膜生物法（MBR）处理垃圾渗滤液的研究

【摘要】： 卫生填埋是目前国内外垃圾处理的主要方法。在垃圾填埋过程中会产生的一种难处理的高浓度有机废水，其特点是水质水量波动大、成份复杂，有毒有害物质含量高。垃圾渗滤液污染的控制和治理已经成为当前环境保护领域内的一项重大研究课题。膜生物反应器(MBR)是近些年才出现的一种新型的污水处理与回用工艺，其在高浓度、难降解有机废水处理方面有着独特的优势。本论文选择厌氧MBR和水解酸化+好氧MBR两种工艺对“非稳定填埋场”和“稳定填埋场”两种类型垃圾渗滤液进行处理试验研究。通过本论文的研究可以全面考察MBR对垃圾渗滤液的处理效果和机理，为其在渗滤液处理中的应用提供有价值的理论依据和经验。 论文主要从MBR对渗滤液污染物的净化特性、污泥微生物特性的变化规律、膜通量衰减规律和恢复措施、处理过程中渗滤液有机物性质的变化规律和污泥的过滤性能等几方面进行了详细的研究，主要研究结果如下： (1)首次采用浸没式厌氧MBR处理垃圾渗滤液，主要从污染物净化特性、膜通量衰减规律和恢复措施、高浓度氨氮对厌氧MBR处理渗滤液的影响等几方面对其进行了系统的研究。对于“非稳定”填埋场渗滤液，厌氧MBR对COD有较好的去除效果，去除率在75％以上(OLR为1.3～5.7kgCOD／m~3d，HRT≥2d)；膜的死端过滤运行方式和厌氧污泥沉淀性能差导致膜通量衰减迅速，清洗频繁，但定期振动、闲置和反冲等措施对膜通量有较好的恢复效果；当氨氮浓度小于3600mg／L时，不会对厌氧MBR处理垃圾渗滤液的正常运行产生明显的不利影响。本研究的结果充实了厌氧MBR废水处理的理论，为其在高浓度难降解有机废水处理中的应用提供理论依据和技术支持。 (2)对于“非稳定”填埋场的垃圾渗滤液，“水解酸化+好氧MBR”工艺对COD有较好的去除效果，去除率在80～88％之间(进水COD为400～7600mg／L，HRT为1～3d)；在HRT为1～3d，容积负荷为0.07～0.50kgNH_3-N／m~3d，回流比为300％的条件下，“水解+好氧MBR” 西安建筑科技大学博士学位论文 ...单乒鱼旦皿皿口甲..... 对渗滤液中的NH4+一的去除率基本保持在创刀么以上，下N去除率在75%以上，说明该系统对. 渗滤液中氨氮有良好的去除效果。 (3)通过对厌氧州旧R和好氧州巴R系统多项污泥微生物特性变化规律的长期研究发现: 在试验过程中，厌氧污泥的最大比产甲烷活性、辅酶凡加和VS别55基本上分别维持在0.41~ 0.47gCoDC砌rgVSSd、0.43一0.55 plnO堆刃55和0.55一0.57之间，未出现明显下降的现象，说 明长期不排泥不会对厌氧微生物的活性造成不利影响:但好氧污泥的VS眺S、脱氢酶活性和 污泥颗粒平均粒径等指标分别由0.76、9.7 p gTTC加gVSS.h和46.39 pm下降到0.64、l.sp 目丁。铂gVss五和27.62 pm，sv、svi、胞外多聚物和粘度等指标分别由33.4%、64.6InIJg、 1 61 .4m留gVSS和1.25Ir田as增加到1创关‘、1801刘口g、295.8m留gvss和2.47代田as，说明长期不 排泥会使好氧污泥的活性明显变差，应该采取定期排泥的措施使其维持在较高的水平。 (4)通过对好氧州巴R硝化特性的研究发现，当容积负荷小于1 .5城哑矿札Im3d时，氨氮 去除率基本上保持在80%以上，该容积负荷是活性污泥法脱氮硝化段或普通生物流化床硝化 段容积负荷的3 .75一巧倍，表明好氧州巴R在氨氮硝化方面具有良好的性能。 (5)经过M[BR处理后，渗滤液的BOD厂OD由0.54下降到0.11，几牙l℃〔由0.0081 增加到0.042，BOD大OD和玩刃双犯之间存在如下的线性关系:BOD式OI卜一11 .93几刃代犯+ 0-61(R产司.98)，可以根据水样中玩刃代℃的大小方便地判断水样可生物降解性的好坏;垃圾渗 滤液和M巴R出水中有机物分子量分布较为相似，即分子量小于3以刃E场的有机物在总有机物 中所占的比例最大，但随着处理程度的增加，该比例有所下降。 (6)首次从微生物种类的角度对姗R污泥的过滤性能进行了系统的研究，试验发现:MBR 污泥中细小的胶体和大分子粘性有机物是造成膜污染的优势污染物;厌氧污泥、好氧污泥和硝 化污泥比阻都在1014一1016IT八g之间，压缩系数基本上大于0.75，说明州旧R污泥具有难以过 滤且易压缩的特性;三种污泥比阻的大小顺序是:好氧污泥硝化污泥厌氧污泥:三种污泥 过滤沉积层孔隙率的大小顺序与比阻的顺序相反。