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        生物活性磷在厭氧反應(yīng)器中的應(yīng)用研究

        2016-04-27 08:20:45胡沖普羅生物技術(shù)上海有限公司上海201201
        造紙化學(xué)品 2016年1期

        胡沖(普羅生物技術(shù)(上海)有限公司,上?!?01201)

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        生物活性磷在厭氧反應(yīng)器中的應(yīng)用研究

        胡沖
        (普羅生物技術(shù)(上海)有限公司,上海201201)

        摘要:考察了生物活性磷替代傳統(tǒng)磷營養(yǎng)鹽在厭氧反應(yīng)器中的應(yīng)用,對COD去除率、揮發(fā)性脂肪酸(VFA)和產(chǎn)氣量等指標(biāo)進行對比分析。結(jié)果表明:在生物活性磷使用期間COD去除率提高了2.2百分點;VFA由6.9 meq/L降低到6.3 meq/L;產(chǎn)氣量由17 465 m3/d提高到18 762 m3/d;生物活性磷較傳統(tǒng)磷營養(yǎng)鹽對厭氧系統(tǒng)處理效果有明顯的優(yōu)勢。

        關(guān)鍵詞:生物活性磷;厭氧反應(yīng)器;傳統(tǒng)磷營養(yǎng)鹽

        微生物的正常生長、繁殖及代謝活動都離不開營養(yǎng)。在廢水生物處理系統(tǒng)中,磷是微生物生長、繁殖及各種生理活動的必須元素[1-3]。生物活性磷(Super Phos,SP)的主要成分是攜帶能量的可溶性有機磷化物[三磷酸腺苷(ATP)和二磷酸腺苷(ADP)]、核酸及數(shù)種關(guān)鍵輔酶和磷脂,其中可用磷占50%(以P2O5計),其應(yīng)用于工業(yè)廢水處理領(lǐng)域時具有易被微生物吸收、提高微生物活性、提高污泥沉降性能、降低出水磷酸鹽含量等優(yōu)勢[4],它能提高微生物對磷的吸收效率,為微生物生長創(chuàng)造良好的條件[5]。生物活性磷在好氧污水處理系統(tǒng)的應(yīng)用報道已很廣泛,如《生物活性磷在氯堿總廠污水處理中的應(yīng)用》,《生物活性磷在齊魯乙烯污水處理廠的應(yīng)用與研究》,《生物活性磷替代傳統(tǒng)磷營養(yǎng)鹽在制漿造紙廢水處理中的應(yīng)用中試》等,這些研究與應(yīng)用均屬好氧污水處理系統(tǒng);而在厭氧污水處理系統(tǒng)中應(yīng)用的研究還鮮有報道。

        本文主要通過生物活性磷和傳統(tǒng)磷營養(yǎng)鹽磷酸一銨(以下簡稱“一銨”)的中試應(yīng)用效果對比,來研究其在厭氧污水處理系統(tǒng)中的使用效果。

        1 實驗方法

        1.1污水水質(zhì)和工藝流程

        污水主要為生產(chǎn)瓦楞芯紙、牛皮紙板等的造紙廢水,日處理量1.2萬m3。污水處理流程如圖1所示。

        1.2使用方案

        現(xiàn)運行系統(tǒng)一銨用量為550 kg/d。用SP替代一銨,根據(jù)SP對一銨的質(zhì)量替代比(1∶10),確定污水處理系統(tǒng)中需要投加的SP用量為55 kg/d。表1為一銨和SP的使用周期。

        圖1 污水處理流程

        表1不同產(chǎn)品使用周期

        11月1日~11月25日 12月1日~12月25日使用產(chǎn)品使用量/(kg·d-1)一銨550 SP 55

        1.3項目檢測

        中試過程中的主要檢測項目包括COD、VFA和產(chǎn)氣量等。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)氣量由流量計監(jiān)測。

        圖2 一銨和SP使用期間厭氧系統(tǒng)COD去除效果

        2 結(jié)果與討論

        2.1COD去除效果

        圖2和表2分別顯示了一銨和SP使用期間厭氧污水處理系統(tǒng)的COD去除效果和平均去除效果。

        由圖2和表2可知,從進出水質(zhì)的COD看,無論是一銨使用期間還是SP使用期間進水COD均有波動,一銨使用期間進水COD最大值為5 560 mg/L,最小值為2 980 mg/L;SP使用期間進水COD最大值為5 620 mg/L,最小值為3 180 mg/L。雖然一銨和SP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。

        表2 一銨和SP使用期間厭氧污水處理系統(tǒng)COD平均去除效果

        從去除率看,一銨使用期間COD去除率有波動并呈下降趨勢,平均值為66.7%;SP使用期間COD去除率有波動并呈升高趨勢,平均值為68.9%。福建一家紙廠用內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器(IC厭氧反應(yīng)器)處理造紙廢水,對COD和BOD的去除率分別達到了65% 和85%[6-7]。哈爾濱一家啤酒廠使用IC厭氧反應(yīng)器處理啤酒廢水時,IC反應(yīng)器的COD去除率達80%以上[8]。由于該厭氧反應(yīng)器運行效果非常好,COD去除率在65%以上,因此,在如此高的基礎(chǔ)上對于COD去除率能進一步提高是非常有限的;而在SP使用期間,COD去除率平均提高了2.2百分點,一方面可能與SP使用期間厭氧進水COD升高有關(guān),另一方面與SP相對一銨更有利于微生物對磷的吸收利用有關(guān)。

