生物活性磷在制漿造紙污水MBBR系統應用

李謀　鄒學圣　周黎華

（普羅生物技術（上海）有限公司上海201201）

生物活性磷在制漿造紙污水MBBR系統應用

李謀鄒學圣周黎華

（普羅生物技術（上海）有限公司上海201201）

使用新型生物活性磷營養產品，在不增加設備情況下替代磷酸，在造紙污水MBBR系統使用。生物活性磷為磷酸用量1/4、且更易被微生物吸收利用，CODcr平均去除率由48%提高到58%、出水總磷濃度降低且穩定。給企業帶來污染物排放總量降低，磷營養產品倉儲減少的效益。

造紙污水；生物活性磷；MBBR系統；CODcr去除率

制漿造紙污水主要特點為水量大、CODcr濃度高、B/C比低、營養不足、可生化性差，在處理設施的生物系統中，需要額外添加添加氮、磷營養。因為微生物的生長繁殖需要按一定的比例攝取碳、氮、磷以及其他微量元素，保證微生物生長繁殖的基本需要。尿素、磷酸作為傳統的氮源、磷源因價格低，廣泛用于造紙污水處理中。其缺點為用量大、吸收效率低[1]，易造成系統去除量波動或出水氮、磷超標。

為改善傳統磷產品吸收效率低的問題，普羅生物技術（上海）有限公司研制生產了新型的磷營養產品，生物活性磷（SuperPhos,簡稱SP),針對使用在缺乏磷營養的廢水處理領域的主要產品[2],其具備提高微生物的吸收效率，以更少的用量替代傳統磷營養源。

1背景介紹

某制漿造紙廠，主要以回收牛皮紙箱為原料，制漿再造高檔牛皮紙、瓦楞紙，配套污水處理工藝：提升泵房→調節池→化混一→初沉池→MBBR→活性污泥→二沉池→化混二→終沉池。執行制漿工業污水污染物排放標準GB3544-2008中，制漿和造紙聯合生產企業標準。

生物段使用移動床生物膜反應器（movingbedbiofilm reactor,簡稱MBBR）加傳統活性污泥工藝，MBBR核心部分是以密度接近于水的懸浮填料直接投加到反應池中作為微生物的活性載體，在反應池內曝氣和水流的提升作用下，使得懸浮填料處于流化狀態[3]從而得到良好的處理效果。MBBR填料填充率為45%，操作條件中水溫33～37℃，HRT為7h，pH為6.9～7.05,使用魯氏風機進行曝氣攪拌。

2實驗材料與方法

2.1使用藥劑

生物活性磷（SP)：密度1.5mg/L，總磷含量約為50%，淺琥珀色液體，無毒無害，生物活性磷主要成分是攜帶小分子能量的有機酸，投加到水體后不會和水中金屬離子（如：鈣、鎂、鐵等）產生難溶于水的沉淀[1]。

2.2使用方法及用量

生物活性磷（SP)投加方案：目前現場使用85%磷酸作為微生物磷營養，用量為210 kg/d，在不影響系統污水處理效果的情況下使用生物活性磷（SP)替代磷酸。按照1/4用量替代（以磷酸質量計算），即生物活性磷（SP)用量為210 kg/d×1/4=52.5 kg/d。因生物活性磷（SP)為液態，直接加入原磷酸泡藥桶，用泵加入MBBR池入水口處。測試時間為10 d,考慮微生物對新營養源的適應性，前三天生物活性磷（SP)用量增加10%，為好計量前三天生物活性磷（SP)添加量為55Kg/d，表1為測試期間加藥方案。

表1 SP添加方案

3檢測方法

生物活性磷（SP)作為新型生物磷營養源，在高效替代的同時主要觀察其出水CODcr、總磷含量，來判定替代后的效果。本實驗主要檢測MBBR池進水、出水的CODcr，出水總磷。水質檢測項目、頻次、方法如表2。

