微生物在造紙工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用探討

葉細(xì)首

（中煤科工集團(tuán)杭州研究院有限公司，浙江杭州 311201）

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對于造紙產(chǎn)品的需求也得到了進(jìn)一步增加，對造紙行業(yè)的發(fā)展也起到了良好的促進(jìn)作用。廢水作為造紙廠生產(chǎn)過程中的重要因素，在大部分的造紙廢水中還存在難以降解的纖維素以及木質(zhì)素，對水體造成嚴(yán)重的污染，傳統(tǒng)的化學(xué)處理方法難以獲得良好的廢水處理效果。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在廢水處理過程中也開始積極應(yīng)用微生物進(jìn)行廢水處理，保障造紙廢水的處理效果。

1 通過真菌進(jìn)行造紙廢水處理

真菌具有種類多樣性以及分布廣的特征。真菌不是活性污泥以及生物膜技術(shù)的應(yīng)用主題，但是其在造紙廢水處理中依舊具有良好的處理效果。在廢水處理中，真菌能夠起到良好的降解效果，實現(xiàn)有機(jī)氯化物與各種纖維物質(zhì)的降解，對于廢水水質(zhì)的改善具有積極意義。

1.1 用于造紙廢水處理的真菌類型

在造紙廢水處理過程中，通過微生物的應(yīng)用能夠促進(jìn)廢水處理效果進(jìn)一步提升，因此具有良好的應(yīng)用可行性。在活性污泥技術(shù)中進(jìn)行真菌分離工作的開展，現(xiàn)階段已經(jīng)可以實現(xiàn)100余種酵母菌與類酵母菌的分離工作，其在污水處理中也具有良好的應(yīng)用效果。

相關(guān)研究表明，在生物濾池內(nèi)，大部分生物濾池中的生物膜中蘊(yùn)含大量的微生物，真菌的數(shù)量占據(jù)了30%左右。在進(jìn)行造紙廢水處理過程中，還可以借助鐮刀霉屬、瘤胞霉屬等真菌種群進(jìn)行處理，具有良好的應(yīng)用優(yōu)勢。在采用真菌進(jìn)行活性污泥處理時，真菌還能夠發(fā)揮良好的絮凝劑作用，針對部分造紙污水中存在的污染物，部分真菌還可以對其中的纖維素以及有機(jī)物直接進(jìn)行降解，借此提升對造紙污水的處理效果。

1.2 真菌在造紙廢水處理中的應(yīng)用

在采用真菌進(jìn)行造紙廢水處理時，通常會應(yīng)用白腐菌作為絮凝劑，對造紙廢水中的大部分固體、懸浮顆粒以及膠體粒子進(jìn)行凝聚與沉淀，隨后借助物理處理方法實現(xiàn)對這些污染物的分離處理，滿足水體污染物的凈化處理需求。通過白腐真菌來進(jìn)行污水降解處理時，可以適當(dāng)添加關(guān)鍵酶，對降解過程起到一定的催化效果，促進(jìn)造紙污水中有機(jī)物的降解效果進(jìn)一步提升。例如，木質(zhì)素過氧化酶可以對木質(zhì)素原子結(jié)構(gòu)中的電子進(jìn)行奪取，斬斷木質(zhì)素內(nèi)的分子鍵，提升木質(zhì)素的降解效果，滿足污水處理需求。在造紙污水處理中，通過木質(zhì)素的應(yīng)用，還可以在保障污水處理效果基礎(chǔ)上，維持白腐菌在降解中的酶活性。

在應(yīng)用白腐菌進(jìn)行造紙污水的降解處理時，還會產(chǎn)生錳過氧化物酶，自身還包含較高水平的特血紅素。在該類真菌降解過程中會產(chǎn)生芳香環(huán)多聚體，該類物質(zhì)對木質(zhì)素能夠起到良好的降解效果。此外，在進(jìn)行污水處理中應(yīng)用的錳過氧化物酶中，其還可以直接在過氧化氫驅(qū)動下生成苯氧殘基。在轉(zhuǎn)換過程中，木質(zhì)素降解，三價錳離子能夠有效保護(hù)真菌轉(zhuǎn)換過程中不受到過氧化氫的損害。

