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本文作者:張芳1彭輝1朱友良2作者單位:1.岳陽(yáng)林紙股份有限公司2.普羅生物技術(shù)(上海)有限公司
營(yíng)養(yǎng)增效劑X-Tend是針對(duì)提高水處理生化系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)吸收效率的專業(yè)產(chǎn)品。X-Tend產(chǎn)品通過(guò)利用小分子的有機(jī)酸作為載體,絡(luò)合各種營(yíng)養(yǎng),從而可以有效地提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率而減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的投加量;同時(shí)這種小分子的有機(jī)酸也是促進(jìn)微生物生長(zhǎng)的一種重要物質(zhì)。通過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)檢驗(yàn),X-Tend產(chǎn)品在對(duì)氮營(yíng)養(yǎng)的吸收利用方面已確定可有效減少30%的尿素使用量,它既可單獨(dú)使用,也可與市場(chǎng)上常規(guī)使用的尿素、銨肥、復(fù)合肥等混合使用。X-Tend產(chǎn)品在缺氮工業(yè)廢水中的應(yīng)用前景廣闊,可大大減少氮營(yíng)養(yǎng)的用量,節(jié)約物流成本,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,提高污泥沉降性能,使氮營(yíng)養(yǎng)的運(yùn)輸和使用都更為安全和方便。岳陽(yáng)某造紙廠主要生產(chǎn)復(fù)印紙、輕涂紙、顏料整飾紙、淋膜原紙和包裝紙。公司造紙產(chǎn)能為100萬(wàn)t/a,商品漿產(chǎn)能為40萬(wàn)t/a。配套污水處理站設(shè)計(jì)規(guī)模為10萬(wàn)m3/d,主要流程為預(yù)處理-厭氧池-曝氣池-二沉池-淺層氣浮池,最終出水達(dá)到GB3544—2008《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。由于在為廢水處理生化系統(tǒng)補(bǔ)充氮營(yíng)養(yǎng)的同時(shí),還要監(jiān)控最終出水的氮含量指標(biāo),因此,投加的氮營(yíng)養(yǎng)不僅要確保足夠多的微生物生長(zhǎng)繁殖,還要保證能夠被充分吸收利用,從而不會(huì)引起出水氮濃度超標(biāo)。目前污水站生物處理階段使用的氮營(yíng)養(yǎng)是尿素,考慮到尿素的溶解性、分散性及被微生物吸收程度,常常為了保證生化系統(tǒng)氮營(yíng)養(yǎng)的充足而使用較多量的尿素,這樣就很容易導(dǎo)致出水氮濃度超標(biāo)。針對(duì)這一情況,本試驗(yàn)在制漿廢水處理系統(tǒng)生化段減少尿素的投加量,而添加少量X-Tend,目的在于減少尿素用量的同時(shí)又保證微生物對(duì)氮營(yíng)養(yǎng)的需求。試驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)使用X-Tend前、后的水質(zhì)情況進(jìn)行對(duì)比,考察X-Tend的實(shí)際使用效果,并對(duì)其經(jīng)濟(jì)適用性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
1材料與方法
1.1營(yíng)養(yǎng)增效劑
X-TendX-Tend為水溶性多聚物浸出液,外觀呈淺褐色,密度為1.04kg/L,pH值為8.6,含腐植酸、電離水、天然表面活性劑、天然生物促生劑、天然酶和天然緩沖劑等成分,是一種不含活體微生物的營(yíng)養(yǎng)增效劑。
1.2中試方案
中試現(xiàn)場(chǎng)為岳陽(yáng)某造紙廠制漿廢水處理系統(tǒng),該系統(tǒng)處理工藝為預(yù)處理-厭氧池-曝氣池-二沉池-淺層氣浮池。生化段使用尿素補(bǔ)充微生物所需的氮營(yíng)養(yǎng),每天使用尿素約為2800kg。尿素的投加量大,工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度高。溫度較低時(shí),尿素的溶解性不好,易堵塞加藥泵與輸送管道。根據(jù)試驗(yàn)前期對(duì)于X-Tend與尿素的最佳混合比例的多次小試得出:X-Tend至少能夠替代尿素總量的30%。因此,以系統(tǒng)每天實(shí)際投加2800kg的尿素計(jì),如果添加X(jué)-Tend,則系統(tǒng)每天需投加尿素1960kg,投加X(jué)-Tend30kg。投加方法為在溶解槽中溶解尿素并稀釋至一定容積后,加入X-Tend,最后通過(guò)加藥泵泵入生化池。中試試驗(yàn)分為2個(gè)階段:①2011年8月初~10月底,在生化系統(tǒng)中投加尿素以補(bǔ)充氮營(yíng)養(yǎng);②2011年11月初~11月底,在生化系統(tǒng)中投加X(jué)-Tend,替代30%的尿素使用量。
