生物活性氮在造纸废水处理中的应用

黄书勇（泉州贵格纸业有限公司， 福建 泉州 362312）



生物活性氮在造纸废水处理中的应用

黄书勇
（泉州贵格纸业有限公司， 福建 泉州 362312）

摘 要：考察了生物活性氮替代尿素在造纸废水中应用，通过COD去除效果、污泥活性变化、环保效益来研究其应用效果。结果表明：使用生物活性氮后，COD去除率提高了0.5个百分点，出水COD由71.1 mg/L下降到66.1 mg/L；SV30由84%下降到73%；微生物无论种类还是数量均有所增多；同时具有少量高效、节省劳动力等环保优势。

关键词：生物活性氮 尿素 替代 造纸废水

0 前 言

生化法是最常用的制浆造纸污水处理技术之一。生化系统微生物的生长、繁殖及其代谢活动都离不开营养。在废水生物处理系统中，氮是微生物生长繁殖及各种生理活动的必须元素。一些缺氮的废水在处理的过程中，必须添加一定的氮源，否则会因微生物生长不良，从而极大地影响污染物的去除效果。造纸废水属于严重缺氮废水，在处理过程中需添加尿素来补加氮源，但是尿素的使用量大、吸收效率低，并且容易导致出水氮超标问题。经过与行业内专家的探讨，引进生物活性氮（Super Nitro, 以下称SN）进行实验性的运用。生物活性氮中氮的存在形式为速效氮和缓释氮。速效氮是微生物能够直接吸收利用的，有利于微生物对氮素的利用。另外，该产品中含有的维生素、荷尔蒙、酶等有利于提高微生物的活性。其应用于工业废水处理领域时，具有少量高效、占用空间小、操作方便等特点，且易被微生物吸收等优势。生物活性氮应用于制浆造纸工业废水处理领域的研究和实际运用、在国内的相关期刊中鲜有报道。本文主要是从生物活性氮在水处理过程中试用的效果方面来探讨与分析，为其在实际工程应用中提供理论基础和借鉴作用。

1 材料与方法

1.1 水质性质和工艺流程

污水主要为生产灰底牛卡纸、高档挂面牛卡纸的制浆、造纸剩余白水。造纸的原料主要是进口的欧废和美废，以及国内回收的废旧箱板纸。水处理系统是2014年设计并建设的，设计处理能力为20 000 m³/d，之后经过不断的优化生产工艺，清水的使用量大幅降低，现每日废水量在5 000 t左右，故水处理的处理设施能力偏大。水处理工艺如图1所示。

图1 污水处理工艺流程

1.2 使用方案

现有系统尿素使用量200 kg/d。用SN替代尿素，根据SN对尿素的替代比例（1:3）及实际操作方便，确定每天系统中需要投加的SN用量为70 kg/d。

不同产能试用时间表见表1。

表1 不同产品试用时间表

1.3 投加方法

根据每天用量，将SN用计量桶稀释后，连续地泵入曝气池进水口处。

1.4 检测项目

水质检测项目见表2。

表2 水质检测项目

2 结果与讨论

2.1 COD去除效果

SN使用前后COD去除效果如图2所示。SN使用前后COD数据见表3.

图2 SN使用前后COD去除效果

表3 SN使用前后COD数据

根据图2和表3可知，使用SN后进水COD相对稳定，出水COD有下降现象，由使用前的71.1 mg/L下降到66.1 mg/L；从COD去除率来看，使用SN后，COD去除率较之前提高了0.5个百分点。

由于生产前方来水和水质稳定，同时曝气池水力停留时间高达6 d，污水系统常年运行比较稳定。使用SN后COD去除效果提高不明显，分析下来可能受BOD影响，后经检测二沉池出水BOD仅有9 mg/L。由于缺乏可降解性有机物，导致COD去除效果提高有限。

2.2 污泥活性变化

2.2.1 污泥沉降性

由图3知，使用SN后SV30有明显的下降趋势，由原来的84%下降到73%。系统水力停留时间较长，污泥处于老化状态，沉降性较差。SN对改善污泥沉降性比较明显，能在一定程度上提高系统的稳定性。

图3 SN使用前后SV30变化

2.2.2 微生物变化

微生物变化见表4。

表4 微生物变化

微生物对活性污泥具有很好的指示作用，通过镜检微生物生长状态可以发现该活性污泥的活性较差。使用SN后通过镜检发现微生物无论数量还是种类均有所增多。菌胶团中以轮虫、钟虫、楯纤虫、游仆虫、表壳虫为主，其次也能发现吸管虫、尾丝虫等微生物。这跟污水系统实际运行工况相符合。系统实际水力停留时间为7 d，污水负荷为0.08 kgBOD/(kgMLSS·d)左右。这些微生物的大量出现，一般预示着活性污泥低BOD负荷，水质净化效果好。

2.3 环保效益

（1）SN是液体包装，投加方便，无需溶解。

（2）避免了尿素溶解困难的问题及管道腐蚀弊端。

（3）SN能降低出水氨氮含量，减轻了对外排水体的富营养化负担。

（4）有效缓解尿素仓储压力、搬运的工作量，成本还可略为降低。

（5）水处理设施能力较紧凑的情况下，使用SN的效果可能更明显。

3 结束语

（1）SN有助于提高污染物去除效果，COD去除率提高了0.5个百分点；沉淀池的出水SS明显降低，并且出水的氮含量降低。

（2）SN有利于改善污泥活性，SV30由84%下降到73%，微生物数量增加，种类更加丰富。

（3）相对于尿素，SN还有明显的少量高效、节省劳动力、降低成本的优势。

参考文献：

[1]国家环境保护总局.水和废水监测分析方法[M].4 版.北京:中国环境科学出版社，2002.

[2]徐亚同,黄民生.废水生物处理的运行管理与异常对策[M].北京:化学工业出版社,2002.

[3]胡冲,张红岩,邹学圣,等. 生物活性磷替代传统磷营养盐在制浆造纸废水处理中的应用中试[J].中华纸业2014,35(4):38-40.