1.3 案例分析

為了對真菌在造紙廢水處理中的應(yīng)用效果進(jìn)行明確，相關(guān)學(xué)者以白腐真菌為主的大型真菌作為重要的降解真菌，其中包含變色云芝、血紅孔菌、毛栓菌以及洋蘑菇等。針對造紙廢水中存在的微生物類型，一般選用白腐真菌能夠起到良好的降解效果。在進(jìn)行白腐真菌培養(yǎng)過程中，可以采用黃孢原毛平革菌作為主要的培養(yǎng)基[1]。

相關(guān)學(xué)者在研究中發(fā)現(xiàn)，通過應(yīng)用白腐真菌，可以大幅度提高造紙廢水中木素與COD的降解處理效果，其處理有效率能夠達(dá)到71%以上。對46種菌種進(jìn)行分離處理，結(jié)果表明有13種菌種能夠進(jìn)行木素的有效降解，并能夠?qū)υ旒垙U水中的酸堿值起到一定的中和效果，因此能夠滿足造紙污水的實際處理需求。

白腐菌中的漆酶也是一種含銅多酚氧化酶，其中銅原子有4個，分子量一般維持在64～399。大部分的漆酶都是通過氧氣實現(xiàn)對電子受體中蛋白酶的處理工作，在污水降解過程中，其能夠在實現(xiàn)氧化木質(zhì)素之間的協(xié)同降解，借此獲得預(yù)期的污水降解處理效果。白腐菌在造紙污水處理工作中具有非常重要的應(yīng)用價值，其能夠產(chǎn)生多種酶進(jìn)行木質(zhì)素的氧化工作，不同酶之間還需要通過協(xié)同作用，促進(jìn)自身的降解作用和機(jī)理得到充分發(fā)揮，借此獲得良好的木質(zhì)素降解效果。通過白腐菌的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對木質(zhì)素大分子的有效降解，在袍外將其轉(zhuǎn)換為小分子，經(jīng)過必要的代謝作用后，分解為子水分與二氧化碳，獲得良好的木質(zhì)素清除效果。

2 細(xì)菌在造紙廢水處理中的應(yīng)用

對造紙廢水進(jìn)行處理的過程中，現(xiàn)階段還應(yīng)用了生物膜法、活性污泥法以及厭氧池消化法等手段，細(xì)菌在造紙廢水處理中具有重要的應(yīng)用價值。

在廢水處理中，一般可以將細(xì)菌分為厭氧菌以及好氧菌兩類型，不同類型的細(xì)菌在廢水處理中的應(yīng)用途徑與應(yīng)用價值存在一定差異。

2.1 采用好氧菌進(jìn)行造紙廢水處理

在造紙污水處理階段，還可以采用好氧細(xì)菌進(jìn)行污水處理，具體處理途徑主要為生物膜法以及活性污泥法兩種方式，需要結(jié)合污水處理的實際需求進(jìn)行合理選擇。

應(yīng)用活性污泥法進(jìn)行造紙污水處理時，可以實現(xiàn)將廢水內(nèi)的好氧細(xì)菌轉(zhuǎn)變?yōu)閷Ｐ院醚蹙?，對污水性能起到良好的改善效果。菌膠團(tuán)細(xì)菌作為活性污泥法中的重要細(xì)菌類型，其還具備表面積大以及黏性較強(qiáng)的特征，能夠在短時間內(nèi)對造紙廢水中懸浮的有機(jī)物質(zhì)以及重金屬離子起到良好的吸附效果，吸附有效率可達(dá)30%～90%。

常見的生物膜處理技術(shù)可以應(yīng)用多個菌屬的好氧細(xì)菌，這些菌屬通過互相鏈接的方式形成菌屬團(tuán)，從而進(jìn)行有機(jī)物的全面分解。

目前，在采用生物膜法進(jìn)行造紙污水的處理過程中，還可以通過生物膜對污水起到良好的過濾效果。比如通過貝式硫菌以及球衣細(xì)菌，可以對污水中的大分子物質(zhì)起到一定的過濾效果，可以實現(xiàn)對一些有機(jī)物質(zhì)的清除與降解處理，對于造紙廢水處理效果的提升具有重要意義。