1.3分析方法
分析指標(biāo)包括CODCr、SS、MLSS、SVI、TN。分析方法參照《水與廢水監(jiān)測(cè)分析方法》(第四版)。
2結(jié)果與討論
2.1使用X-Tend前、后水質(zhì)比較
圖1、圖2為投加X(jué)-Tend前、后曝氣池進(jìn)、出水CODCr、SS濃度的變化情況。由圖1、圖2可知,在投加X(jué)-Tend后,雖然進(jìn)水CODCr、SS的濃度都有所升高,CODCr的質(zhì)量濃度由1292mg/L升至1557mg/L,SS的質(zhì)量濃度由353mg/L升高至506mg/L,系統(tǒng)受到一定的沖擊,但系統(tǒng)出水CODCr濃度基本維持不變,投加前平均質(zhì)量濃度為401mg/L,投加后為407mg/L,系統(tǒng)出水SS濃度比投加前更好,投加前SS的平均質(zhì)量濃度為36mg/L,投加后SS的平均質(zhì)量濃度為22mg/L。系統(tǒng)對(duì)CODCr的去除率從69.0%提高到73.9%,對(duì)SS的去除率從89.8%提高到95.7%。說(shuō)明投加X(jué)-Tend提高了系統(tǒng)的抗沖擊能力和對(duì)有機(jī)物、懸浮固體的去除能力。這主要是因?yàn)閄-Tend內(nèi)所含的營(yíng)養(yǎng)成分可提高微生物的活性,強(qiáng)化微生物的代謝速率。另外,出水TN的質(zhì)量濃度均小于8mg/L,說(shuō)明微生物對(duì)氮營(yíng)養(yǎng)吸收良好。
2.2系統(tǒng)使用X-Tend前、后污泥性能比較
活性污泥的沉降性能影響活性污泥法處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行和處理效能,發(fā)育良好并有一定濃度的活性污泥,其沉降要經(jīng)歷絮凝沉淀、成層沉淀和壓縮沉淀等過(guò)程,最終形成濃度很高的濃縮污泥層[1]。圖3為投加X(jué)-Tend前、后活性污泥性能的變化情況。由圖3可知,在投加X(jué)-Tend之前,系統(tǒng)SV30波動(dòng)較大,范圍在20%~98%;投加X(jué)-Tend之后,活性污泥SV30變化范圍為40%~48%,穩(wěn)定性明顯提高,制漿廢水處理系統(tǒng)活性污泥性能得到明顯改善。污泥指數(shù)(SVI)反映活性污泥的凝聚、沉降性能,SVI小于100mL/g時(shí),沉降性能良好;SVI為100~200mL/g時(shí),沉降性能一般;SVI大于200mL/g時(shí),污泥易膨脹,沉降性能不好。正?;钚晕勰嗟腟VI介于50~150mL/g,SVI過(guò)低,說(shuō)明泥粒細(xì)小,無(wú)機(jī)物含量高,缺乏活性;SVI過(guò)高,說(shuō)明沉降性能不好,并且已有可能產(chǎn)生膨脹[2-3]。投加X(jué)-Tend之后的20d與投加前20d相比,SVI略有提高但在可控范圍之內(nèi),說(shuō)明X-Tend的使用可以使系統(tǒng)活性污泥的有機(jī)成分增加但沉降性能依然良好。此外,營(yíng)養(yǎng)增效劑X-Tend的使用還提高了系統(tǒng)內(nèi)的污泥濃度(圖4)。投加X(jué)-Tend前,MLSS的質(zhì)量濃度變化范圍為2477~4534mg/L,平均值為3580mg/L;投加后,MLSS的質(zhì)量濃度變化范圍為4410~5127mg/L,平均值為4782mg/L。這是因?yàn)閄-Tend的使用有效地促進(jìn)了微生物的生長(zhǎng)繁殖。2.3經(jīng)濟(jì)效益分析正常情況下,按照每天30kgX-Tend替代840kg尿素計(jì)算,每月可為企業(yè)節(jié)省藥劑費(fèi)用1.13萬(wàn)元,每年可節(jié)省13.56萬(wàn)元。除此以外,X-Tend還具有使用操作簡(jiǎn)便,無(wú)毒副作用的優(yōu)點(diǎn),既減輕了工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度,又提高了藥劑使用安全性。
3結(jié)論
(1)營(yíng)養(yǎng)增效劑X-Tend可促進(jìn)活性污泥的生長(zhǎng),加強(qiáng)對(duì)污染物的去除效果,降低污染物超標(biāo)排放的風(fēng)險(xiǎn)。(2)營(yíng)養(yǎng)增效劑X-Tend經(jīng)濟(jì)適用性強(qiáng),替代尿素使用后可節(jié)約成本,減輕現(xiàn)場(chǎng)工人勞動(dòng)強(qiáng)度,減少庫(kù)存壓力,降低溶解尿素時(shí)的電耗成本。