生物磷、生物氮在造纸行业应用
一、项目概况和产品使用背景
浙江某纸业废水处理系统工艺为“水解酸化+厌氧反应器+曝氧池+二沉池”,进厌氧塔COD约4000~7000mg/L,进水氨氮在4~8mg/L左右。Ca2+约1000mg/L左右,pH7左右,厌氧塔实际进水量约13000m³/d,废水属于典型的缺磷缺氮废水,当前系统每天使用尿素800kg左右,磷酸一铵500kg左右。
系统来水可生化性差,污染物成分复杂,缺氮、少磷,是一种典型的需要额外补加营养的造纸废水。微生物的生长繁殖需要按一定的比例摄取碳、氮、磷以及其他微量元素。水中碳、氮、磷失调会导致活性污泥中菌胶团松散,微生物活性变差,因此需要补加适量的营养,保证微生物生长繁殖需要。客户污水处理生化阶段目前使用的是尿素和磷酸一铵产品补充微生物氮、磷营养,但尿素和磷酸一铵使用成本较高,且生物利用率低,因此,使用我们的生物活性氮、磷进行替代试验。
2021年7月15日至8月10日,我司使用生物磷和生物氮,在污水处理单元,对系统正在使用的尿素和磷酸一铵进水替代试验。
二、产品使用方法和过程描述
2.1 产品使用方法
根据计算,生物活性氮、磷分别以⅓和¼替代尿素、磷酸一铵,生物活性氮、磷每天用量分别为200kg和87.5kg。
经过现场勘察和技术讨论,决定将生物磷和生物氮分开进行替代试验,将生物磷和磷酸一铵溶解混合后再进行稀释,然后投加在储药罐,最后通过计量泵把混合药液投加至厌氧系统进水管。无需增加任何基建设备,直接利用原有设施即可。
生物磷替代完成100%后,且系统运行稳定,然后进行生物氮的替代试验。生物磷投加在储药桶内并进行适当稀释,然后将生物氮与尿素混合稀释后投加到加药桶中。最后通过计量泵把混合药液投加至厌氧系统进水管。无需增加任何基建设备,直接利用原有设施即可。
2.2 调试过程简述
1)7月14日--15日,考察现场后制定生物氮、磷的替代方案。因考虑到前几年也对该客户氮磷进行过替代,结果没有成功,查阅资料认为可能是生物氮的问题。所以,为了保险起见,生物氮、磷的替代全部分为5个阶段,且先进行生物磷的替代,磷没有问题再进行生物氮的替代,中途一旦出现问题就立即停止。
2)7月15日--18日,生物磷替代20%;7月19日--21日,生物磷替代40%;7月22日--23日,生物磷替代60%;7月24日--26日,生物磷替代80%;7月27日生物磷完全替代磷酸一铵。生化系统运行正常,厌氧系统出水氨氮、总磷略低,其他指标都正常。
3)7月23日,生物磷停止投加一天,因现场厌氧出水VFA升高,同时降低进水负荷,来降低出水VFA。后面证实出水VFA升高是因为进水负荷过高导致,和生物磷投加没有关系。
4)7月30日--8月1日,生物氮替代20%;8月2日--3日,生物氮替代40%;8月4日--5日,生物氮替代60%;8月6日,生物氮替代80%;8月7日--10日,生物氮完全替代尿素。同时生物磷也是完全替代磷酸一铵的状态。
5)在8月7日--8月10日的4天时间里,生物活性磷和生物活性氮是完全替代磷酸一铵和尿素的,厌氧和好氧系统运行正常,总排口出水正常。
2.3替代结果分析
生物磷替代试验选取3#、4#、5#厌氧塔为试验对象,7月15日开始投加生物活性磷,7月29日已完全替代磷酸一铵,7月30日开始投加生物活性氮,8月7日已完全替代尿素。


在生物活性磷开始替代磷酸一铵后,厌氧塔出水COD更加平稳而且略低一些,也有受进水影响的趋势。开始投加生物活性氮后,出水COD略有升高,主要受进水影响,但也相对平稳,且在合理范围内。

图3.2.3 厌氧塔出水氨氮浓度变化图
图3.2.4 厌氧塔出水PO4-P(TP)浓度变化图

生物氮、磷开始替换后,厌氧出水氨氮、磷含量明显降低,这也是由于生物氮用量为尿素的三分之一、生物磷用量为磷酸一铵的四分之一导致的。目前厌氧、好氧系统运行仍比较稳定。
图3.2.5 总排口COD、总氮浓度变化趋势图
图3.2.6 总排口氨氮、总磷浓度变化趋势图

生物氮、磷开始使用后,总排口出水COD、氨氮、总氮、总磷基本持平,没有太明显的变化。7月28日前后,总排口氨氮、总氮出现明显升高现象,一方面是因为在线设备问题;另一方面,7月28日前后,系统污泥排不出去,较多的悬浮物进入终沉池和总排口。
由于客户现场对好氧基本是只监测SV30和DO指标,其他指标基本不进行监测记录,所以不能判断好氧系统是变好还是变差,每天取水观察污泥性状和上清液情况,但并未发现明显的变化。好氧系统的变化更多的是受到车间来水的影响,当车间排水较多时,会有一部分水直接排入好氧系统。
三、结论
本次使用生物氮、磷替代尿素、磷酸一铵的试验是成功的。
客户污水处理系统未发生明显改变,厌氧系统和总排口出水水质也未出现变差现象。生物活性氮的投加量是尿素的三分之一,生物活性磷的投加量是磷酸一铵的四分之一,实际上系统内氮、磷元素的含量是很低的,距离厌氧系统C:N:P=350-500:5:1以及好氧系统C:N:P=100:5:1的理论值还有不少差距。短期内是没有问题的,如果长期这样运行,可能会出现污泥老化、污泥流失、营养不良等情况。
