生物活性磷在制浆造纸污水MBBR系统应用

2016-11-21李谋邹学圣周黎华

资源节约与环保 2016年2期

关键词：制浆磷酸污水处理

李谋　邹学圣　周黎华

（普罗生物技术（上海）有限公司上海201201）

生物活性磷在制浆造纸污水MBBR系统应用

李谋邹学圣周黎华

（普罗生物技术（上海）有限公司上海201201）

使用新型生物活性磷营养产品，在不增加设备情况下替代磷酸，在造纸污水MBBR系统使用。生物活性磷为磷酸用量1/4、且更易被微生物吸收利用，CODcr平均去除率由48%提高到58%、出水总磷浓度降低且稳定。给企业带来污染物排放总量降低，磷营养产品仓储减少的效益。

造纸污水；生物活性磷；MBBR系统；CODcr去除率

制浆造纸污水主要特点为水量大、CODcr浓度高、B/C比低、营养不足、可生化性差，在处理设施的生物系统中，需要额外添加添加氮、磷营养。因为微生物的生长繁殖需要按一定的比例摄取碳、氮、磷以及其他微量元素，保证微生物生长繁殖的基本需要。尿素、磷酸作为传统的氮源、磷源因价格低，广泛用于造纸污水处理中。其缺点为用量大、吸收效率低[1]，易造成系统去除量波动或出水氮、磷超标。

为改善传统磷产品吸收效率低的问题，普罗生物技术（上海）有限公司研制生产了新型的磷营养产品，生物活性磷（SuperPhos,简称SP),针对使用在缺乏磷营养的废水处理领域的主要产品[2],其具备提高微生物的吸收效率，以更少的用量替代传统磷营养源。

1背景介绍

某制浆造纸厂，主要以回收牛皮纸箱为原料，制浆再造高档牛皮纸、瓦楞纸，配套污水处理工艺：提升泵房→调节池→化混一→初沉池→MBBR→活性污泥→二沉池→化混二→终沉池。执行制浆工业污水污染物排放标准GB3544-2008中，制浆和造纸联合生产企业标准。

生物段使用移动床生物膜反应器（movingbedbiofilm reactor,简称MBBR）加传统活性污泥工艺，MBBR核心部分是以密度接近于水的悬浮填料直接投加到反应池中作为微生物的活性载体，在反应池内曝气和水流的提升作用下，使得悬浮填料处于流化状态[3]从而得到良好的处理效果。MBBR填料填充率为45%，操作条件中水温33～37℃，HRT为7h，pH为6.9～7.05,使用鲁氏风机进行曝气搅拌。

2实验材料与方法

2.1使用药剂

生物活性磷（SP)：密度1.5mg/L，总磷含量约为50%，浅琥珀色液体，无毒无害，生物活性磷主要成分是携带小分子能量的有机酸，投加到水体后不会和水中金属离子（如：钙、镁、铁等）产生难溶于水的沉淀[1]。

2.2使用方法及用量

生物活性磷（SP)投加方案：目前现场使用85%磷酸作为微生物磷营养，用量为210 kg/d，在不影响系统污水处理效果的情况下使用生物活性磷（SP)替代磷酸。按照1/4用量替代（以磷酸质量计算），即生物活性磷（SP)用量为210 kg/d×1/4=52.5 kg/d。因生物活性磷（SP)为液态，直接加入原磷酸泡药桶，用泵加入MBBR池入水口处。测试时间为10 d,考虑微生物对新营养源的适应性，前三天生物活性磷（SP)用量增加10%，为好计量前三天生物活性磷（SP)添加量为55Kg/d，表1为测试期间加药方案。

表1 SP添加方案

3检测方法

生物活性磷（SP)作为新型生物磷营养源，在高效替代的同时主要观察其出水CODcr、总磷含量，来判定替代后的效果。本实验主要检测MBBR池进水、出水的CODcr，出水总磷。水质检测项目、频次、方法如表2。

表2检测项目及频次

4结果与分析

4.1 CODcr效果比对

系统添加生物活性磷（SP)的测试时间为10 d，与系统添加前10 d进出水CODcr及CODcr去除效率进行对比，其结果如图1所示。

图1 M BBR进出水CODcr趋势图

由图1可知MBBR进水CODcr不稳定，受车间生产工艺或设备运行情况的影响，图中20 d平均MBBR进水CODcr为4449 mg/L，其中第2 d最低为3837mg/L，第13 d最高为4914mg/L，波动范围达到14%。使用生物活性磷（SP)前10 d的MBBR平均进水CODcr为4345mg/L，MBBR平均出水CODcr为2242mg/L，平均去除效率为48%。使用生物活性磷（SP)后10 d的MBBR平均进水CODcr为4552mg/L，MBBR平均出水CODcr为1929mg/L，平均去除效率为58%。

以上数据得知生物活性磷（SP)可安全、有效的替代磷酸在MBBR系统中的应用，使用后在进水CODcr受到冲击增高的情况下，依然降低出水CODcr，去除率增加10%，证明营养源有效被微生物所利用，致使微生物处于更佳的状态分解水中污染物。

4.2出水总磷效果比对

众所周知含植物营养的氮、磷随污水流入自然水体，造成水体富营养化，藻类大量繁殖，耗去水中溶氧，造成水中鱼类窒息而无法生存、水产资源遭到破坏[4]。制浆工业污水污染物排放标准GB3544-2008中将总磷排放标准降为0.8mg/L，控管总磷排放是企业非常重要的工作。生物活性磷（SP)使用前后10 d出水总磷如图2所示。

图2 MBBR出水总磷趋势图

图2中可以看出在生物活性磷（SP)使用前MBBR出水总磷最高达到2.3mg/L且波动大，主要原因为微生物磷营养物质吸收不好导致，还好后段仍有活性污泥池需要补充磷营养源，要不就带来超标风险。使用生物活性磷（SP)后出水总磷相对稳定，这对污水处理实际操作带来极大方便性。既能应对来水波动冲击，又避免磷营养吸收不佳造成出水超标的风险。

4.3经济效益分析

4.3.1直接经济效益

持续使用生物活性磷（SP）以后，替代比例为1/4，比使用磷酸产品每月成本节约为16%左右，在不景气的经济大环境下，无疑为企业成本控制带来可观的效益。

4.3.2间接经济效益

添加生物活性磷（SP）后出水总磷浓度降低，减轻排水对自然水体富营养化的负担。企业排污费得到节约，且无超标风险造成的环保处罚。生物活性磷（SP）使用简单、用量少，减轻了仓储压力、药品添加设备的负担、泡药及加药设备的维护量。