uasb sbr法处理老龄填埋场垃圾渗滤液secret.doc

UASB+SBR法处理老龄填埋场的垃圾渗滤液摘要 本文从试验性和实用性的角度出发，对深圳市某老龄垃圾填埋场的渗滤液进行厌氧UASB+好氧SBR生物处理试验。UASB+ SBR的生物处理试验是按接种启动、培养驯化和正式运行等步骤进行。在NH4+N浓度为450mg/L以下，在pH为7左右，为37的条件下，厌氧UASB反应器能顺利处理含白糖的人工合成废水，去除率可达81%。在相同条件下，UASB反应器也能顺利处理稀释体积比为26%（CODCr浓度为1220mg/L左右）的渗滤液，但CODCr去除率很低（约为27%）。此时，UASB反应器的出水又经过SBR的处理，CODCr进一步得到降解，去除率约为16%。同时把NH4+N浓度和CODCr浓度调高（分别约为910mg/L和2460mg/L）， 在pH和温度不变的情况下，UASB反应器的微生物受到严重的抑制，SBR反应器也受到了影响，两反应器的CODCr去除率均有不同程度的降低，分别约为10%和13%。试验表明UASB+ SBR不适合作为对老龄垃圾填埋场的渗滤液的最终处理工艺。关键词 老龄填埋场垃圾渗滤液 UASB SBR 生物处理老龄填埋场垃圾渗滤液的成分复杂，含有种类繁多的有机物质和无机物质。大部分有机物属于难降解物质，表现为CODCr浓度高， BOD5/CODCr指标低。无机物质类型也很多， 表现为NH4+N和 CO32-浓度高，碱度大123456。上流式厌氧污泥床（UASB）属新型高效的厌氧反应器，对高浓度的可降解的有机废水具有很高的适应性，去除有机物的效率高，因而被广泛应用在食品工业废水的处理上78。间歇式活性污泥法（SBR）工艺紧凑，运行方式灵活，能实现硝化和反硝化功能，因此被广泛应用于水量少的废水处理上568。考虑到老龄填埋场垃圾渗滤液的性质，以及UASBSBR的工艺特点，本试验先对渗滤液进行预处理，去除部分NH4+N和 CO32-后，再采用厌氧和好氧的组合处理方法处理之。1试验水质试验所用水样取自深圳市某垃圾填埋场，填埋场已经正式运行了5年。渗滤液是在进入调节池集水总盲管的出口上取的，是新鲜的。渗滤液表观颜色为棕黑色，有难闻的臭味和氨味。具体的水质指标如表1所示。表1 某填埋场渗滤液的水质特征CODCrBOD5NH4-NpHSS色度重 金 属AsHgCdCrPbNi6808163032208.1960250000.000050.050.70.010.30.052注：pH无单位，色度单位为倍外，其余的单位为mg/l； 由表1所示，渗滤液的CODCr、BOD5、NH4+N、pH、SS和色度都比较高，而可生化指标BOD5/CODCr仅为0.24，表明此废水的抑制微生物活性，或且是有毒有害物质很多。表1也表明，渗滤液中的重金属浓度比较低，均符合排放标准，As比标准（As=0.05mg/L）的略大，因此不必考虑重金属和As的去除问题。取回的渗滤液经化学沉淀和曝气吹脱后，水质指标如表2所示。表2预处理后混合的渗滤液水质CODCr（mg/l）BOD5（mg/l）NH4-N（mg/l）pH47621480173610.7渗滤液经预处理后，CODCr浓度有所下降，NH4-N的浓度比原水降低的比较大，可生化指标BOD5/ CODCr为0.32，水质有所好转，但COD和NH4-N浓度的绝对值仍很高。2试验装置为便于试验的观察和反应器的加工， UASB和SBR反应器均采用机玻璃制造，他们的有效容积分别为5L和12L。为保持UASB反应的温度恒定，在其外部加上一层保温层。UASB和SBR反应器的示意图分别为图1和图2。3试验过程UASB反应器的颗粒污泥取自啤酒厂废水处理站的厌氧反应器，SBR反应器的活性污泥取自城市污水处理厂的回流污泥。