生物活性磷在制漿造紙污水MBBR系統(tǒng)應(yīng)用

李謀　鄒學(xué)圣　周黎華

（普羅生物技術(shù)（上海）有限公司上海201201）

生物活性磷在制漿造紙污水MBBR系統(tǒng)應(yīng)用

李謀鄒學(xué)圣周黎華

（普羅生物技術(shù)（上海）有限公司上海201201）

使用新型生物活性磷營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品，在不增加設(shè)備情況下替代磷酸，在造紙污水MBBR系統(tǒng)使用。生物活性磷為磷酸用量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%、出水總磷濃度降低且穩(wěn)定。給企業(yè)帶來(lái)污染物排放總量降低，磷營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)減少的效益。

造紙污水；生物活性磷；MBBR系統(tǒng)；CODcr去除率

制漿造紙污水主要特點(diǎn)為水量大、CODcr濃度高、B/C比低、營(yíng)養(yǎng)不足、可生化性差，在處理設(shè)施的生物系統(tǒng)中，需要額外添加添加氮、磷營(yíng)養(yǎng)。因?yàn)槲⑸锏纳L(zhǎng)繁殖需要按一定的比例攝取碳、氮、磷以及其他微量元素，保證微生物生長(zhǎng)繁殖的基本需要。尿素、磷酸作為傳統(tǒng)的氮源、磷源因價(jià)格低，廣泛用于造紙污水處理中。其缺點(diǎn)為用量大、吸收效率低[1]，易造成系統(tǒng)去除量波動(dòng)或出水氮、磷超標(biāo)。

為改善傳統(tǒng)磷產(chǎn)品吸收效率低的問(wèn)題，普羅生物技術(shù)（上海）有限公司研制生產(chǎn)了新型的磷營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品，生物活性磷（SuperPhos,簡(jiǎn)稱SP),針對(duì)使用在缺乏磷營(yíng)養(yǎng)的廢水處理領(lǐng)域的主要產(chǎn)品[2],其具備提高微生物的吸收效率，以更少的用量替代傳統(tǒng)磷營(yíng)養(yǎng)源。

1背景介紹

某制漿造紙廠，主要以回收牛皮紙箱為原料，制漿再造高檔牛皮紙、瓦楞紙，配套污水處理工藝：提升泵房→調(diào)節(jié)池→化混一→初沉池→MBBR→活性污泥→二沉池→化混二→終沉池。執(zhí)行制漿工業(yè)污水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB3544-2008中，制漿和造紙聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

生物段使用移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器（movingbedbiofilm reactor,簡(jiǎn)稱MBBR）加傳統(tǒng)活性污泥工藝，MBBR核心部分是以密度接近于水的懸浮填料直接投加到反應(yīng)池中作為微生物的活性載體，在反應(yīng)池內(nèi)曝氣和水流的提升作用下，使得懸浮填料處于流化狀態(tài)[3]從而得到良好的處理效果。MBBR填料填充率為45%，操作條件中水溫33～37℃，HRT為7h，pH為6.9～7.05,使用魯氏風(fēng)機(jī)進(jìn)行曝氣攪拌。

2實(shí)驗(yàn)材料與方法

2.1使用藥劑

生物活性磷（SP)：密度1.5mg/L，總磷含量約為50%，淺琥珀色液體，無(wú)毒無(wú)害，生物活性磷主要成分是攜帶小分子能量的有機(jī)酸，投加到水體后不會(huì)和水中金屬離子（如：鈣、鎂、鐵等）產(chǎn)生難溶于水的沉淀[1]。

2.2使用方法及用量

生物活性磷（SP)投加方案：目前現(xiàn)場(chǎng)使用85%磷酸作為微生物磷營(yíng)養(yǎng)，用量為210 kg/d，在不影響系統(tǒng)污水處理效果的情況下使用生物活性磷（SP)替代磷酸。按照1/4用量替代（以磷酸質(zhì)量計(jì)算），即生物活性磷（SP)用量為210 kg/d×1/4=52.5 kg/d。因生物活性磷（SP)為液態(tài)，直接加入原磷酸泡藥桶，用泵加入MBBR池入水口處。測(cè)試時(shí)間為10 d,考慮微生物對(duì)新營(yíng)養(yǎng)源的適應(yīng)性，前三天生物活性磷（SP)用量增加10%，為好計(jì)量前三天生物活性磷（SP)添加量為55Kg/d，表1為測(cè)試期間加藥方案。

表1 SP添加方案

3檢測(cè)方法

生物活性磷（SP)作為新型生物磷營(yíng)養(yǎng)源，在高效替代的同時(shí)主要觀察其出水CODcr、總磷含量，來(lái)判定替代后的效果。本實(shí)驗(yàn)主要檢測(cè)MBBR池進(jìn)水、出水的CODcr，出水總磷。水質(zhì)檢測(cè)項(xiàng)目、頻次、方法如表2。

表2檢測(cè)項(xiàng)目及頻次

4結(jié)果與分析

4.1 CODcr效果比對(duì)

系統(tǒng)添加生物活性磷（SP)的測(cè)試時(shí)間為10 d，與系統(tǒng)添加前10 d進(jìn)出水CODcr及CODcr去除效率進(jìn)行對(duì)比，其結(jié)果如圖1所示。

