褐腐真菌生物酸析資源化處理造紙蒸煮黑液研究.pdf

1、堿法制漿蒸煮黑液因其高堿性、高COD和高木質(zhì)素含量等“三高”特點，始終是工業(yè)廢水低成本、資源化處理技術的難題。傳統(tǒng)理化處理黑液技術因其成本及環(huán)境友好性問題正在逐漸被生物處理技術所代替。利用產(chǎn)酸微生物析出造紙黑液中的木質(zhì)素，一定程度上能減輕造紙黑液污染，但效果有限，且生物酸析機制不清晰?；诖?，本文主要探討了褐腐真菌生物酸析處理造紙黑液的機理、廢水處理工藝及酸析木質(zhì)素資源化利用等問題，為生物處理造紙黑液提供新的理論依據(jù)和技術支持。通過比較

2、研究無機酸和有機酸處理黑液的特性來論證有機酸酸析處理造紙黑液的可行性。結果顯示草酸酸化黑液pH到4.0時，析出的木質(zhì)素含量達到75.0%以上，COD和色度去除率分別達到42.0%和92.0%，其酸析過程、效果同無機酸酸析相同。因此，有機酸草酸可以取代硫酸酸析處理黑液，其中黑液體系pH降低是黑液中木質(zhì)素快速析出、COD和色度迅速下降的關鍵指標。一株具備調(diào)節(jié)pH能力的產(chǎn)酸菌株IMER2，經(jīng)形態(tài)和分子生物學鑒定，確定該菌株為擬層孔菌（Fomi

3、topsis sp. IMER2）。該菌在剛性破環(huán)秸稈木質(zhì)纖維結構的同時，能夠利用速效碳源、半纖維素成分快速合成草酸。該菌生物酸析造紙黑液，pH4以下時木質(zhì)素去除率達到93.0%，COD和色度去除率分別達到82.7%和88.9%，優(yōu)于傳統(tǒng)酸析處理效果。進一步研究褐腐真菌生物酸析處理黑液的機制。結果顯示褐腐真菌處理黑液是一個以酸析木質(zhì)素為主，吸附、降解木質(zhì)素為輔的生物反應過程。褐腐真菌在黑液中通過生物合成大量的草酸，快速降低黑液體系pH，

4、導致大量的木質(zhì)素析出；同時褐腐真菌通過物化吸附和降解木質(zhì)素，產(chǎn)生一定量的芳香酸，協(xié)助降低黑液pH，促進木質(zhì)素的析出。FTIR、1H－NMR和GC-MS研究結果表明褐腐真菌主要通過脫甲氧基、芳基羥基化、去酚羥基、側鏈氧化等作用方式降解木質(zhì)素。木質(zhì)素的苯環(huán)結構穩(wěn)定保留，功能基團活性得到提高，有利于酸析木質(zhì)素的資源化利用。
　　 對褐腐真菌生物酸析處理造紙黑液的影響因素進行研究。結果表明代謝產(chǎn)物C2O42-及酸析木質(zhì)素不利于褐腐真菌連

5、續(xù)地生物酸析處理造紙黑液。因此，須建立序批式生物酸析處理工藝。該工藝的最適條件是起始黑液pH 7.0，COD 42.0 g/L，褐腐真菌接種量24.0 g/L。褐腐真菌在開放的鼓泡塔生物反應器中成功運行了12個批次共36天，保持了良好的產(chǎn)酸能力，平均COD和色度去除率可達到40.0%和70.0%。
　　 對褐腐真菌生物酸析木質(zhì)素進行資源化利用研究。采用響應面法優(yōu)化活性炭制備條件，當磷酸濃度為65%，磷料比為4.84:1，活化溫度