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老龄期垃圾渗滤液的陈垃圾生物反应器脱氮调控研究

李晶晶  
【摘要】:城市垃圾采用填埋处理是目前广泛使用的方法。填埋产生的二次污染物——垃圾渗滤液是一种高浓度、难处理的有机废水,它的水质和水量随着填埋时间的延长而改变:填埋时间越长,其氨氮浓度越高,有机物浓度则逐渐下降,老龄期的垃圾渗滤液碳氮比严重失调,处理困难。国家新颁布的《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)对垃圾渗滤液的排放水质提出了严格的排放标准,这为老龄期垃圾渗滤液处理尤其是脱氮处理提出了挑战。 采用陈垃圾反应器处理垃圾渗滤液是利用反应器中填料的拦截吸附以及填料上附着的不同微生物对渗滤液进行处理,使得渗滤液得到净化,是一种经济环保的处理技术。对于老龄期垃圾渗滤液,由于高浓度的氨氮造成渗滤液中的C/N比失调,生物脱氮难以进行,如何提高总氮的去除率是该技术亟待解决的问题。本文采用上海老港垃圾填埋场填埋十年以上的陈垃圾为填料构建陈垃圾生物反应器,在实验室条件下模拟填埋场环境条件,在较低温度15℃和中温30℃两个环境温度条件下,通过改变负荷、调节回流、添加碳源等方法,分析反应器出水水质变化,探讨污染物去除效果,结合出水水质变化对工况进行调整,优化脱氮效果,并得到低温下提高反应器脱氮的策略。本文的主要研究结论如下: (1)在15℃低温条件下,水力负荷从8.5L/(m3·d)提高到17L/(m3·d),氨氮与BOD的去除率基本不受影响,COD去除率下降,总氮的平均去除率从36.7%上升为64.2%。在低温下可以通过提高负荷来提高反应器的脱氮效率。 (2)在15℃低温条件下,水力负荷从17L/(m3·d)提高到34L/(m3·d),保持100%回流比不变, BOD去除率不受影响,氨氮去除率波动一段时间后恢复,总氮去除率从39.1%提高到52.5%,;提高回流比到200%,水力负荷为51L/(m3·d)时,BOD去除率不变,氨氮与COD的去除率降低,总氮的去除率可从52.5%提高到66.5%。表明在低温下回流可以作为有效的提高反应器脱氮效率的方法。 (3)在15℃,水力负荷为17L/(m3·d)的条件下,外加碳源会在短期内降低出水COD和BOD的去除率,但总氮的去除率可从55.8%升高到83.7%。当碳源耗尽,BOD、COD和总氮的去除率又恢复到添加碳源前的水平。 (4)在30℃中温条件下,将水力负荷从17L/(m3·d)提高到34L/(m3·d),氨氮、BOD和COD的去除率降低,总氮的去除率从70.1%升高到73.1%。当水力负荷提高到68L/(m3-d),回流比为100%时,总氮的去除率可稳定在70%;当回流比调整为200%时,水力负荷为102L/(m3·d)时,总氮的去除率下降到42.0%。本实验在水力负荷为68L/(m3-d)、回流比100%的条件下取得了较高的脱氮效率。 (5)在负荷为17L/(m3-d)的条件下,温度对氨氮的去除率影响不大,温度升高前后,其平均去除率都在99%以上。但当温度升高,总氮的去除率随着温度的升高从64.7%提高到70.1%,COD的去除率从75.4%提高到81.5%。 (6)在回流比为200%,负荷为51L/(m3-d)的条件下,提高温度前后氨氮的去除率都保持在98%左右,BOD在升温前后都保持在96%以上, COD去除率基本不变,总氮去除率没在提高温度前后没有显著差异。由此可见,在回流比为200%,负荷为51L/(m3·d)的条件下,提高温度并不能提高总氮的去除率,因此对于低温条件下的老龄渗滤液脱氮可以采取增加负荷、适当增加回流以及添加外碳源的方式,来提高总氮的去除率。 综上所述,15℃温度下对于陈垃圾生物反应可采取适度增加负荷,提高回流和外加碳源等措施来提高脱氮效率。30℃温度下反应器可以在较高的负荷下运行,适当的回流也可以提高脱氮效果,但是碳源的缺乏,过高的负荷和回流比会削弱脱氮效果。


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