普罗活性磷在齐鲁乙烯污水处理厂的应用与研究

INDUSTRIALWATER&WASTEWATER工业用水与废水Vol.35增刊2004-09普罗活性磷在齐鲁乙烯污水处理厂的应用与研究王卫华，安奎进，曲延平，高庆然，杨瑞远，杨传方（齐鲁石化供排水厂，山东淄博255411）摘要：齐鲁石化排水厂废水处理装置长年使用磷酸氢二钠作为系统活性污泥的磷源，磷源根在水中易与水中的金属离子生成不溶于水的化合物，导致管结垢，出水磷含量高，使用普罗活性磷后，生化系统的COD去除率提高了约8%，MLSS下降了8.3%，替代效果明显。关键词：生物活性磷；活性污泥；COD去除率中图分类号：X703.5文献标识码：B文章编号：1004-2455（2004）增刊-0104-03普罗生物活性磷（SP）的主要成分是携带能量的可容性磷酸盐（ATP＆ADP）、核酸、数种关键辅酶和磷脂，其中可用磷占50%（以P2O5计）其它成分是从风化褐煤中提取的腐殖质，以及从海藻、风化褐煤、藻类中提取的生长促进素、酶、缓冲剂和表面活性剂。齐鲁石化供排水厂废水处理装置的生化部分由I、II和III系列组成，装置由化工部第三设计院设计，分别于1987年、1988年和1992年建成投产，污水处理场由废水处理、污泥处理及小空分三大部分组成，固定资产总值2.14亿元，占地15hm2。设计处理能力1740m3/h。采用预处理、生化处理、后处理三级处理方式，各种生产调节手段较为完善。处理系统的核心部分是生化处理，采用了技术上较先进的纯氧曝气活性污泥法UNOX及配套的VAROX制氧技术。三个系列可以相互独立运行，也可以实行混合运行方式。I、II系列主要处理乙环氧内烷、氯乙烯、聚氯乙烯装置的生产活污水。水中组分以甘油、CaCl2和NaCl为主，有机负荷及含盐量较高。系统建成后经过几年的运行和改造，已经比较成熟，运行稳定，出水基本可以达到排放标准，但也存在某些方面的问题和不足：长期使用磷酸盐补充营养物使得加药管道内沉积物较多经常阻塞管道，另外磷酸盐与进水之中的全属离子生成难溶于水的磷酸盐沉积，长期在曝气池内形成了一层沉积物，阻塞了曝气头，直接影响了曝气效果，造成局部曝气量不足，导致诸多问题出现。本试验在齐鲁供排水厂三个系统中投加普罗SP产品，对系统使用前后水质情况进行了对比。1试验方法1.1使用方法普罗生物活性磷在使用时稀释10~20倍，利用原有的磷酸氢二钠装置经稀释、搅拌混合均匀后，用计量泵投加到pH调节池中，与经过预处理后的水充分混合，再进入生化处理段，提供活性污泥生长所需的磷等营养物质。试验从2003年10月10日开始，投加量从高到低分为五个阶段：第一阶段：3d；第二阶段：3d;第三阶段：4d；第四阶段：10d；第五阶段：10d。1.2使用剂量第一至第五阶段的SP使用剂量如表1所示。表1SP使用剂量时间/d投加量（mg·L-1）日投加量/kg1~31.1139.94~60.7426.67~100.4415.9611~200.3713.321~300.3211.4注：水量以1500m3/h计1.3使用目标①取代磷酸氢二纳作为磷营养添加。②现有基础上，稳定出水污染物指标。③消除目前输药管道中的结垢现象。王卫华，安奎进，曲延平，等：普罗活性磷在齐鲁乙烯污水处理厂的应用与研究④消减污泥总量、降低后续污泥处理费用。⑤减少甚至消除曝气池内无机盐类不溶物沉积，保护曝气设备，保证有效的曝气效率。测试内容和目的的见表2。表2测试内容和目的序号测试项目测试频率考察目的1进出水COD1次/班废水中有机化合物的去除率效果2SV302次/班污泥沉降性能3MLSS1次/班污泥浓度变化4MLVSS1次/班污泥浓度变化5生物相2次/周生化系统中生物种群的演替过程6进出水总P1次/d磷的吸收效果2SP的生产性使用效果2.1SP使用前的处理效果由于在该系统使用SP前一个月，进水水质水量没有受到大的冲击，处理效果基本正常，故采用使用前8月1日至8月31日的数据统计做为统计对照。在这期间，进水ρ（COD）平均值为702mg/L，出水ρ（COD）平均值为128mg/L，COD去除率平均值为81.7%，污泥的质量浓度（MISS）为31181mg/L，MLVSS平均值为51%。