應(yīng)用好氧細(xì)菌進(jìn)行開展工業(yè)污水的清除過程中，一般需要在有氧環(huán)境下進(jìn)行工作，通過活性污泥結(jié)合污泥曝氣再生處理技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)α蛩猁}制漿廢水進(jìn)行有效處理，對BOD成分的去除率也能夠提升到90%以上，COD的去除率能夠達(dá)到84%。造紙廠生產(chǎn)中所產(chǎn)生的廢紙脫墨廢水，通過活性污泥法的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)廢水中有機(jī)物的有效清除，可以直接將COD以及BOD的清除率提升到88%以上，借此獲得良好的污水處理效果。

2.2 通過厭氧細(xì)菌進(jìn)行造紙污水處理

現(xiàn)階段，在造紙污水處理工作中已經(jīng)廣泛應(yīng)用了厭氧細(xì)菌，具體類型包含甲烷細(xì)菌以及產(chǎn)酸細(xì)菌等，產(chǎn)酸細(xì)菌由專性厭氧菌以及兼性厭氧菌兩部分構(gòu)成。通過專性厭氧菌能夠?qū)崿F(xiàn)對廢水中各種有機(jī)物的有效降解處理，具體類型包含雙歧桿菌屬、梭狀芽孢菌屬等。兼性厭氧菌則具有比較嚴(yán)格的厭氧生長條件。

（1）污水水解處理。

通過水解菌對不溶于水的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行處理，將其轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄晕镔|(zhì)。

（2）酸化處理.

在結(jié)合地理環(huán)境與細(xì)菌活動情況等因素基礎(chǔ)上，引導(dǎo)水解菌溶解后的有機(jī)物進(jìn)行揮發(fā)酸處理，在預(yù)酸池內(nèi)實現(xiàn)對各種污水雜質(zhì)的處理。

（3）產(chǎn)氫產(chǎn)酸處理。

在污水池內(nèi)投入硝化菌進(jìn)行生化產(chǎn)物的降解處理工作，將其分解為二氧化碳或氫氣后進(jìn)行排放。甲烷菌自身的電位相對較低，一部分可以借助醋酸鹽實現(xiàn)甲烷的轉(zhuǎn)化處理，另一部分則能夠直接將氫氣轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄椤?/p>

在進(jìn)行廢水處理過程中，大部分的厭氧細(xì)菌產(chǎn)氫產(chǎn)酸以及產(chǎn)甲烷都會在同一時間內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，因此可以通過厭氧細(xì)菌將廢水中的一些酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄?，且有效率大幅度提升，借此獲得良好的污水處理效果[2]。

3 通過其他生物進(jìn)行造紙廢水處理

現(xiàn)階段，在對造紙廢水進(jìn)行處理過程中，除了應(yīng)用細(xì)菌以及一些真菌類物質(zhì)外，還發(fā)現(xiàn)部分原生動物和藻類植物也能夠起到良好的污水處理效果。

近年來，其他國家也開展了通過人工濕地進(jìn)行廢水處理的相關(guān)研究，通過人工濕地的建設(shè)，能夠?qū)崿F(xiàn)對廢水的有效過濾，獲得良好的COD以及BOD清除效果。

此外，將處理后的造紙廢水用于蘆葦?shù)墓喔?，也能夠?qū)ν寥赖柠}漬化程度起到良好的控制效果，蘆葦還可以作為造紙的原材料進(jìn)行二次利用，借此獲得良好的資源循環(huán)利用效果。在蘆葦自身生長過程中，也能夠?qū)υ旒垙U水中的殘留營養(yǎng)物質(zhì)以及重金屬物質(zhì)進(jìn)行吸收，避免污水對于地下水以及周圍水系造成影響。

4 結(jié)語

近年來，我國科學(xué)技術(shù)得到了迅速發(fā)展，越來越多的新技術(shù)也應(yīng)用到了造紙工業(yè)的環(huán)保處理模式中。通過微生物的應(yīng)用，能夠?qū)υ旒垙U水中的各種細(xì)菌起到良好的降解效果，實現(xiàn)綠色廢水處理效果。我國各造紙企業(yè)需要加大對該技術(shù)的重視力度，通過細(xì)菌、真菌等微生物，實現(xiàn)可循環(huán)的污水處理系統(tǒng)，促進(jìn)造紙企業(yè)的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益得以提升，滿足我國環(huán)保生產(chǎn)理念下的發(fā)展需求。