生物促生剂、解毒剂在造纸废水处理中的应用

Posted 2023-01-12 系统

篇首语：志行万里者，不中道而辍足。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了生物促生剂、解毒剂在造纸废水处理中的应用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

基于废水处理系统受到上游改变纸品生产工艺的影响，造成废水处理系统中活性污泥活性不强或死亡等问题，在造纸废水处理生化段使用生物促生剂Bio-energizer(BE)、解毒剂Micatrol(MT)。结果表明：受损的造纸废水处理系统在使用BE、MT30d时间内，剂量仅为1mg/kg，能够使系统恢复。在不增加任何基建投入的情况下，使用BE/MT后，系统COD去除率能够达到89.3%，出水COD能够稳定在100mg/l以下。使用BE/MT后，系统中微生物种类丰富，以钟虫等固着型纤毛虫类居多，出现了轮虫等后生动物，总体呈现多样化的趋势。
文章编号：1007-9211(2014)16-0015-03
近年来，由于造纸厂扩大生产规模，或研发新工艺，或应用新的化学品，对原有的废水处理系统造成冲击，污泥活性受到抑制，出水COD严重超标等问题，最终造成废水处理系统运行不稳定，处理能力下降[1，2]。大部分造纸废水处理系统均通过自身系统恢复能力缓慢恢复，或通过改造系统来解决此类问题，从而造成系统恢复时间过长，基建成本增加等问题。目前，少数造纸废水处理系统通过投加生物菌剂来提高系统恢复速度，改善处理效率，但生物菌剂价格贵，受环境因素制约。
生物促生剂Bio-energizer(以下简称BE)的配方集有机酸、缓冲剂、酶、营养物质和能量于一体，富含微生物所必需的细胞分裂素、维生素和微量元素，其基本成分是从美国爱达荷州西南部的“风化褐煤"中提取的。生物解毒剂Micatrol(以下简称MT)是以小分子有机酸为基质的专业产品，它通过脱落造成生物毒性的官能团，形成无毒或毒性更小易被生物吸收分解的物质，从而降低废水的毒性；它还能络合金属离子，屏蔽其毒性，从而提高水体中微生物的整体抵抗能力。
本试验在国内某大型上市造纸企业的废水处理系统生化段使用BE和MT，解决该造纸企业上游研发新工艺给废水处理系统带来的冲击。通过投加BE和MT，实现短时间内修复受损活性污泥系统，并提高系统的抗冲击能力，最终使得废水处理系统稳定运行，出水COD达到排放标准。
1.材料和方法
1.1药剂性状
生物促生剂(BE)：密度为1.28kg/l；外观酒红色液体；无毒无害。生物解毒剂(MT)：密度为1.00kg/l；外观浅琥珀色液体；无毒无害。
1.2使用方法
将BE、MT投加于生化处理系统即生化段的回流污泥井处。废水处理系统日处理水量为3万t，使用剂量各为1mg/m3，药剂投加日期为30d。本次使用期间，BE和MT连续投加，剂量通过剂量泵(米顿罗)控制。每天在生化池使用的药剂剂量为：BE30l/d，MT30l/d。
1.3分析方法
取样地点初沉池、生化池出口、二沉池。水质检测项目、检测频次和检测方法见表1。
2.结果与讨论
2.1CODCr的去除效果
系统投加BE、MT为期30d，与系统投加前30d和投加后29d进行比对，结果见图1。
由图1可知，初沉池COD不稳定，常受到上游工艺排水的影响，图中89d平均COD为950mg/l，受冲击时，COD高达1575mg/l，在这种情况下，投加BE、MT来提高系统的冲击力，并恢复系统处理能力。见表2。

