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    造紙廢水處理生物強化技術

    隨著我國科學發展觀的理念以及可持續的發展戰略的提出,人們的環保意識不斷增強,而國家也加大了對工業污染的整治力度。而廢水處理一直是治理環境的頑固性問題,生物強化技術指的是在傳統的生物處理技術當中加入特定的微生物,進而對微生物的濃度進行提高,并且提高其解速率,從而更好的對廢水進行處理。

      1、生物強化技術的具體表現方式

      從生物強化技術的主要表現方式上分析,主要可以分為三個部分,其一是直接加入特效降解微生物,其二是生物強化制劑以及固定化生物強化技術,下文結合三個方面進行闡述。

      1.1 直接加入特效降解微生物

      直接加入特效降解微生物在生物強化技術當中的運用較為常見,其運作原理是將培養馴化后的微生物直接投入到需要處理的廢水當中,將所治理的污染物作為唯一碳源與能源,而廢水當中的微生物則通過附著在載體中而形成高效生物膜。而對于一些比較難以去除的降解有機物則需要通過投入生物共代謝基質來進行處理。比如當微生物通過降解甲苯、酚、二氯苯氧等原始底物后形成氧化酶,對污染物質的原始結構進行了改變,從而達到了降解污染物的目的。對于這一處理過程,則被稱之為生物共代謝。比如造紙廢水的主要污染源樹脂酸,可以通過黃孢原毛平革菌對木質素的降解作用,以及其降解后衍生各種酚化合物來進行處理。在這種處理過程中并沒有對樹脂酸這種微生物菌體的結構進行改變,而是通過樹脂酸的降解生物強化來進行去除。因此在進行處理時,首先要選擇一株優先降解的木質素,這種木質素的降解需要優先降解其嗜堿降解菌,需要在堿性液體的培養條件下,培養10d左右,然后當降解率達到49%之后可以用以代謝木質素以及其衍生物。

      1.2 生物強化制劑

      生物強化制劑生存與自然界中,在20世紀70年代,歐洲部分地區開始對這類技術進行運用,如愛爾蘭生化試劑。從其作用機制上分析,主要是通過具有降解功能的細菌制成菌液制劑或者是將附著在細菌上的麥麩制成干粉制劑。在造紙廠的廢水處理過程中,這種生物強化制劑有著顯著作用,其一可以有效的縮短微生物的馴化時間,以此來提高生物處理中微生物的濃度,進而提高造紙廠廢水處理的工作效率。另外一方面其操作較為簡便,對污染進行有效的處理,可以避免廢水處理過程中一些不必要的資源浪費現象。并且造紙廠廢水當中具有大量的碳水化合物與有機物,對微生物的強化提供了營養物質,用這種方式對造紙廢水進行處理,可以提高有機物的去除率,并且提高污水的脫磷效果。

      1.3 固定化生物強化技術

      采用直接加入特效降解微生物的廢水處理方法雖然具有操作簡便、資源節約的優點,但是在操作的過程中,所投入的特效微生物容易造成流失,或者在投入之后直接被原有的微生物所吞噬,從而影響廢水處理效果。而固定化生物強化技術則可以解決這一問題,其作用機制是將混合的優勢菌株固定在特定的載體中,使得其菌體脫落較少,保持菌體的活性,將優勢微生物的濃度最大限度的提高,在對廢水處理的過程中,可以增加菌體的存活時間。并且在對廢水污染物進行處理的同時,還可以有效的降低廢水的電導率,提高廢水的回收率。根據臨床文獻研究表明,將固定化生物強化技術運用在黃孢原毛平革菌中,發現運用后其脫色效率顯著提高,可以有效增強脫效率。

      2、生物強化技術的具體運用方式

      對于生物強化技術的運用方式而言主要是對難降解的物質進行處理、去除廢水中的營養物質、以及加快處理效率等。

      2.1 對難降解的物質進行處理

      生物強化技術之所以可以在造紙廠廢水當中進行運用,其主要的原因是在造紙廢水的處理過程中,對于一些難以降解的有機物難以妥善處理,因此需要通過生物強化技術提高微生物的濃度,從而改善降解效果。但是隨著水體環境污染中污染物的種類增加,需要結構復雜的化合物都需要一種特定的菌株進行講解,而這些物質對于微生物具有一定的毒害作用,而具有代謝功能的微生物數量較少,所以這些難以講解的物質會長期存在被排放的環境當中,造成頑固性污染,采用常規的廢水處理方式無法取得顯著效果,因此需要采用生物強化技術。比如將海藻酸鈉這種微生物對白腐菌進行固定化,由于菌體馴化提高了白腐菌的適應能力,因此在酸堿環境中的生存能力較高,同時對木質素的降解性較好。在厭氧的環境下消化處理造紙黑液,造紙黑液主要是一種木質素,可以采用海藻酸鈉、殼聚糖、活性炭微生物膠囊對其進行降解,將白腐菌固定化后,白腐菌在自然死亡,但是固定化后的白腐菌這種物質對木質素仍然有著較好的降解能力。

      2.2 去除廢水中的營養物質

      工業廢水特別是造紙廠的廢水,在生產作業的過程中會排放大量的半纖維素、木質素等物質,使得廢水當中的氮磷物質含量過高,這就是常說的富營養化,而在這種水體的處理過程中,采用生物技術處理會使得所運用的微生物生長較為緩慢,另一方面微生物無法長時間的維持高濃度狀態,從而難以處理。比如硝化菌,在硝化菌的運用當中,由于其生長速度緩慢以及生存率較低,導致廢水處理效果不好。因此需要采用生物強化技術對硝化菌進行強化,強化后的硝化菌可以促進生物膜中的菌體生長,并且快速的啟動。微生物在生物膜中迅速的繁殖,另外對生物膜表面的硝化菌豐度進行了提高,導致速率加快。而在造紙廢水當中運用后,其脫氮效果顯著提高。并且這種硝化菌在生物強化后對于低溫造紙廢水也有著較好的脫氮效果。

      2.3 加快處理效率

      雖然采用直接投入高效微生物的方式操作簡單、效果顯著,但是在對造紙廢水的處理過程中容易受到水體環境、水質、水量、富營養化、投菌量等因素的影響,另外所投入的微生物還有可能被其他微生物吞噬,從而對污水處理的成本造成疊加。因此在加快處理效率的同時還需要保證處理質量,在造紙廢水處理過程中,需要投入一定數量的優勢菌種,同時對有效菌種的比例進行增加,從而達到快速的去除效果。另外還可以通過增強耐負荷沖擊的能力來維持系統的穩定性。

      3、結語

      隨著我國科學發展觀的理念以及可持續的發展戰略的提出,人們的環保意識不斷增強,而國家也加大了對工業污染的整治力度。生物強化技術在造紙廢水處理當中需要從兩個方面進行分析,其一是生物強化技術的表現方式,其二是生物強化技術的運用方式。從生物強化技術的主要運用方式上分析,主要可以分為三個部分,其一是直接加入特效降解微生物,其二是生物強化制劑以及固定化生物強化技術。對于生物強化技術的運用方式而言主要是對難降解的物質進行處理、去除廢水中的營養物質、以及加快處理效率等。


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