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微生物的正常生長、繁殖及代謝活動(dòng)都離不開營養(yǎng)。在廢水生物處理系統(tǒng)中,磷是微生物生長、繁殖及進(jìn)行各種生理活動(dòng)的必須元素。造紙工業(yè)廢水通常采用物理——生化的二級(jí)處理工藝,使水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。然而,由于造紙工業(yè)廢水普遍缺磷,導(dǎo)致生化段工藝中微生物營養(yǎng)失衡,工業(yè)上雖經(jīng)過投加磷酸鹽或工業(yè)磷酸等藥品補(bǔ)充磷營養(yǎng),但仍存在諸多問題:
①普通工業(yè)磷酸鹽易與廢水中的鈣鹽形成羥基磷灰石沉淀,微生物無法吸收;②普通磷酸鹽用量大,工人勞動(dòng)強(qiáng)度較高,由于活性污泥中微生物吸收率不高,出水TP存在超標(biāo)現(xiàn)象;③冬天溫度低,磷酸鹽易結(jié)晶,現(xiàn)場不易操作。
生物活性磷(SuperPhos,SP)的主要成分是攜帶能量的可溶性有機(jī)磷化物【三磷酸腺苷(ATP) 和二磷酸腺苷 (ADP)】、無機(jī)磷、核酸及數(shù)種關(guān)鍵輔酶,其中可用磷占50%(以P?O?計(jì))。易被微生物吸收,具有提高微生物活性和污泥沉降性能,降低出水磷酸鹽含量的優(yōu)勢??商岣呶⑸飳?duì)磷的吸收效率,為微生物生長創(chuàng)造良好的條件。
項(xiàng)目概況
處理對(duì)象為某造紙企業(yè)廢水處理系統(tǒng)的厭氧段廢水,日處理污水1.2×10? t/d,處理流程如下圖所示:
磷營養(yǎng)投加
向厭氧段投加普羅生物活性磷(SP)替代傳統(tǒng)磷酸鹽做磷營養(yǎng)源。
厭氧塔進(jìn)出水的COD、VFA及產(chǎn)氣量等水質(zhì)指標(biāo)每天測定一次,COD和VFA的檢測方法參照《水和廢水監(jiān)測分析方法》(第4版);產(chǎn)氣量由流量計(jì)監(jiān)測。
COD去除效果
從進(jìn)出水質(zhì)的COD看,無論是使用傳統(tǒng)磷酸鹽,還是使用生物活性磷(SP),使用期間進(jìn)水COD均有波動(dòng)。雖然二者使用期間出水COD無明顯差別,但SP使用期間出水COD更為穩(wěn)定。
上圖中“一銨”為傳統(tǒng)磷營養(yǎng)鹽,磷酸一銨的簡稱
從去除率看,傳統(tǒng)磷酸鹽使用期間COD去除率有波動(dòng)并呈下降趨勢,平均值為66.7%;SP使用期間COD去除率有波動(dòng)并呈升高趨勢,平均值為68.9%,厭氧反應(yīng)器運(yùn)行效果非常好。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升去除率十分受限,但在SP使用期間,COD去除率仍提高了2.2%。一方面是SP使用期間厭氧進(jìn)水COD升高;另一方面是SP相對(duì)傳統(tǒng)磷酸鹽更有利于微生物對(duì)磷的吸收利用。
VFA產(chǎn)量和產(chǎn)氣量
VFA是厭氧反應(yīng)器控制的重要因素之一 ,其含量能反映出甲烷菌的活躍狀態(tài)和反應(yīng)器操作條件好壞。較高的VFA含量對(duì)產(chǎn)甲烷菌有抑制作用。如果厭氧生物反應(yīng)器運(yùn)轉(zhuǎn)正常,那么其中的VFA含量就會(huì)維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的范圍內(nèi)。
VFA和產(chǎn)氣量對(duì)比
由上左圖可知,傳統(tǒng)磷營養(yǎng)鹽“一銨”使用期間VFA的產(chǎn)量平均為6.9meq/L,SP使用期間VFA有所降低,平均為6.3meq/L,有一定下降,說明在SP使用期間甲烷菌更為活躍 ,VFA利用量也更高。
“—銨”使用期間平均產(chǎn)氣量為17465m3/d,而SP的平均產(chǎn)氣量則提高至18762m3/d,平均提高了1300m3/d。厭氧生物系統(tǒng)對(duì)廢水中有機(jī)物的有效處理,最終是通過產(chǎn)甲烷過程來實(shí)現(xiàn),而甲烷菌所能利用的有機(jī)物就是揮發(fā)性有機(jī)酸。產(chǎn)氣量升高說明厭氧污水處理系統(tǒng)對(duì)有機(jī)物的去除效果提高, VFA利用量升高,即降低了VFA產(chǎn)量。