废纸造纸封闭循环水中关键污染物DCS的生物净化机理研究

随着废纸造纸水循环系统封闭程度的提高，难以被去除的污染物质类群DCS在系统中逐渐积累，给纸机的稳定运行和成纸质量带来严重危害，成为制约节水封闭系统稳定运行的瓶颈。实践表明采取有效的方法净化DCS是消除其危害的根本措施，欧洲20年的经验表明，生物处理对于造纸水系统封闭是必需的。DCS是一组特殊的污染物组群，其有机质含量高达80%~90%以上，与传统的以COD和TSS为表征参数的造纸废水控制目标有较大的差异。本项目旨在围绕DCS这一关键污染物组群，针对国产废纸造纸封闭循环水的特殊性，比较研究脱墨与非脱墨两类废纸造纸循环水中DCS的好氧、厌氧及两者耦合生物净化过程与机理，重点探讨DCS主要有机组成木素及其衍生物类多聚物的好氧共代谢机理，揭示阻碍厌氧菌持续分解DCS关键有机组成的限速因素，为DCS的净化提供兼具经济有效性和环境安全性的技术开发方向，为解决废纸造纸用水节约的技术瓶颈问题提供理论基础。

DCS是造纸节水循环系统中积累的一组特殊的危害造纸系统稳定运行及成纸质量的污染物组群，其有机组成占80%~90%以上，是制约造纸节水封闭系统稳定运行的瓶颈。本项目首先比较研究了脱墨与非脱墨两类废纸造纸循环水中DCS的来源、特性、积累特征及现有处理方法，确定木质素及其衍生物类为DCS的关键有机组成。然后进行了木质素及其衍生物好氧和厌氧优势降解微生物菌群的驯化、培养、筛选、分离和鉴定，最终确定1株好氧降解细菌（Sphingobacterium sp.HY-H）和2株厌氧降解产氢菌（Y1，Dysgonomonas mossii 和Y2，Acetoanaerobium noterae）为优势木质素降解菌种，并进一步研究了诱导这些微生物参与代谢的理想环境条件（温度、pH、碳氮比）。最后研究了优选好氧和厌氧微生物菌种降解DCS主要有机组分的过程和机理，探索研究了厌氧—好氧耦合生物降解DCS主要有机组分的过程和机理。本项目研究成果有助于进行高效降解菌剂的开发，为DCS的净化提供兼具经济有效性和环境安全性的技术开发方向,同时促进源于木质素的生物质能源和新型化学产品的开发和应用。