碱法草浆造纸蒸煮黑液厌氧生物降解及其主要微生物类群研究_陈玉谷

1。。l年xx月中国沼气C五inaBiogas第9卷第4期6碱法草浆造纸蒸煮黑液厌氧生物降解及其主要微生物类群研究带陈玉扮·李艳白威万秀林王庭放(中国科学院成都生物研究所)摘要采用中温(35士1℃)UASB+AF相结合的反应器处理减法草装造纸蒸煮黑液,设计了两种试验方案。试验方案I一城法草浆黑液酸化后进行厌氧发酵,I号反应器内装陶拉。试验方案l一黑液用化学法(HCI)去除木质素后进行厌氧发酵,l号反应器内装软填杆。进行HRT、有机负荷和有机污染物(COD。,、BOD。)去除效率、沼气产气率相关性试验。在厌氧发酵稳态运行条件下,采用Hu二gaet厌氧操作技术,MPN计数法对UASB十AF反应器内厌氧污泥中的主要微生物类群区系组成进行了生态分析研究。关键词碱法草装造纸黑液厌氧生物降解厌氧微生物前言我国制浆造纸企业规模小,小型企业约_占全国造纸企业总数的91肠。原料以草浆居多,碱法制浆为主,工艺落后,加之布局不合理,造成我国造纸废水排放量大,污染物多,点多面广,严重污染水体。据1985年统计,全国制浆造纸行业污水排放量为39亿m“,约占全国工业废水排放总量的1/l。,其中有机污染物(以BOD。计)160万吨,约占全国工业废水中有机物总量的l八,其中以碱法制浆排放的蒸煮黑液最为严重,占小型企业水污染负荷的90肠。这些废水多数未经处理就排入水体,造成严重污染,危害甚大,急待治理〔’,2〕.采用厌氧法处理制浆废水可节能产能,因而受到广泛的重视〔3,4).近年来,国内外许多研究者致力于厌氧消化的研究,取得了很大进展〔“一“〕。美国Berg,J.A.〔一〕报道了采用U人SB反应器处理硫酸盐法纸厂蒸煮黑液的试验,得出UASB较为经济的结论。国内陈玉谷等〔’”,,O研究了碱法草浆黑液微生物酸化与甲烷发酵及其厌氧降解性。王祖宣〔的、郭建中等0幻报道和研究了甘蔗渣碱法纸浆黑液加糠醛废水的厌氧消化处理。本研究采用中温(35士1℃)UASB十AF相结合的反应器对碱法草浆造纸蒸煮黑液进行厌氧发酵动态试验。设计了两种试验方案,并在稳定运行下,对厌氧消化污泥中主要微生物类群区系组成进行了生态分析研究。.国家自然科学巷金资助项目本文收稿日翔:1o.x年4月xs日,e月7日件厕材料与方法1.废水来源和水质试验废液取自成都市造纸一厂碱法草浆蒸煮黑液。水质分析见表1。2.实验装置流程设计安装了两套UASB+AF相结合的反应器。I号反应器内装陶粒,l号内装软填料.1、I号有效容积分别为6L、7L.61991年11月中国沼气第9卷第4期见图1、图2。3.菌种污泥取制浆造纸厂排放康水流过沉积的河沟污泥,酒精废醉液厌氧消化池和污水处理场消化污泥,并混和。表l草浆黑液成分分析出气IJ一出样口PHcoD.,(哪/L)BOD一(口盯L)S,一(口g/L)NH一+一N(口盆/L)木质介(./L)13~1460000~7000018000~2100015。5~13080~9013。6~30墓取样1软峨料进样日4.黑液预处理黑液预处理方法为:加盐酸使黑液pH降至3,木质素沉淀,弃去沉淀物,上清液中加Ca(OH):至pHa.5勺7.0,再调节其C、N、P比例,加微量元素Co忍十、Mg,`、Ni,”、Mo忍+、Fe名`。5.厌载发酵试脸条件(l)温度55士1℃:(2)进水pH值一般保持在6.5~7.0;(3)进出料方式:间歇式进出料;(4)黑液COD。,浓度:进样COD。:浓度由低到高,逐步提高负荷。出气口出样口奋一取样1熟·进样口图11号UASB+人F反应器示意图图21号UASB+人F反应器示意图6.试脸过程安装反应器。先低浓度驯化,逐步提高负荷,启动正常后,进行水力滞留期(HRT)、有机负荷、有机污染物去除效率、沼气产气率相关性试验。7.浏定指标和方法COD。,重铬酸钾法测定(以下用COD表示)。BOD:采用日本产BOD,In。::batorModel一c13一2测定(以下用BOD表示)。气体组分采用国产SC一4型气相色谱仪测定。pH值采用国产25型酸度计测定。木质素测定方法见《沼气发酵常规分析》t,3〕。硫化物测定方法见《沼气发酵常规分析》〔13〕。8.微生物计数厌氧细菌培养采用Hungate厌氧操作技术〔’`,1“〕。微生物计数采用MPN法。儿类微生物培养基为:一般异养性细菌培养基、产氢产乙徽菌培养基、产甲烷菌培养基、纤维素分解菌塔养基、一硫酸盐还原菌培养基等配方厕了祖煎昨瘾生物学》6。。同型产乙酸菌培养基见文献(17〕,1991年11月陈玉谷等碱法草浆造纸蒸煮黑液厌氧生物降解及其主要微生物类群研究7在一定范围内.当HRT由7天缩短到1.17天,结果与讨论c0D负荷率由1.229/L·d提高到9.049/1.1号UASB+AF反应器动态试脸L·d,COD去除率平均值由5.7肠下降可供