        2.2VFA產(chǎn)量

        圖3顯示了一銨和SP使用期間厭氧污水處理系統(tǒng)VFA產(chǎn)量。

        由圖3可知,在一銨使用期間VFA產(chǎn)量平均為6.9 meq/L,而在SP使用期間VFA有所降低,平均為6.3meq/L。VFA是厭氧反應(yīng)器控制的重要因素之一,VFA在厭氧反應(yīng)器中的積累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含量對產(chǎn)甲烷菌有抑制作用[9]。如果厭氧生物反應(yīng)器的運轉(zhuǎn)正常,那么其中的VFA含量就會維持在一個相對穩(wěn)定的范圍內(nèi);而在SP使用期間VFA又有一定下降,說明在SP使用期間甲烷菌更為活躍,VFA利用量更高。這也與后面分析的在SP使用期間產(chǎn)氣量升高相吻合。

        圖3 一銨和SP使用期間厭氧污水處理系統(tǒng)的VFA產(chǎn)量

        2.3產(chǎn)氣量

        圖4顯示了一銨和SP使用期間厭氧污水處理系統(tǒng)產(chǎn)氣量。

        圖4 一銨和SP使用期間厭氧污水處理系統(tǒng)產(chǎn)氣量

        由圖4可知,在一銨使用期間平均產(chǎn)氣量為17 465 m3/d,而在SP使用期間平均產(chǎn)氣量提高到18 762 m3/d,SP相對一銨在產(chǎn)氣量方面有一定提高效果,平均提高了1 300 m3/d。厭氧生物系統(tǒng)對廢水中有機物的有效處理,最終是通過產(chǎn)甲烷過程來實現(xiàn)的,而甲烷菌所能利用的有機物就是揮發(fā)性有機酸。產(chǎn)氣量升高說明厭氧污水處理系統(tǒng)對有機物的去除效果提高,從前面分析的COD去除效果也證明了SP使用期間COD去除效果有所提高;同時VFA利用量升高,也即降低了VFA產(chǎn)量。

        3 結(jié)論

        (1)SP使用期間較一銨對COD去除率提高了2.2百分點,對厭氧污水處理系統(tǒng)有機污染物的去除有一定的提高作用。

        (2)SP使用期間較一銨降低了VFA產(chǎn)量,提高了產(chǎn)氣量,對厭氧污水處理系統(tǒng)的運行有一定的改善作用,更有利于厭氧污水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

        (3)SP能很好地替代傳統(tǒng)磷營養(yǎng)鹽在厭氧污水處理系統(tǒng)中使用,不影響其厭氧去除效果。

        (4)此次中試研究的結(jié)果對實際使用過程有很好的指導(dǎo)和借鑒作用。

        參考文獻:

        [1]胡沖,張紅巖,鄒學(xué)圣,等.生物活性磷替代傳統(tǒng)磷營養(yǎng)鹽在制漿造紙廢水處理中的應(yīng)用中試[J].中華紙業(yè),2014,35(4):38-40.

        [2]徐亞同,黃民生.廢水生物處理的運行管理與異常對策[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.

        [3]謝冰,徐亞同.廢水生物處理原理和方法[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2007.

        [4]朱建忠,范敏,郭衛(wèi)興,等.生物活性磷在造紙廢水生物處理中的研究[J].工業(yè)用水與廢水,2006,25(3):8-10.

        [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.

        [6]葛玫,王紅磊,楊平.IC厭氧反應(yīng)器的研究與應(yīng)用進展[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展,2008(6):13-14.

        [7]崔延齡.用IC厭氧反應(yīng)技術(shù)處理制漿污水[J].紙和造紙,2002,21(3):55-57.

        [8]周蔚然.啤酒廢水處理站的工程設(shè)計[J].環(huán)境保護科學(xué),2007,33 (4):58-60.

        [9]王娟,買文寧,沈小華,等.內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器處理制藥廢水的酸化及其恢復(fù)[J]..工業(yè)水處理,2011,37(1):80-83.

        本文文獻格式:胡沖.生物活性磷在厭氧反應(yīng)器中的應(yīng)用研究[J].造紙化學(xué)品,2016,28(1)∶21-23.

        Application Research of Bio-active of Phosphorus in the Anaerobic Reactor

        HU Chong
        (Probiotic Solutions(Shanghai)Co.,Ltd.,Shanghai 201201,China)

        Abstract:Application of bio-active of phosphorus substituted traditional phosphorus nutrient salt in the anaerobic reactor was investigated.The results show that during the use of bio-active phosphorus,The COD removal rate increased by 2.2 percentage points;volatile fatty acid(VFA)decreased from 6.9 meq/L to 6.3 meq/L;Gas production increased from 17 465 m3/d to 18 762 m3/d.Compared with the traditional phosphorus nutrition,bio-active of phosphorus has obvious advantages in the treatment of anaerobic system.

        Key words:bio-active phosphorus;anaerobic reactor;traditional phosphorus

        作者簡介:胡沖先生(1985-),碩士,工程師;主要從事造紙、石油化工等行業(yè)污水處理工作;E-mail:huchong@ bhnchina.com。

        收稿日期:2015-12-02(修回)

        中圖分類號:TS727

        文獻標(biāo)識碼:A

        文章編號:1007-2225(2016)01-0021-03

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