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A2O与混凝沉淀法处理垃圾渗滤液研究

06-22

  赵宗升1,刘鸿亮2,袁光钰1,李炳伟2 (1.清华大学环境科学与工程系,北京100084;2.中国环境科学研究院,北京100012) 摘要:采用厌氧—缺氧—好氧—混凝沉淀工艺处理垃圾填埋场渗滤液。当进水COD为2 000 mg/L左右时,好氧出水COD可降至900 mg/L,混凝沉淀出水COD可降至80 mg/L;当进水氨氮 ...

  (1.清华大学环境科学与工程系,真人app。北京100084;2.中国环境科学研究院,北京100012)

  摘要:采用厌氧—缺氧—好氧—混凝沉淀工艺处理垃圾填埋场渗滤液。当进水COD为2 000 mg/L左右时,好氧出水COD可降至900 mg/L,混凝沉淀出水COD可降至80 mg/L;当进水氨氮浓度为1 300 mg/L左右时,好氧出水氨氮<10 mg/L。生物处理系统对总氮的去除率较低,仅为20%~30%,因而提高总氮的去除率应是今后研究的方向之一。

  垃圾填埋场渗滤液的场内单独处理是控制渗滤液污染的重要环节[1]。由于渗滤液的污染成分十分复杂,有机物和氨氮浓度都很高,简单的生物处理很难达到较好的去除效果,因而采用生物与物化处理相结合的处理流程应为首选,而物化处理尤以较为经济的混凝沉淀更适用。为此,进行了厌氧—缺氧—好氧生物处理+混凝沉淀处理流程的可行性研究。其中,厌氧处理是为去除BOD和提高渗滤液的可生化性而设计的,缺氧—好氧处理是为生物脱氮而设计的,混凝沉淀是为去除难生物降解的有机物而设计的。

  处理工艺的厌氧段为内循环式厌氧流化床,容积为40 L,内装2 L煤质活性炭;缺氧池容积为15 L,曝气池容积为40 L,沉淀池是直径为200 mm的竖流式沉淀池。混凝沉淀采用间歇杯皿试验。

  主要进、出水指标的变化曲线日)进水的污染物浓度较低,BOD、氨氮去除率均较高,COD也达到了比较好的处理效果。第二阶段(9月17日—9月28日)的污染负荷增加,平均进水氨氮浓度从前一阶段的481 mg/L增加到1 262 mg/L,但进水流量从36 L/d调至31 L/d。氨氮浓度虽有较大幅度的增加,氨氮负荷也从0.2kg/(m

  ·d),但COD、氨氮、总氮去除率均有所上升。这一阶段曝气池污泥沉降比上升,说明负荷较高,但二沉池未发生污泥上浮。在第三阶段(9月29日—11月11日)降低了进水负荷,将进水流量从30 L/d下调为20 L/d,此时除污泥沉降性能得以改善外,对污染物的去除效果不但没有改善,反而有所下降。其原因是系统内碱度消耗殆尽,曝气池混合液的pH值下降,最低降至4.95,平均pH值为5.68。较低的pH值使硝化反应不能进行到底,反硝化速率下降,好氧出水的氨氮上升,总氮去除率下降,所以必须对曝气池的pH值进行控制。第四阶段(11月12日—12月16日)采用向曝气池投加碱液的方法控制pH值,这一阶段的平均pH值为7.74,硝化反应进行得较为彻底,好氧出水平均氨氮浓度为9.8 mg/L,总氮去除率提高到23%。各阶段测定指标的平均值分别见表3~6。

  参数 进水 厌氧出水 缺氧出水 好氧出水 总去除率(%) COD(mg/L) 1980 1643 1071 896 54 COD负荷[kg/(m3·d)] 0.87 0.60 BOD(mg/L) 258 177 15 15 94 BOD负荷[kg/(m3·d)] 0.06 氨氮(mg/L) 1321 1290 49 9.8 99 氨氮负荷[kg/(m3·d)] 0.47 总氮(mg/L) 1680 1628 1475 1287 23 NO3-N(mg/L) 606 751 NO2-N(mg/L) 99 139 SS(mg/L) 409 381 845 pH值 8.47 8.41 7.79 7.74 碱度(mg/L) 8048 7951 997 1087 86 注:生物系统中进水流量为20 L/d,污泥沉降比为33%,污泥浓度为3 144 mg/L,污泥指数为105,ΔCOD/ΔTN=2.2。通过上述试验可以得出:①高浓度氨氮渗滤液的处理,必须合理控制曝气池的pH值,否则硝化反应会将碱度消耗殆尽、使pH值下降到5左右,从而使硝化反应和反硝化反应的生物化学过程受到抑制。向曝气池中投加碱液是控制其pH值的直接方法,但在经济上是不足取的。②应进一步研究合理控制反应速度问题——提高反硝化速度,而将硝化反应速度控制在较低的水平,使反硝化反应产生的碱度抵消一部分硝化反应对碱度的消耗。③影响硝化反应速度的主要因素是溶解氧浓度,故如何将溶解氧浓度控制在恰当的水平,使硝化和反硝化速度相适应是进一步研究的方向。这样不仅可以使硝化反应进行得彻底,而且可以最大限度地提高反硝化脱氮效率。④应研究应用高浓度氨氮废水的高效生物脱氮途径,如厌氧氨氧化和好氧反硝化技术等[2]。2.2混凝

  渗滤液经生物处理后,出水中的BOD、氨氮等污染物可以达到我国的有关排放标准,但出水的COD浓度还比较高,必须进行进一步的处理。为此,对生物处理出水进行了混凝沉淀处理。

  ①pH值对混凝效果的影响投加含Al2(SO4)3浓度为16 g/L的溶液1 mL,于不同pH值条件下的混凝试验结果见表7。

  ①试验流程对渗滤液COD的处理效果较好,可将COD从1 980 mg/L降至80 mg/L以下,总去除率可达96%。其中生物处理部分可将COD降低到800 mg/L左右,其去除率为54%。②该流程对高浓度的氨氮也可取得较好的处理效果,可将氨氮浓度从1 321 mg/L降至10 mg/L以下,其去除率达99%。③该流程的总氮去除率仅为20%~30%,因而脱氮效率有待提高。

  ⑤生物处理后的混凝处理宜采用聚铁为混凝剂,其混凝的最佳pH=5,投加量以1 L水投加6 mL聚铁为宜。

  [1]赵宗升,刘鸿亮,李炳伟,等.垃圾填埋场渗滤液污染的控制技术[J].中国给水排水,2000,16(6):20-23.[2]赵宗升,刘鸿亮,李炳伟,等.高浓度氨氮废水高效生物脱氮途径[J].中国给水排水,2001,17(5):24-28.

  作者简介:赵宗升(1959-),男,北京顺义人,副研究员,博士,研究方向为水污染控制。