生物活性磷在厭氧反應(yīng)器中的應(yīng)用研究

胡沖（普羅生物技術(shù)（上海）有限公司，上?！?01201）

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生物活性磷在厭氧反應(yīng)器中的應(yīng)用研究

胡沖
（普羅生物技術(shù)（上海）有限公司，上海201201）

摘要：考察了生物活性磷替代傳統(tǒng)磷營養(yǎng)鹽在厭氧反應(yīng)器中的應(yīng)用，對COD去除率、揮發(fā)性脂肪酸（VFA）和產(chǎn)氣量等指標(biāo)進行對比分析。結(jié)果表明：在生物活性磷使用期間COD去除率提高了2.2百分點；VFA由6.9 meq/L降低到6.3 meq/L；產(chǎn)氣量由17 465 m3/d提高到18 762 m3/d；生物活性磷較傳統(tǒng)磷營養(yǎng)鹽對厭氧系統(tǒng)處理效果有明顯的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：生物活性磷；厭氧反應(yīng)器；傳統(tǒng)磷營養(yǎng)鹽

微生物的正常生長、繁殖及代謝活動都離不開營養(yǎng)。在廢水生物處理系統(tǒng)中，磷是微生物生長、繁殖及各種生理活動的必須元素[1-3]。生物活性磷（Super Phos，SP）的主要成分是攜帶能量的可溶性有機磷化物[三磷酸腺苷（ATP）和二磷酸腺苷（ADP）]、核酸及數(shù)種關(guān)鍵輔酶和磷脂，其中可用磷占50%（以P2O5計），其應(yīng)用于工業(yè)廢水處理領(lǐng)域時具有易被微生物吸收、提高微生物活性、提高污泥沉降性能、降低出水磷酸鹽含量等優(yōu)勢[4]，它能提高微生物對磷的吸收效率，為微生物生長創(chuàng)造良好的條件[5]。生物活性磷在好氧污水處理系統(tǒng)的應(yīng)用報道已很廣泛，如《生物活性磷在氯堿總廠污水處理中的應(yīng)用》，《生物活性磷在齊魯乙烯污水處理廠的應(yīng)用與研究》，《生物活性磷替代傳統(tǒng)磷營養(yǎng)鹽在制漿造紙廢水處理中的應(yīng)用中試》等，這些研究與應(yīng)用均屬好氧污水處理系統(tǒng)；而在厭氧污水處理系統(tǒng)中應(yīng)用的研究還鮮有報道。

本文主要通過生物活性磷和傳統(tǒng)磷營養(yǎng)鹽磷酸一銨（以下簡稱“一銨”）的中試應(yīng)用效果對比，來研究其在厭氧污水處理系統(tǒng)中的使用效果。

1　實驗方法

1.1污水水質(zhì)和工藝流程

污水主要為生產(chǎn)瓦楞芯紙、牛皮紙板等的造紙廢水，日處理量1.2萬m3。污水處理流程如圖1所示。

1.2使用方案

現(xiàn)運行系統(tǒng)一銨用量為550 kg/d。用SP替代一銨，根據(jù)SP對一銨的質(zhì)量替代比（1∶10），確定污水處理系統(tǒng)中需要投加的SP用量為55 kg/d。表1為一銨和SP的使用周期。

圖1　污水處理流程

表1不同產(chǎn)品使用周期

11月1日～11月25日　12月1日～12月25日使用產(chǎn)品使用量/（kg·d-1）一銨550 SP 55

1.3項目檢測

中試過程中的主要檢測項目包括COD、VFA和產(chǎn)氣量等。COD和VFA的檢測方法參照《水和廢水監(jiān)測分析方法》（第4版）；產(chǎn)氣量由流量計監(jiān)測。

圖2　一銨和SP使用期間厭氧系統(tǒng)COD去除效果

2　結(jié)果與討論

2.1COD去除效果

圖2和表2分別顯示了一銨和SP使用期間厭氧污水處理系統(tǒng)的COD去除效果和平均去除效果。

由圖2和表2可知，從進出水質(zhì)的COD看，無論是一銨使用期間還是SP使用期間進水COD均有波動，一銨使用期間進水COD最大值為5 560 mg/L，最小值為2 980 mg/L；SP使用期間進水COD最大值為5 620 mg/L，最小值為3 180 mg/L。雖然一銨和SP使用期間出水COD無明顯差別，但SP使用期間出水COD更為穩(wěn)定。

