器的廢液CODcr值為25463；色度值為2853倍。生化反應(yīng)在不加外源營養(yǎng)。
表2經(jīng)實(shí)施例2所述條件處理后的白腐菌脫色結(jié)果

權(quán)利要求
1.一種制漿廢液生物脫色的方法，其特征在于包括如下技術(shù)步驟(1)白腐菌菌株的篩選白腐菌為從熱帶、亞熱帶、溫帶自然環(huán)境的森林中腐朽木材經(jīng)過分離和選擇性培養(yǎng)基(孔徑＞60目的木粉培養(yǎng)基)篩選得到的，并對不同制漿廢液主要污染物質(zhì)木素及硫化木素分子在3～15天降解率達(dá)到5～40％的白腐菌菌種；(2)白腐菌對制漿廢液的適應(yīng)性馴化將(1)步驟的白腐菌以菌絲或孢子作為接種源，加入到經(jīng)稀釋后色度值為100～1500倍的制漿廢液進(jìn)行馴化；馴化時廢液的加入量為菌絲重量的1000,000～1000,000,000倍(g/g)，不加外源營養(yǎng)，在pH2～6、溫度18～45℃、通風(fēng)透光條件下進(jìn)行培養(yǎng)1～7天；(3)白腐菌接種到好氧生化反應(yīng)器中培養(yǎng)、生長和掛膜選擇在馴化時生長良好的白腐菌新鮮菌絲接種到有填充床的生化反應(yīng)器中，接種量為反應(yīng)器總體積的1∶1000,000～1000,000,000(g/L)；白腐菌經(jīng)過1～5d的培養(yǎng)，在生化反應(yīng)器填充劑表面上吸咐、固定、生長和掛膜；(4)白腐菌對廢液進(jìn)行脫色將廢液加入白腐菌生化反應(yīng)器中進(jìn)行生物脫色反應(yīng)；反應(yīng)溫度為25～55℃，pH值為2～6.5，水力逗留時間為5～24h；生化反應(yīng)不加外源營養(yǎng)；加入到白腐菌生化反應(yīng)器的廢液CODcr值為300～35000；色度值為150～4500倍。(5)經(jīng)過白腐菌脫色的廢液經(jīng)過沉淀處理后，再進(jìn)入活性污泥反應(yīng)器或批序式生化反應(yīng)器中處理5～18h。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制漿廢液生物脫色的方法，其特征在于(2)步驟所述的制漿廢液為機(jī)械漿廢液、半化學(xué)漿廢液、堿性過氧化氫機(jī)械漿廢液或磺化化機(jī)漿廢液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制漿廢液生物脫色的方法，其特征在于(2)步驟所述的生化反應(yīng)器中的填充床材料為煤渣、多孔陶瓷、粗束狀尼龍絲繩、泡沫塑料、鋼絲、輕質(zhì)石塊、片狀有機(jī)玻璃或玻璃珠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制漿廢液生物脫色的方法，其特征在于(3)步驟所述的通用好氧生化反應(yīng)器為串聯(lián)式好氧生化反應(yīng)器、垂直折流好氧生化反應(yīng)器、氣升式好氧生化反應(yīng)器、氣體環(huán)流式生化反應(yīng)器、曝氣流動床生化反應(yīng)器或填充床式生化反應(yīng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種制漿廢液生物脫色的方法，其特征在于所述的好氧生化反應(yīng)器體積為8-80,000M3，帶有溫度和pH檢測與控制裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制漿廢液生物脫色的方法。該方法由以下步驟組成(1)制漿廢液為機(jī)械漿廢液、半化學(xué)漿廢液、堿性過氧化氫機(jī)械漿廢液和磺化化機(jī)漿廢液。(2)白腐菌的適應(yīng)性馴化和制漿廢液馴化后，接種到好氧生化反應(yīng)器中培養(yǎng)、生長和掛膜；(3)白腐菌對制漿廢液脫色過程及溫度與pH值檢測與控制。本發(fā)明能對制漿廢液有效脫色，在好氧生化反應(yīng)器中水力逗留時間5～24h內(nèi)，白腐菌對制漿廢液(色度值為40～4500倍)的脫色率超過70％，廢液經(jīng)過后續(xù)一級生化處理后可以清潔回用。
文檔編號C12N1/14GK1724414SQ200510035389
公開日2006年1月25日 申請日期2005年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月24日
發(fā)明者何北海, 林鹿 申請人:華南理工大學(xué)