图1和表2表明，在使用BE、MT前，系统处理能力较差，COD平均去除率仅为58.1%，二沉池出水平均COD高达425.2mg/l。使用BE、MT期间，系统处理能力有所好转，二沉池出水平均COD降为253.8mg/l，COD平均去除率为75.7%，较使用BE、MT前提高了17.6%，较为可观的时候，在使用BE、MT末段，二沉池出水COD基本恢复至100mg/l左右，表明系统基本恢复。跟踪使用BE、MT后系统的运行状况，二沉池出水平均COD仅为84.5mg/l，且持续平稳，COD去除率高达89.3%，已经达到造纸企业外排放废水标准。
在使用BE、MT期间，系统受到来水COD高达1575mg/l的水力负荷冲击(见图2，左：2013年11月11日；右：2013年11月15日)。系统受冲击后，系统中活性污泥颜色变黑，MLSS下降，溶解氧下降，SV30高达95%，这类冲击自然恢复需要7～9d时间，在投加BE、MT时，系统5d后，活性污泥颜色转变为土黄色，溶解氧恢复至2.0mg/l以上，SV30降至80%以下。袁磊研究表明，生物促生剂能够解决乙二醇装置废水处理系统生化段泡沫过多，出水COD过高，提高系统恢复速度等问题。

2.2MLSS对比
制浆废水含有难以生化降解的木质素及其衍生物，B/C较低，且水温较高，影响废水处理系统中微生物生长，污泥浓度(MLSS)较低，尤其是受到水力负荷冲击时。
图3显示在未使用BE、MT前，MLSS呈常态化的不稳定，MLSS高时，能够达到3530mg/l；MLSS低时，能够低至1857mg/l；30dMLSS平均为2757.5mg/l。在使用BE、MT期间，MLSS基本趋于稳定，且高于使用前30d平均值，使用BE、MT期间，MLSS平均为2909.0mg/l。期间，系统受到水力负荷冲击，造成MLSS下降。使用BE、MT后，系统恢复良好，MLSS较为稳定，系统MLSS平均值为3224.8mg/l，比使用BE、MT前高467.3mg/l。通过MLSS比较，发现使用BE、MT，能够提高活性污泥浓度，提高系统受冲击时活性污泥增长速度，以提高系统的抗冲击能力。

2.3SV30对比
目前，国内外处理造纸废水的工艺中，采用活性污泥法的居多，但在此工艺处理废水的过程中，容易出现污泥膨胀问题。SV30是分析污泥沉降性最简便的方法。SV30值越小，污泥沉降性能越好。SV30值越大，沉降性能越差。
从图4可知，造纸厂活性污泥法污水处理系统中SV30一直保持较高的值，89d时间中，SV30均超过70%，当系统运行不稳定或者受到冲击时，SV30呈现出相应的变化。在使用BE、MT之前，系统已被诊断为系统长时间运行不稳定，易受上游来水水力负荷冲击等问题，SV30表现不稳定，工况差时SV30高达99%，污泥膨胀现象严重。在使用BE、MT期间，SV30逐渐下降，投加末段，SV30已趋于稳定在75%，期间受到一次大的冲击，影响了系统的恢复时间。使用完BE、MT后的一个月，系统在BE、MT的帮助下，完全恢复正常，SV30保持在70%～75%之间。施卫等使用生物制剂BE、MT于SBR系统中，大大的改善了系统的SV30，SV30由系统较差时的25%提升至系统良好时的40%，并稳定在这个水平，表明生物制剂能够改善系统中微生物生长的环境。

2.4生物相镜检分析结果
使用BE、MT前后连续镜检来看，在使用BE、MT之前，生化池中的菌胶团比较松散，絮体较小，丝状菌较多，仅发现少量鞭毛型原生动物。这表明，生化池中负荷较高，污泥老化严重，新的菌胶团又不能很好的补充，导致丝状菌大量的繁殖，后果将造成污泥膨胀。在使用BE、MT一个星期后，能够观察到个别的钟虫，虽然活性不是很强，但表明系统趋于良好。使用BE、MT后的一个月，连续观察镜检，菌胶团絮体增大，能够发现大量的钟虫及少量的轮虫、游仆虫等原生、后生动物。这些现象表明，系统已经恢复，活性污泥活性良好，有助于生化系统的处理效率和处理稳定性的提高。
3.结论
3.1生化池运行过程中，系统受到冲击导致系统运行不稳定，处理能力下降时，使用生物促生剂、生物解毒剂促进微生物生长，恢复受损生化系统。
3.2投加生物促生剂、生物解毒剂仅需要1mg/m3，运行30d，基本能够使受损的系统恢复，若提高用量能够相应地缩短系统恢复时间。
3.3因系统常受到水力负荷冲击和有毒化学物质的毒害，系统中活性污泥活性不足，投加生物解毒剂，能够去除有毒化学物质的毒性，提高系统抗冲击能力。