表2檢測項目及頻次

4結果與分析

4.1 CODcr效果比對

系統添加生物活性磷（SP)的測試時間為10 d，與系統添加前10 d進出水CODcr及CODcr去除效率進行對比，其結果如圖1所示。

圖1 M BBR進出水CODcr趨勢圖

由圖1可知MBBR進水CODcr不穩定，受車間生產工藝或設備運行情況的影響，圖中20 d平均MBBR進水CODcr為4449 mg/L，其中第2 d最低為3837mg/L，第13 d最高為4914mg/L，波動范圍達到14%。使用生物活性磷（SP)前10 d的MBBR平均進水CODcr為4345mg/L，MBBR平均出水CODcr為2242mg/L，平均去除效率為48%。使用生物活性磷（SP)后10 d的MBBR平均進水CODcr為4552mg/L，MBBR平均出水CODcr為1929mg/L，平均去除效率為58%。

以上數據得知生物活性磷（SP)可安全、有效的替代磷酸在MBBR系統中的應用，使用后在進水CODcr受到沖擊增高的情況下，依然降低出水CODcr，去除率增加10%，證明營養源有效被微生物所利用，致使微生物處于更佳的狀態分解水中污染物。

4.2出水總磷效果比對

眾所周知含植物營養的氮、磷隨污水流入自然水體，造成水體富營養化，藻類大量繁殖，耗去水中溶氧，造成水中魚類窒息而無法生存、水產資源遭到破壞[4]。制漿工業污水污染物排放標準GB3544-2008中將總磷排放標準降為0.8mg/L，控管總磷排放是企業非常重要的工作。生物活性磷（SP)使用前后10 d出水總磷如圖2所示。

圖2 MBBR出水總磷趨勢圖

圖2中可以看出在生物活性磷（SP)使用前MBBR出水總磷最高達到2.3mg/L且波動大，主要原因為微生物磷營養物質吸收不好導致，還好后段仍有活性污泥池需要補充磷營養源，要不就帶來超標風險。使用生物活性磷（SP)后出水總磷相對穩定，這對污水處理實際操作帶來極大方便性。既能應對來水波動沖擊，又避免磷營養吸收不佳造成出水超標的風險。

4.3經濟效益分析

4.3.1直接經濟效益

持續使用生物活性磷（SP）以后，替代比例為1/4，比使用磷酸產品每月成本節約為16%左右，在不景氣的經濟大環境下，無疑為企業成本控制帶來可觀的效益。

4.3.2間接經濟效益

添加生物活性磷（SP）后出水總磷濃度降低，減輕排水對自然水體富營養化的負擔。企業排污費得到節約，且無超標風險造成的環保處罰。生物活性磷（SP）使用簡單、用量少，減輕了倉儲壓力、藥品添加設備的負擔、泡藥及加藥設備的維護量。

5結語

5.1生物活性磷（SP）可以安全有效替代傳統磷營養源在造紙污水MBBR系統的使用。

5.2使用生物活性磷（SP）比使用傳統磷營養更具性價比，降低污水處理成本。

5.3添加生物活性磷（SP）后，磷營養能更好被微生物所吸收，CODcr去除效率比添加磷酸有明顯增加，進一步降低CODcr排放總量。

5.4添加生物活性磷（SP）后，出水總磷降低且濃度穩定，可有效避免總磷超標的風險，避免或減輕了接納水體富營養化現象[5]。

5.5可減輕企業磷營養源倉儲，藥品添加設備的負擔和維護壓力。

[1]胡沖.生物活性磷替代傳統磷營養鹽在制漿造紙廢水處理中的應用中試[J].中華紙業,2014.2（4）：38-40.

[2]徐亞同,史家梁,張明.污染控制微生物工程[M].北京:化學工業出版社,2001:67-99.

[3]崔延齡.采用MBBR工藝處理造紙廢水[J].中國造紙,2010，29（8）:43-46.

[4]水體污染.百度百科.

[5]袁磊.生物活性磷在氯堿總廠污水處理中的應用[J].上海環境科學,2003,22（12）：1004-1006.

李謀，男，助理工程師，主要從事造紙、石化行業污水處理生物系統和異味治理方面研究。