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环境保护

生活垃圾沥滤液处理工艺

2015-05-07 11:36:09来源:水博网微信浏览:评论:0
  我国的生活垃圾尚未实现分类收集,较多的厨余物导致垃圾含水率较高,因此垃圾在送入焚烧炉前需要在垃圾贮坑中堆酵3~7d以沥出水分、提高热值。堆酵过程中会产生大量垃圾沥滤液,其成分复杂、毒性大,有机污染物极高(COD30000~80000mg/L),还含有高浓度的氨氮(NH4+-N300~1800mg/L),必须进行适当处理,否则会对环境造成严重污染。发达国家一般采用垃圾沥滤液回喷焚烧炉燃烧的方式处理,但是我国垃圾含水率高,沥滤液产量大,因此该种处理方式在国内并不适用。目前我国尚无一种成熟的经济有效的垃圾沥滤液处理工艺,很多垃圾焚烧厂都采取将渗滤液送往城市污水处理厂合并处理的方式,成本高达80~100元/t,且可能会对污水处理厂的稳定运行造成冲击。   前期研究发现,垃圾沥滤液可生化性良好(B/C>0.3),经厌氧生物处理可去除80%以上的COD,而NH4+-N却往往因为有机氮的降解而升高至1000mg/L以上。因此,垃圾沥滤液经厌氧生物处理后必须进行脱氮处理。然而由于垃圾沥滤液水质复杂、有机物和NH4+-N浓度高,因此传统的活性污泥法处理效果不理想。   移动床生物膜反应器(MBBR)是在生物接触氧化法和生物流化床基础上研发的,具有水头损失小、不堵塞、无需污泥回流和反冲洗等优点,除碳和脱氮效果良好。ShengChen等采用厌氧—好氧MBBR工艺处理垃圾填埋场渗滤液,当OLR为4.08kg/(m3-d),好氧MBBR中的HRT>1.25d时,系统对COD和NH4+-N的总去除率分别达到94%和97%以上,且具有很强的抗冲击负荷性能。   膜生物反应器(MBR)将传统的生物处理工艺与膜分离技术结合,通过膜对微生物的截留作用延长了污泥龄,有利于增殖缓慢的硝化菌的生长富集,提高硝化效率。鉴于MBBR和MBR工艺具有上述优势,并考虑到采用前置反硝化工艺可以有效利用厌氧处理出水中剩余的有机碳源,笔者采用缺氧/两级好氧MBBR—MBR组合工艺对垃圾焚烧厂沥滤液厌氧出水进行处理,考察该工艺的运行效能,为垃圾沥滤液处理工艺的选择提供新的依据。   1、材料和方法   1.1实验装置和工艺流程   缺氧/两级好氧MBBR—MBR组合工艺流程如图1所示。MBBR和MBR反应器均为圆柱形,材质为有机玻璃。3个MBBR反应器的有效容积均为2L,高径比3∶1,填料的表观填充比为50%。所用填料为带有支架的空心圆柱体(D10mm×12mm),材质为混有无机活性粒子的聚乙烯塑料(密度0.97~0.99g/cm3)。MBR反应器的有效容积为0.8L,中空纤维超滤膜组件为自制,其中的膜丝购自海南立升净水科技实业有限公司,材质为聚偏氟乙烯(PVDF),膜孔径0.02μm,膜丝的内外径分别为1、1.8mm,总膜面积0.055m2。MBR为间歇出水(抽吸7min,停3min)。缺氧MBBR(AMBBR)配置搅拌器,而一级好氧MBBR(MBBR1)、二级好氧MBBR(MBBR2)、MBR底部均设砂芯曝气头,由气泵曝气供给微生物所需要的溶解氧,曝气量由气体流量计控制。 \   图1组合工艺流程   该组合工艺共设置2条硝化液回流管路,包括MBR出水回流和MBBR2内硝化液回流。   1.2实验用水水质   实验所用垃圾沥滤液取自北京市某垃圾焚烧厂的垃圾贮坑,取回后于4℃保存,1~2个月取一次水样。采用实验室稳定运行的EGSB厌氧反应器对取回的垃圾沥滤液进行处理,以其出水作为处理对象。实验期间,EGSB出水pH为7.9~8.5,碱度为7000~10000mg/L,COD为6000~12000mg/L,NH4+-N、TN分别为1500~1800、1800~2200mg/L,根据运行条件需要进行适当稀释。   1.3工艺运行条件   缺氧/两级好氧MBBR系统和MBR反应器在组合前已各自实现稳定运行,并具有良好的硝化效果。其中,缺氧/两级好氧MBBR系统在进水流量为1.6L/d和回流比为300%的条件下对NH4+-N约为800mg/L的垃圾沥滤液厌氧出水进行处理,NH4+-N去除率>80%,TN去除率为71%左右。MBR在HRT为24h、进水NH4+-N为250mg/L左右的条件下运行,NH4+-N去除率>90%。实验期间,根据缺氧/两级好氧MBBR—MBR组合工艺运行条件的不同,分为“A~E”5个运行阶段,见表1。MBBR2和MBR的回流量均设为200%,即系统总回流比为400%。MBBR1中的DO为3~4mg/L,MBBR2和MBR中的DO为3.5~4.5mg/L。系统在室温条件(22~28℃)下运行。 \   1.4分析项目和方法   NH4+-N采用纳氏试剂光度法测定;NO2--N采用N-(1-萘基)-乙二胺光度法测定;NO3--N采用紫外分光光度法测定;COD采用快速消解法测定;碱度采用电位滴定法测定;pH以Orion3StarpH计(美国Thermo公司)测定;DO以Oxi315i便携式溶解氧测定仪(德国WTW公司)测定;亚硝酸菌和硝酸菌的数量采用最大可能计数法(MPN)测定。

 

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