造纸废水生物处理

2017-03-09 10:42:54 xiaoyifan 19

营养增效剂X-Tend 是针对提高水处理生化系统营养吸收效率的专业产品。X-Tend 产品通过利用小分子的有机酸作为载体,络合各种营养,从而可以有效地提高营养物质的利用率而减少营养物质的投加量;同时这种小分子的有机酸也是促进微生物生长的一种重要物质。通过反复的试验检验,X-Tend 产品在对氮营养的吸收利用方面已确定可有效减少30%的尿素使用量,它既可单独使用,也可与市场上常规使用的尿素、铵肥、复合肥等混合使用。X-Tend 产品在缺氮工业废水 中的应用前景广阔,可大大减少氮营养的用量,节约物流成本,减轻劳动强度,提高污泥沉降性能,使氮营养的运输和使用都更为安全和方便。

岳阳某造纸厂主要生产复印纸、轻涂纸、颜料整饰纸、淋膜原纸和包装纸。公司造纸产能为100万t/a,商品浆产能为40 万t/a。配套污水处理站设计规模为10 万m3/d,主要流程为预处理-厌氧池-曝气池-二沉池-浅层气浮池,最终出水达到GB 3544—2008《制浆造纸工业水污染物排放标准》中一级排放标准的要求。由于在为废水处理生化系统补充氮营养的同时,还要监控最终出水的氮含量指标,因此,投加的氮营养不仅要确保足够多的微生物生长繁殖,还要保证能够被充分吸收利用,从而不会引起出水氮浓度超标。目前污水站生物处理阶段使用的氮营养是尿素,考虑到尿素的溶解性、分散性及被微生物吸收程度,常常为了保证生化系统氮营养的充足而使用较多量的尿素,这样就很容易导致出水氮浓度超标。针对这一情况,本试验在制浆废水处理系统生化段减少尿素的投加量,而添加少量X-Tend,目的在于减少尿素用量的同时又保证微生物对氮营养的需求。试验对系统使用XTend前、后的水质情况进行对比,考察X-Tend 的实际使用效果,并对其经济适用性进行了评价。

1 材料与方法

1.1 营养增效剂X-Tend

X-Tend 为水溶性多聚物浸出液,外观呈浅褐色,密度为1.04 kg/L,pH 值为8.6,含腐植酸、电离水、天然表面活性剂、天然生物促生剂、天然酶和天然缓冲剂等成分,是一种不含活体微生物的营养增效剂。

1.2 中试方案

中试现场为岳阳某造纸厂制浆废水处理系统,该系统处理工艺为预处理-厌氧池-曝气池-二沉池-浅层气浮池。生化段使用尿素补充微生物所需的氮营养,每天使用尿素约为2 800 kg。尿素的投加量大,工作人员劳动强度高。温度较低时,尿素的溶解性不好,易堵塞加药泵与输送管道。

根据试验前期对于X-Tend 与尿素的最佳混合比例的多次小试得出:X-Tend 至少能够替代尿素总量的30%。因此,以系统每天实际投加2 800 kg的尿素计,如果添加X-Tend,则系统每天需投加尿素1 960 kg,投加X-Tend 30 kg。投加方法为在溶解槽中溶解尿素并稀释至一定容积后,加入XTend,最后通过加药泵泵入生化池。

中试试验分为2 个阶段:① 2011 年8 月初~10 月底,在生化系统中投加尿素以补充氮营养;② 2011 年11 月初~ 11 月底,在生化系统中投加X-Tend,替代30%的尿素使用量。

1.3 分析方法

分析指标包括CODCr、SS、MLSS、SVI、TN。分析方法参照《水与废水监测分析方法》(第四版)。

2 结果与讨论

2.1 使用X-Tend 前、后水质比较

图1、图2 为投加X-Tend 前、后曝气池进、出水CODCr、SS 浓度的变化情况。

由图1、图2 可知,在投加X-Tend 后,虽然进水CODCr、SS 的浓度都有所升高,CODCr的质量浓度由1 292 mg/L 升至1 557 mg/L,SS 的质量浓度由353 mg/L 升高至506 mg/L,系统受到一定的冲击,但系统出水CODCr浓度基本维持不变,投加前平均质量浓度为401 mg/L,投加后为407 mg/L,系统出水SS 浓度比投加前更好,投加前SS 的平均质量浓度为36 mg/L,投加后SS 的平均质量浓度为22 mg/L。系统对CODCr的去除率从69.0%提高到73.9%,对SS 的去除率从89.8%提高到95.7%。说明投加X-Tend 提高了系统的抗冲击能力和对有机物、悬浮固体的去除能力。这主要是因为XTend内所含的营养成分可提高微生物的活性,强化微生物的代谢速率。另外,出水TN 的质量浓度均小于8 mg/L,说明微生物对氮营养吸收良好。

2.2 系统使用X-Tend 前、后污泥性能比较

活性污泥的沉降性能影响活性污泥法处理系统的正常运行和处理效能,发育良好并有一定浓度的活性污泥,其沉降要经历絮凝沉淀、成层沉淀和压缩沉淀等过程,最终形成浓度很高的浓缩污泥层[1]。

图3 为投加X-Tend 前、后活性污泥性能的变化情况。

由图3 可知,在投加X-Tend 之前,系统SV30波动较大,范围在20%~ 98%;投加X-Tend 之后,活性污泥SV30变化范围为40%~ 48%,稳定性明显提高,制浆废水处理系统活性污泥性能得到明显改善。

污泥指数(SVI)反映活性污泥的凝聚、沉降性能,SVI 小于100 mL/g 时,沉降性能良好;SVI 为100 ~ 200 mL/g 时,沉降性能一般;SVI 大于200mL/g 时,污泥易膨胀,沉降性能不好。正常活性污泥的SVI 介于50 ~ 150 mL/g,SVI 过低,说明泥粒细小,无机物含量高,缺乏活性;SVI 过高,说明沉降性能不好,并且已有可能产生膨胀[2-3]。投加X-Tend 之后的20 d 与投加前20 d 相比,SVI略有提高但在可控范围之内,说明X-Tend 的使用可以使系统活性污泥的有机成分增加但沉降性能依然良好。

此外,营养增效剂X-Tend 的使用还提高了系统内的污泥浓度(图4)。投加X-Tend 前,MLSS的质量浓度变化范围为2 477 ~ 4 534 mg/L,平均值为3 580 mg/L;投加后,MLSS 的质量浓度变化范围为4 410 ~ 5 127 mg/L,平均值为4 782 mg/L。

这是因为X-Tend 的使用有效地促进了微生物的生长繁殖。

2.3 经济效益分析

正常情况下,按照每天30 kg X-Tend 替代840kg尿素计算,每月可为企业节省药剂费用1.13 万元,每年可节省13.56 万元。除此以外,X-Tend还具有使用操作简便,无毒副作用的优点,既减轻了工作人员劳动强度,又提高了药剂使用安全性。.

3 结论

(1)营养增效剂X-Tend 可促进活性污泥的生长,加强对污染物的去除效果,降低污染物超标排放的风险。

(2)营养增效剂X-Tend 经济适用性强,替代尿素使用后可节约成本,减轻现场工人劳动强度,减少库存压力,降低溶解尿素时的电耗成本。

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