表2　一銨和SP使用期間厭氧污水處理系統(tǒng)COD平均去除效果

從去除率看，一銨使用期間COD去除率有波動并呈下降趨勢，平均值為66.7%；SP使用期間COD去除率有波動并呈升高趨勢，平均值為68.9%。福建一家紙廠用內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（IC厭氧反應(yīng)器）處理造紙廢水，對COD和BOD的去除率分別達到了65% 和85%[6-7]。哈爾濱一家啤酒廠使用IC厭氧反應(yīng)器處理啤酒廢水時，IC反應(yīng)器的COD去除率達80%以上[8]。由于該厭氧反應(yīng)器運行效果非常好，COD去除率在65%以上，因此，在如此高的基礎(chǔ)上對于COD去除率能進一步提高是非常有限的；而在SP使用期間，COD去除率平均提高了2.2百分點，一方面可能與SP使用期間厭氧進水COD升高有關(guān)，另一方面與SP相對一銨更有利于微生物對磷的吸收利用有關(guān)。

2.2VFA產(chǎn)量

圖3顯示了一銨和SP使用期間厭氧污水處理系統(tǒng)VFA產(chǎn)量。

由圖3可知，在一銨使用期間VFA產(chǎn)量平均為6.9 meq/L，而在SP使用期間VFA有所降低，平均為6.3meq/L。VFA是厭氧反應(yīng)器控制的重要因素之一，VFA在厭氧反應(yīng)器中的積累能反映出甲烷菌的活躍狀態(tài)和反應(yīng)器操作條件好壞，較高的VFA含量對產(chǎn)甲烷菌有抑制作用[9]。如果厭氧生物反應(yīng)器的運轉(zhuǎn)正常，那么其中的VFA含量就會維持在一個相對穩(wěn)定的范圍內(nèi)；而在SP使用期間VFA又有一定下降，說明在SP使用期間甲烷菌更為活躍，VFA利用量更高。這也與后面分析的在SP使用期間產(chǎn)氣量升高相吻合。

圖3　一銨和SP使用期間厭氧污水處理系統(tǒng)的VFA產(chǎn)量

2.3產(chǎn)氣量

圖4顯示了一銨和SP使用期間厭氧污水處理系統(tǒng)產(chǎn)氣量。

圖4　一銨和SP使用期間厭氧污水處理系統(tǒng)產(chǎn)氣量

由圖4可知，在一銨使用期間平均產(chǎn)氣量為17 465 m3/d，而在SP使用期間平均產(chǎn)氣量提高到18 762 m3/d，SP相對一銨在產(chǎn)氣量方面有一定提高效果，平均提高了1 300 m3/d。厭氧生物系統(tǒng)對廢水中有機物的有效處理，最終是通過產(chǎn)甲烷過程來實現(xiàn)的，而甲烷菌所能利用的有機物就是揮發(fā)性有機酸。產(chǎn)氣量升高說明厭氧污水處理系統(tǒng)對有機物的去除效果提高，從前面分析的COD去除效果也證明了SP使用期間COD去除效果有所提高；同時VFA利用量升高，也即降低了VFA產(chǎn)量。

3　結(jié)論

（1）SP使用期間較一銨對COD去除率提高了2.2百分點，對厭氧污水處理系統(tǒng)有機污染物的去除有一定的提高作用。

（2）SP使用期間較一銨降低了VFA產(chǎn)量，提高了產(chǎn)氣量，對厭氧污水處理系統(tǒng)的運行有一定的改善作用，更有利于厭氧污水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

（3）SP能很好地替代傳統(tǒng)磷營養(yǎng)鹽在厭氧污水處理系統(tǒng)中使用，不影響其厭氧去除效果。

（4）此次中試研究的結(jié)果對實際使用過程有很好的指導(dǎo)和借鑒作用。

參考文獻：

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本文文獻格式：胡沖．生物活性磷在厭氧反應(yīng)器中的應(yīng)用研究[J]．造紙化學(xué)品，2016，28（1）∶21-23．

Application Research of Bio-active of Phosphorus in the Anaerobic Reactor

HU Chong
（Probiotic Solutions（Shanghai）Co.，Ltd.，Shanghai 201201，China）

Abstract：Application of bio-active of phosphorus substituted traditional phosphorus nutrient salt in the anaerobic reactor was investigated.The results show that during the use of bio-active phosphorus，The COD removal rate increased by 2.2 percentage points；volatile fatty acid（VFA）decreased from 6.9 meq/L to 6.3 meq/L；Gas production increased from 17 465 m3/d to 18 762 m3/d.Compared with the traditional phosphorus nutrition，bio-active of phosphorus has obvious advantages in the treatment of anaerobic system.

Key words：bio-active phosphorus；anaerobic reactor；traditional phosphorus

作者簡介：胡沖先生（1985-），碩士，工程師；主要從事造紙、石油化工等行業(yè)污水處理工作；E-mail：huchong@ bhnchina.com。

收稿日期：2015-12-02（修回）

中圖分類號：TS727

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1007-2225（2016）01-0021-03