2.2SP使用后的处理效果2.2.1COD去除效果在试验30d期间，系统在进入9月以后，受到水质冲击，进水的COD浓度明显升高，出水的水质也逐渐恶化，从有效数据（9月10日~10月9日）来看，进水ρ（COD）平均值为860mg/L，出水ρ（COD）平均值为150mg/L，COD去除效率平均值为90%，见表3和图1、图2。表3SP使用前后生物处理系统COD去除率效果对比进水平均值（mg·L-1）出水平均值（mg·L-1）平均去除率/%使用前702127.681.58使用后86015090.12结果：COD的平均去除率提高了约8％从图1中可以看到,试验期间,生化池进水受到了较大的浓度冲击,从9月10日到10月9日,进水COD的质量浓度一直高于设计值700mgþL,而实际生产中并没有对氮盐及SP的投加量做相应调整,体现在出水指标上表现为COD超标和出水的悬浮物升高等,但此时COD去除率由81.58%提高到90.12%。2.2.2MLSS变化在试验进行前,系统中的污泥的质量浓度为25385~43343mg/L,平均值为31181mg/L,试验期间的污泥的质量浓度为23335~34397mg/L，平均值为28568mg/L,见图3。由图3可见，使用SP以后曝气池中的MLSS有明显的下降趋势，平均值较之使用前下降8.3%,而且变化小,有效减少了剩余污泥的排放量,减少了后续污泥的处理费用。2.2.3MLVSS变化在试验期间，污泥中的有机物所占的比例比试验前的得到了明显提高，在试验进行前的8月份，MLVSS维持在45.9-55.7%,平均值为51%,试验期间INDUSTRIALWATER&WASTEWATER工业用水与废水Vol.35增刊2004-09维持在48.4%~58.8%,平均值为54%,平均提高3%,见图4.2.2.4SV30变化效果在试验期间，污泥的沉降期间，污泥的沉降性能没有明显改善，在试验进行前的8月份，SV30维持在90%~100%，平均值为98.8%，试验期间维持在97%~100%，平均值98.4%,见图5。2.2.5输药管道结垢现象消失投加SP至今，输药管道中的结垢现象消失，改善了曝气池内无机盐类不溶物沉积现象，保护了曝气设备。3、结论及建议3.1试验结论根据以上数据，不难看出，普罗生物活性磷在本系统进行的生产性试验过程中，尽管系统受到了较大的负荷冲击，但试验的结果还是让人满意的，基本达到了试验目的：①生化系统的COD去除率平均值达到了90.12%,最高值达到94.3%，平均比使用前提高了约8%。②曝气池中的污泥浓度有明显的下降，平均值由使用前的31181mg/L降低到28568mg/L,平均降低了8.3%，有效降低了系统的污泥总量。③污泥中的有机物含量提高，无机成分含量降低，MLVSS由试验前的平均51%提高到使用期间的平均54%。④消除了加药管线及设备的结垢及堵塞现象。所以，普罗生物活性磷在本系统中作为磷酸氢二钠的替代产品是完全可靠的、合格的，同时它还具有磷酸氢二钠所不具有的优势。3.2存在问题及建议经过近一个月时间在本系统中的试用，我们对其使用效果已经有了明确的结论，作为磷酸盐的替代产品完全可以使用（基本是系统受到水质冲击的条件下），它最明显的功效休现在降低污泥浓度和提高污泥中的有机物含量方面，由表3和污泥的质量浓度、MLVSS含量变化曲线可以明显看出，污泥的质量浓度由普罗生物活性鳞使用前的平均31000mg/L下降到28000mg/L，而污泥中的有机物的质量分数由平均52.48%提高到使用后的55.79%，在原有基础上提高3%，从而有效降低了污泥中的无机物的质量分数，对后续的污泥处理：包括投加的絮凝剂量、干污泥焚烧能源消耗以及生物的污泥灰分量都会减少，综合效益显而易见，在综合使用成本的降低方面卓有成效。4技术经济分析本处理系统普罗生物活性磷的投加量维持在14.4kg/d即（每天一桶），每吨水的使用成本为0.0165元，每月的使用成本为17772元；如果系统受到水质水量的冲击，可根据进水的主要污染物浓度，对投加的营养物进行微量的调整，以保证系统的正常处理效率和较高的污染物去除效率。而使用本产品后带来的其他方面的效益是可以预见的：例如污泥浓度降低后，系统的污泥总量减少，外排剩余污泥量减少，污泥处理所需的絮凝剂、动力消耗、人工费用均随之降低，按照平均8%的减少量计算，每年的污泥处理费用按照30万元计，则节约的费用为24万元/a。其它例如：少输药管道、加药设备的保养维修费用、降低员工劳动强度等方面的费用则是无法预见的。作者简介：王卫华（1963-），男，山东莱阳人。高工