垃圾滲濾液是在垃圾衛(wèi)生填埋過程中產(chǎn)生的組成復(fù)雜的高濃度有機(jī)廢水，是由垃圾分解后產(chǎn)生的內(nèi)源水與外來水分(包括大氣降水、地表水等)混合而成。不僅含有大量的有機(jī)污染物，還含有高濃度的氨氮和重金屬等有害成分。有研究結(jié)果表明，在垃圾滲濾液中檢出有機(jī)污染物77種，由此可見垃圾滲濾液組成的復(fù)雜性。

另外，同一垃圾填埋場所產(chǎn)生的滲濾液的性質(zhì)會(huì)隨著填埋場的使用時(shí)間而變化，即滲濾液的BOD5、CODCr、BOD5/CODCr等指標(biāo)會(huì)隨著時(shí)間的延長而逐漸降低。相對于新的填埋場，成熟填埋場滲濾液的BOD5、CODCr和BOD5/CODCr較低，而氨氮濃度較高，處理難度相對較大。

根據(jù)估算，我國2000年垃圾滲濾液排放量超過2500萬m3，其處理技術(shù)主要采用生化法和物化法。由于垃圾滲濾液中含有高濃度的有機(jī)物，多數(shù)采用生化法處理此類廢水，取得了一定的成效。但是，該廢水中普遍存在的高濃度氨氮制約了生化法對其的處理應(yīng)用和效果。有研究結(jié)果表明，垃圾滲濾液中高濃度的氨氮對微生物活性有抑制作用，會(huì)降低生化系統(tǒng)對有機(jī)污染物的降解效率，從而導(dǎo)致處理出水難于達(dá)到要求。

本文研究采用吹脫—水解酸化—SBR工藝處理垃圾滲濾液，其中采用空氣吹脫技術(shù)作為預(yù)處理，初步降低廢水中氨氮的濃度。生物水解酸化處理在降低有機(jī)污染物濃度的同時(shí)可以提高廢水的可生化性，這對于采用生化法處理BOD/COD較低的成熟填埋場滲濾液具有促進(jìn)作用。

該方法融合了A/O工藝等高負(fù)荷活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，對有機(jī)污染物去除效果好，特別是通過對反應(yīng)器的運(yùn)行時(shí)段和次序的控制，可達(dá)到良好的脫氮效果。

1　試驗(yàn)內(nèi)容

1.1　廢水來源及水質(zhì)特征

試驗(yàn)所用垃圾滲濾液取自香港某垃圾填埋場，該場使用時(shí)間已超過10年，屬成熟填埋場。因此，與新填埋場相比較，其滲濾液中有機(jī)物濃度相對較低，CODCr為4000—4500mg/L，但氨氮濃度高達(dá)1400mg/L左右，pH值718—910，水色呈黃褐色。

1.2　工藝流程

試驗(yàn)采用吹脫—水解酸化—SBR工藝，見圖1。



1.3　試驗(yàn)方法

吹脫預(yù)處理采用鼓風(fēng)曝氣方式吹脫廢水中的氨氮，以降低氨氮濃度，剩余氨氮和水中的有機(jī)物在后續(xù)生化系統(tǒng)中進(jìn)行降解。通過改變pH值、反應(yīng)時(shí)間等條件，研究空氣吹脫法去除氨氮的最佳反應(yīng)條件。

生化系統(tǒng)采用水解酸化—SBR工藝。廢水經(jīng)過吹脫處理后進(jìn)入水解酸化池，池內(nèi)懸掛塑料組合填料，在反應(yīng)器啟動(dòng)階段加入取自污水處理廠的污泥和經(jīng)過專門培育的高效降解菌，逐步增加廢水進(jìn)入量，運(yùn)行20d后CODCr去除率逐漸提高直至穩(wěn)定，反應(yīng)器啟動(dòng)完成。改變有機(jī)負(fù)荷等條件，研究水解酸化反應(yīng)器的最佳運(yùn)行參數(shù)及其處理效果。SBR反應(yīng)器有效容積為210L，投入污水處理廠污泥后用試驗(yàn)廢水馴化二周。SBR反應(yīng)器在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的污泥，部分可回流到水解酸化池中，一方面可以增加水解酸化池的生物量，提高其處理效率，另一方面可以起到消化污泥、減小污泥體積的作用。

主要水質(zhì)指標(biāo)的測定:COD為標(biāo)準(zhǔn)重鉻酸鉀法，pH值采用玻璃電極法，氨氮為蒸餾—酸滴定法和納氏試劑分光光度法。

2　試驗(yàn)結(jié)果及討論

2.1　吹脫預(yù)處理的處理效果

試驗(yàn)廢水的pH值一般為718—910，為了將其中的氨氮充分轉(zhuǎn)化為游離氨，提高吹脫除氨的效果，用石灰水調(diào)節(jié)廢水的pH值至915左右。雖然pH值越高越有利于滲濾液中的氨氮充分轉(zhuǎn)化為游離氨，但是過高的pH值不僅要求在調(diào)節(jié)時(shí)投入大量石灰，而且在吹脫處理后，還要將過高的堿性用酸調(diào)節(jié)到接近中性，才能進(jìn)入后續(xù)生化處理系統(tǒng)，這一系列的操作無疑會(huì)增加運(yùn)行成本和運(yùn)行操作的難度。綜合考慮，選擇915作為吹脫除氨時(shí)的pH值為最佳。改變吹脫時(shí)間，取樣測定不同吹脫時(shí)間出水的氨氮、CODCr、pH值，見表1。



