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造纸工业是对环境污染非常严重的行业之一,治理造纸废水的关键是对木质素的有效处理。本文通过大量的实验研究工作,在初步探索造纸黑液酸析木素新助剂及其效果的基础上,首次系统地对木素降解高效菌的分离与生长繁殖特性、高效菌酶活性与木素降解性能、生物强化因子综合实验及实际模拟试验等进行了深入研究,为提高造纸黑液木素的处理效果提供理论依据。 本研究通过大量的实验,获得了改进酸析木素法的新助剂,与常规酸析法相比,该助剂使用后具有较好的CODCr和色度去除率,析出的木素颗粒上浮且含水率低等优点。当pH值为3.0时,黑液CODCr去除率最高可达68%,色度去除率为92%以上,浮渣含水率最低仅为81%,并且pH在4~4.5时仍有类似的去除木素效果,这些有助于克服常规法中耗酸量大、泥水分离困难、需要加热设备、污泥后续处理困难等缺点。实验证明,Ⅰ号助剂的作用效果最好。 从119个菌株中分离筛选出了6株细菌和5株霉菌,它们可以在含有木质素的培养基上良好生长:细菌分类学鉴定结果为X1、X2和X3:假单胞菌属,X4和X5:黄单胞杆菌属,X6:枝动杆菌属;对6株细菌降解木质素性能进行了初步的研究,选定X2和X4为实验用菌种,两株菌适宜的生长温度为30℃,最适初始pH值为7;经紫外线照射诱变法处理,可使它们产生的三种木素分解酶活性均有明显的提高,细菌增长速率比诱变前明显提高。 对分离出的高效菌种的特性进行了较为详细的研究,主要研究结果是:110转/min振荡培养有利于菌种的生长繁殖;通过对多种共代谢初级碳源和氮源的效能比较,确定蔗糖为合适的共代谢初级碳源,硝酸铵为合适的氮源;向原降解培养基中加入10mg/L的Mn2+离子,0.1mg/L的Cu2+离子,0.25mg/L的Fe2+离子和10mg/L的Ca2+离子,会大大提高木质素的去除率;综合培养结果表明,加入共基质蔗糖的浓度为1g/L,硝酸铵浓度为1.5g/L和相应的无机离子,且菌种比例为X2:X4=1:1时,效果最好。 西安建筑科技大学博士学位论文 根据酶活性测定结果和降解中间产物色谱一质谱联机分析,认为高效茵降解木质素的机理是,在综合强化因于作用下,促进木质素降解酶活性提高,强化了木质素的胞外和胞内降解反应。 采用投加生物强化因子的生物强化处理系统,对造纸废水进行连续的模拟运行实验,也获得了很好的效果,这些强化因子包括木质素降解高效菌种、共代谢初级碳源、氮源以及多种无机离于等;综合强化因子作用下的COD最高去除率达75.3%,平均COD去除率在74%以上,COD值从进水的1000呗左右降到了约260m叭,SS的去除率也在90%以上。