生物活性氮在造紙廢水處理中的應用

黃書勇（泉州貴格紙業有限公司， 福建 泉州 362312）

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生物活性氮在造紙廢水處理中的應用

黃書勇
（泉州貴格紙業有限公司， 福建 泉州 362312）

摘 要：考察了生物活性氮替代尿素在造紙廢水中應用，通過COD去除效果、污泥活性變化、環保效益來研究其應用效果。結果表明：使用生物活性氮后，COD去除率提高了0.5個百分點，出水COD由71.1 mg/L下降到66.1 mg/L；SV30由84%下降到73%；微生物無論種類還是數量均有所增多；同時具有少量高效、節省勞動力等環保優勢。

關鍵詞：生物活性氮 尿素 替代 造紙廢水

0 前 言

生化法是最常用的制漿造紙污水處理技術之一。生化系統微生物的生長、繁殖及其代謝活動都離不開營養。在廢水生物處理系統中，氮是微生物生長繁殖及各種生理活動的必須元素。一些缺氮的廢水在處理的過程中，必須添加一定的氮源，否則會因微生物生長不良，從而極大地影響污染物的去除效果。造紙廢水屬于嚴重缺氮廢水，在處理過程中需添加尿素來補加氮源，但是尿素的使用量大、吸收效率低，并且容易導致出水氮超標問題。經過與行業內專家的探討，引進生物活性氮（Super Nitro, 以下稱SN）進行實驗性的運用。生物活性氮中氮的存在形式為速效氮和緩釋氮。速效氮是微生物能夠直接吸收利用的，有利于微生物對氮素的利用。另外，該產品中含有的維生素、荷爾蒙、酶等有利于提高微生物的活性。其應用于工業廢水處理領域時，具有少量高效、占用空間小、操作方便等特點，且易被微生物吸收等優勢。生物活性氮應用于制漿造紙工業廢水處理領域的研究和實際運用、在國內的相關期刊中鮮有報道。本文主要是從生物活性氮在水處理過程中試用的效果方面來探討與分析，為其在實際工程應用中提供理論基礎和借鑒作用。

1 材料與方法

1.1 水質性質和工藝流程

污水主要為生產灰底牛卡紙、高檔掛面牛卡紙的制漿、造紙剩余白水。造紙的原料主要是進口的歐廢和美廢，以及國內回收的廢舊箱板紙。水處理系統是2014年設計并建設的，設計處理能力為20 000 m3/d，之后經過不斷的優化生產工藝，清水的使用量大幅降低，現每日廢水量在5 000 t左右，故水處理的處理設施能力偏大。水處理工藝如圖1所示。

圖1 污水處理工藝流程

1.2 使用方案

現有系統尿素使用量200 kg/d。用SN替代尿素，根據SN對尿素的替代比例（1:3）及實際操作方便，確定每天系統中需要投加的SN用量為70 kg/d。

不同產能試用時間表見表1。

表1 不同產品試用時間表

1.3 投加方法

根據每天用量，將SN用計量桶稀釋后，連續地泵入曝氣池進水口處。

1.4 檢測項目

水質檢測項目見表2。

表2 水質檢測項目

2 結果與討論

2.1 COD去除效果

SN使用前后COD去除效果如圖2所示。SN使用前后COD數據見表3.

圖2 SN使用前后COD去除效果

表3 SN使用前后COD數據

根據圖2和表3可知，使用SN后進水COD相對穩定，出水COD有下降現象，由使用前的71.1 mg/L下降到66.1 mg/L；從COD去除率來看，使用SN后，COD去除率較之前提高了0.5個百分點。

由于生產前方來水和水質穩定，同時曝氣池水力停留時間高達6 d，污水系統常年運行比較穩定。使用SN后COD去除效果提高不明顯，分析下來可能受BOD影響，后經檢測二沉池出水BOD僅有9 mg/L。由于缺乏可降解性有機物，導致COD去除效果提高有限。

2.2 污泥活性變化

2.2.1 污泥沉降性

由圖3知，使用SN后SV30有明顯的下降趨勢，由原來的84%下降到73%。系統水力停留時間較長，污泥處于老化狀態，沉降性較差。SN對改善污泥沉降性比較明顯，能在一定程度上提高系統的穩定性。

圖3 SN使用前后SV30變化

2.2.2 微生物變化

微生物變化見表4。

表4 微生物變化

微生物對活性污泥具有很好的指示作用，通過鏡檢微生物生長狀態可以發現該活性污泥的活性較差。使用SN后通過鏡檢發現微生物無論數量還是種類均有所增多。菌膠團中以輪蟲、鐘蟲、楯纖蟲、游仆蟲、表殼蟲為主，其次也能發現吸管蟲、尾絲蟲等微生物。這跟污水系統實際運行工況相符合。系統實際水力停留時間為7 d，污水負荷為0.08 kgBOD/(kgMLSS·d)左右。這些微生物的大量出現，一般預示著活性污泥低BOD負荷，水質凈化效果好。

2.3 環保效益

（1）SN是液體包裝，投加方便，無需溶解。

（2）避免了尿素溶解困難的問題及管道腐蝕弊端。

（3）SN能降低出水氨氮含量，減輕了對外排水體的富營養化負擔。

（4）有效緩解尿素倉儲壓力、搬運的工作量，成本還可略為降低。

（5）水處理設施能力較緊湊的情況下，使用SN的效果可能更明顯。

3 結束語

（1）SN有助于提高污染物去除效果，COD去除率提高了0.5個百分點；沉淀池的出水SS明顯降低，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%，微生物數量增加，種類更加豐富。

（3）相對于尿素，SN還有明顯的少量高效、節省勞動力、降低成本的優勢。

參考文獻：

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