由表1可知，隨著吹脫時(shí)間的延長，氨氮去除率不斷提高，吹脫時(shí)間超過12h，氨氮去除率在6211%以上，氨氮濃度由1400mg/L降至53016mg/L以下。吹脫過程對有機(jī)物去除效果不明顯，CODCr值在吹脫前后變化不大。測量吹脫處理出水的pH值發(fā)現(xiàn)，隨著吹脫時(shí)間的延長，出水中氨氮濃度不斷下降，與此同時(shí)出水的pH值也隨之降低，由吹脫前的9150下降到吹脫16h后的8170，這對后續(xù)生化系統(tǒng)的正常運(yùn)行十分有利。

2.2　水解酸化反應(yīng)器的運(yùn)行條件及處理效果

以pH為915、吹脫時(shí)間為16h的預(yù)處理?xiàng)l件吹脫處理滲濾液，其處理出水作為水解酸化反應(yīng)器的進(jìn)水，改變運(yùn)行條件，研究其處理效果。

2.2.1　停留時(shí)間變化對處理效果的影響

在其它條件不變的情況下，改變廢水在水解酸化反應(yīng)器的停留時(shí)間，測定出水的CODCr值，得出停留時(shí)間對CODCr去除率的影響，見圖2。



從圖2可知，水解酸化池的CODCr去除率隨停留時(shí)間的延長而增加。當(dāng)停留時(shí)間大于10h時(shí)，CODCr去除率超過50%。但從圖2曲線的變化趨勢看，停留時(shí)間大于8h時(shí)，曲線變化趨于平緩，表明在這段曲線中隨著停留時(shí)間的延長，CODCr去除率的增加趨勢放緩。綜合考慮，水解酸化池的廢水停留時(shí)間取10h為宜，這樣既可保證較高的CODCr去除率，降低后續(xù)處理的負(fù)荷，在實(shí)際應(yīng)用中又可以避免由于停留時(shí)間過長而導(dǎo)致基建投資過大的問題。

2.2.2　水解酸化反應(yīng)對水質(zhì)變化的影響

廢水經(jīng)水解酸化處理后各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)的變化情況見表2。



從表2可知，經(jīng)過水解酸化處理，不僅降低了廢水的有機(jī)負(fù)荷，避免后續(xù)處理階段由于有機(jī)負(fù)荷過高而出現(xiàn)污泥膨脹等不良現(xiàn)象，而且BOD5/CODCr值由0131提高到0142，使廢水的可生化性得到了改善，有利于廢水中有機(jī)污染物的進(jìn)一步生化降解。

2.3　SBR法的運(yùn)行條件及處理效果

2.3.1　好氧段運(yùn)行時(shí)間對處理效果的影響

改變曝氣時(shí)間，在沉淀期為2h，保持其它條件不變的情況下進(jìn)行試驗(yàn)，研究曝氣時(shí)間變化對處理效果的影響，見圖3。



由圖3可知，CODCr和氨氮去除率隨曝氣時(shí)間的延長而增加，但曝氣時(shí)間大于20h時(shí)CODCr去除率增加不明顯，氨氮去除率的變化曲線則在曝氣時(shí)間為12h時(shí)開始變緩，繼續(xù)延長曝氣時(shí)間對氨硝化作用的效果不大，這可能是硝化作用的產(chǎn)物積累過多而造成的。因此，選擇20h為SBR法的最佳曝氣時(shí)間。同時(shí)為了消除NO3-—N的積累對硝化作用造成的影響，將好氧段分為二段，在二段之間設(shè)置缺氧段進(jìn)行反硝化處理，以提高氨氮的去除效果。

2.3.2　不同工況的設(shè)置對處理效果的影響

將SBR處理的曝氣期分為二段，并設(shè)置缺氧反硝化期，研究缺氧期的設(shè)置對處理效果的影響。2個(gè)工況的運(yùn)行時(shí)間安排見表3。保持其它條件不變，測定采用2個(gè)不同工況運(yùn)行的SBR法處理廢水的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)，見表4。
工況1與工況2的主要區(qū)別是后者將好氧曝氣期分為二段，并在二段之間設(shè)置缺氧反硝化期。從表4可知，加設(shè)缺氧反硝化處理可明顯提高SBR法對氨氮的去除率，去除率可由7514%提高到9211%，同時(shí)有機(jī)物的降解效果也有所改善，CODCr去除率可從8517%提高到9119%。具體參見http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。





3　結(jié)論

1)　垃圾滲濾液中含有高濃度的氨氮，采用吹脫法作為預(yù)處理方法，在pH915、吹脫時(shí)間為12h的條件下，可有效去除60%以上的氨氮。經(jīng)吹脫預(yù)處理后，垃圾滲濾液中氨氮濃度和pH等條件可基本符合后續(xù)生化處理的要求。

2)　后續(xù)生化處理采用水解酸化—SBR工藝。其中，水解酸化階段的CODCr去除率隨廢水停留時(shí)間的延長而增加，當(dāng)停留時(shí)間大于10h時(shí)，CODCr去除率超過50%。另外，水解酸化處理在降低CODCr值的同時(shí)還可以提高廢水的可生化性。

3)　SBR法運(yùn)行過程的工況設(shè)置對污染物的去除效果，特別是氨氮的去除效果有較大影響。將SBR法的曝氣期分為2個(gè)階段，并在2個(gè)曝氣階段之間設(shè)置缺氧反硝化期，可提高CODCr和氨氮的去除率。