圖1 M BBR進(jìn)出水CODcr趨勢(shì)圖

由圖1可知MBBR進(jìn)水CODcr不穩(wěn)定，受車間生產(chǎn)工藝或設(shè)備運(yùn)行情況的影響，圖中20 d平均MBBR進(jìn)水CODcr為4449 mg/L，其中第2 d最低為3837mg/L，第13 d最高為4914mg/L，波動(dòng)范圍達(dá)到14%。使用生物活性磷（SP)前10 d的MBBR平均進(jìn)水CODcr為4345mg/L，MBBR平均出水CODcr為2242mg/L，平均去除效率為48%。使用生物活性磷（SP)后10 d的MBBR平均進(jìn)水CODcr為4552mg/L，MBBR平均出水CODcr為1929mg/L，平均去除效率為58%。

以上數(shù)據(jù)得知生物活性磷（SP)可安全、有效的替代磷酸在MBBR系統(tǒng)中的應(yīng)用，使用后在進(jìn)水CODcr受到?jīng)_擊增高的情況下，依然降低出水CODcr，去除率增加10%，證明營(yíng)養(yǎng)源有效被微生物所利用，致使微生物處于更佳的狀態(tài)分解水中污染物。

4.2出水總磷效果比對(duì)

眾所周知含植物營(yíng)養(yǎng)的氮、磷隨污水流入自然水體，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，藻類大量繁殖，耗去水中溶氧，造成水中魚類窒息而無(wú)法生存、水產(chǎn)資源遭到破壞[4]。制漿工業(yè)污水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB3544-2008中將總磷排放標(biāo)準(zhǔn)降為0.8mg/L，控管總磷排放是企業(yè)非常重要的工作。生物活性磷（SP)使用前后10 d出水總磷如圖2所示。

圖2 MBBR出水總磷趨勢(shì)圖

圖2中可以看出在生物活性磷（SP)使用前MBBR出水總磷最高達(dá)到2.3mg/L且波動(dòng)大，主要原因?yàn)槲⑸锪谞I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收不好導(dǎo)致，還好后段仍有活性污泥池需要補(bǔ)充磷營(yíng)養(yǎng)源，要不就帶來(lái)超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)。使用生物活性磷（SP)后出水總磷相對(duì)穩(wěn)定，這對(duì)污水處理實(shí)際操作帶來(lái)極大方便性。既能應(yīng)對(duì)來(lái)水波動(dòng)沖擊，又避免磷營(yíng)養(yǎng)吸收不佳造成出水超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。

4.3經(jīng)濟(jì)效益分析

4.3.1直接經(jīng)濟(jì)效益

持續(xù)使用生物活性磷（SP）以后，替代比例為1/4，比使用磷酸產(chǎn)品每月成本節(jié)約為16%左右，在不景氣的經(jīng)濟(jì)大環(huán)境下，無(wú)疑為企業(yè)成本控制帶來(lái)可觀的效益。

4.3.2間接經(jīng)濟(jì)效益

添加生物活性磷（SP）后出水總磷濃度降低，減輕排水對(duì)自然水體富營(yíng)養(yǎng)化的負(fù)擔(dān)。企業(yè)排污費(fèi)得到節(jié)約，且無(wú)超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)造成的環(huán)保處罰。生物活性磷（SP）使用簡(jiǎn)單、用量少，減輕了倉(cāng)儲(chǔ)壓力、藥品添加設(shè)備的負(fù)擔(dān)、泡藥及加藥設(shè)備的維護(hù)量。

5結(jié)語(yǔ)

5.1生物活性磷（SP）可以安全有效替代傳統(tǒng)磷營(yíng)養(yǎng)源在造紙污水MBBR系統(tǒng)的使用。

5.2使用生物活性磷（SP）比使用傳統(tǒng)磷營(yíng)養(yǎng)更具性價(jià)比，降低污水處理成本。

5.3添加生物活性磷（SP）后，磷營(yíng)養(yǎng)能更好被微生物所吸收，CODcr去除效率比添加磷酸有明顯增加，進(jìn)一步降低CODcr排放總量。

5.4添加生物活性磷（SP）后，出水總磷降低且濃度穩(wěn)定，可有效避免總磷超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)，避免或減輕了接納水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象[5]。

5.5可減輕企業(yè)磷營(yíng)養(yǎng)源倉(cāng)儲(chǔ)，藥品添加設(shè)備的負(fù)擔(dān)和維護(hù)壓力。

[1]胡沖.生物活性磷替代傳統(tǒng)磷營(yíng)養(yǎng)鹽在制漿造紙廢水處理中的應(yīng)用中試[J].中華紙業(yè),2014.2（4）：38-40.

[2]徐亞同,史家梁,張明.污染控制微生物工程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001:67-99.

[3]崔延齡.采用MBBR工藝處理造紙廢水[J].中國(guó)造紙,2010，29（8）:43-46.

[4]水體污染.百度百科.

[5]袁磊.生物活性磷在氯堿總廠污水處理中的應(yīng)用[J].上海環(huán)境科學(xué),2003,22（12）：1004-1006.

李謀，男，助理工程師，主要從事造紙、石化行業(yè)污水處理生物系統(tǒng)和異味治理方面研究。