光合细菌降解酸法草浆制浆废液中有机污染物的研究

光合细菌降解酸法草浆制浆废液中有机污染物的研究光合细菌降解酸法草浆制浆废液中有机污染物的研究Ξ武书彬梁文芷(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广州510641)摘要亚硫酸氢镁法苇浆制浆废液(MgSSL)经切割分子量为10000的PS膜超滤,提取高分子木质素磺酸盐后的滤过液,在好氧条件下用光合菌(PSB)处理,采用GC/MS、IR、13C-NMR技术研究了光合菌对该废液中木质纤维素衍生物的降解情况。PSB处理后,废液中三氯甲烷可萃取有机物降低84.7%,脂肪酸与具有木质素单体结构的有机物几乎完全被降解。废液中不溶于三氯甲烷的高分子组份,主要为木质素磺酸盐和低聚糖等。经PSB处理后,低聚糖在很大程度上被降解,具有α-酮结构的酚型木素结构单元的侧链等可被氧化断开。1引言我国现有亚硫酸盐法纸厂七个,产量均在3万吨以上,酸法制浆废液的治理与综合利用问题迄今为止仍没有得到很好的解决。目前,其废液平均处理与利用率只有30%左右[1],采用超滤法从该废液中提取木质素磺酸盐,能耗低,产品纯度高[2,3],在国内已有成功的运行经验。超滤滤过液中有机物的主要成份为低分子木质素磺酸盐、低聚糖、单糖、有机酸以及植物纤维原料的抽出物等。用传统的发酵法处理只能利用其中的单糖、有机酸等[4]。我们前期研究工作表明,光合细菌(PSB)可充分利用制浆废液中的有机酸,低聚糖及低分子木质素降解产物等[5-7]。MgSSL超滤透过液中富含的低分子有机酸、单糖、低聚糖等有机质可作为PSB利用的基质。为寻求该废液有效、合理处理与利用的新方法,探讨PSB对木质纤维素衍生物的降解途径,本文采用GC-MS、IR、13C-NMR等技术,研究了PSB好氧处理过程中,该废液中有机物的降解情况。2实验部分2.1试验用废液亚硫酸氢镁法制浆蒸煮、洗浆混合废液取自天津造纸厂。制浆条件:总酸3.2%;酸比(CA/FA),2.6∶1;液比1∶4;最高温度160℃;升温140min;保温100min。废液特性:pH=4.1,比重=1.06(20℃),固形物含量=123.6g/l,木素含量=63.52g/l。2.2超滤处理超滤器:杯型磁力搅拌式超滤器,有效膜面积35cm2,容量500ml。超滤膜:选用切割分子量(MMCO)为10000的聚砜(PS)膜。操作压力0.2MPa,氮气源加压。2.3废液中有机物的分离废液中有机物分离操作见图1