增效剂在制纸废水治理的运用

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本文作者：张芳1彭辉1朱友良2作者单位：1.岳阳林纸股份有限公司2.普罗生物技术（上海）有限公司

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GB3544—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X－Tend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－TendX－Tend为水溶性多聚物浸出液，外观呈浅褐色，密度为1．04kg／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2800kg。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2800kg的尿素计，如果添加X－Tend，则系统每天需投加尿素1960kg，投加X－Tend30kg。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X－Tend，最后通过加药泵泵入生化池。中试试验分为2个阶段：①2011年8月初～10月底，在生化系统中投加尿素以补充氮营养；②2011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1292mg／L升至1557mg／L，SS的质量浓度由353mg／L升高至506mg／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401mg／L，投加后为407mg／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36mg／L，投加后SS的平均质量浓度为22mg／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X－Tend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8mg／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100mL／g时，沉降性能良好；SVI为100~200mL／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50~150mL／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20d与投加前20d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2477～4534mg／L，平均值为3580mg／L；投加后，MLSS的质量浓度变化范围为4410～5127mg／L，平均值为4782mg／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30kgX－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。