由于啤酒废水和城市污水的性质与垃圾渗滤液的性质有很大区别，因此采用驯化的方式使微生物逐渐适应对渗滤液的处理。整个试验过程分为三个阶段。图1 UASB反应器示意图图2 SBR反应器示意图3.1 UASB反应器的接种启动为了恢复厌氧微生物的活性，启动所用的废水为含白糖的和碳酸氢铵的人工合成废水。主要有关参数如表3所示。表3 UASB反应器的接种启动阶段参数表Q(l/d)CODCr（mg/l）NV (kg/m3·d)NH4-N（mg/l）pH2.38448680.3880.3991481566.97.2注：Q为进水流量，NV为COD污泥负荷率，下同。3.2 UASB微生物培养驯化以及SBR微生物接种驯化为使微生物能够适应实际的渗滤液，本阶段提高了进水CODCr和NH4-N的浓度，并且根据微生物的特点，在培养的后半阶段，改变了CODCr和NH4-N的组成。3.2.1 UASB微生物培养驯化前半阶段所用废水仍为含白糖的和碳酸氢铵的人工合成废水，只不过浓度均增加约了一倍。主要有关参数如表4所示。表4 UASB微生物培养驯化前半阶段参数表Q(l/d)CODCr（mg/l）NV (kg/m3·d)NH4-N（mg/l）pH2.3168617240.7760.7932943087.07.23.2.2 UASB微生物培养驯化后半阶段及SBR微生物接种驯化人工合成废水的组成发生改变，把白糖的和碳酸氢铵溶解到由渗滤液，并用自来水稀释，但CODCr和NH4-N的浓度与UASB微生物培养驯化前半阶段的接近。白糖和渗滤液各提供约一半的CODCr，碳酸氢铵和渗滤液各提供约一半的NH4-N。主要有关参数如表4所示。表4 UASB微生物培养驯化后半阶段参数表Q(l/d)CODCr（mg/l）NV (kg/m3·d)NH4-N（mg/l）pH2.3161816380.7440.7532943147.07.2由于好氧微生物对环境的适应性比较强，所以SBR微生物接种驯化的进水为此阶段的UASB出水。其有关参数如表5所示。表5 SBR微生物接种驯化阶段参数表O2(mg/l)MLSS（mg/l）SV%NV (kg/m3·d)pH5.65.83586370332640.0530.0716.76.83.2.3生物处理的正式运行本阶段的废水全部为渗滤液，采用不同的稀释倍数。亦分为两个半阶段。主要有关参数如表6至表9所示。表6 UASB正式运行前半阶段参数表Q(l/d)CODCr（mg/l）NV (kg/m3·d)NH4-N（mg/l）pH2.3121312530.5580.5764534656.86.9表7 SBR正式运行前半阶段参数表O2(mg/l)MLSS（mg/l）SV%NV (kg/m3·d)pH5.65.93657368424450.1700.1946.66.9表8 UASB正式运行后半阶段参数表Q(l/d)CODCr（mg/l）NV (kg/m3·d)NH4-N（mg/l）pH2.3246424871.1331.6449079156.86.9表9 SBR正式运行前半阶段参数表O2(mg/l)MLSS（mg/l）SV%NV (kg/m3·d)pH5.65.73594368335610.4250.4386.76.94试验结果与分析4.1接种启动阶段结果与分析4.1.1结果试验开始的6天里，pH值降低，废水的去除率不高。试验结果如图3所示。图3 UASB接种启动试验结果图4.1.2 结果分析开始几天里，pH值的降低表明，厌氧酸化微生物很容易适应此水质，酸化反应能较好的进行。厌氧碱性消化微生物在开始阶段的适宜性比较差，但随着时间的推移，也逐渐适应了。COD的去除率逐步上升，直至最后稳定在72左右，表明颗粒污泥的活性得到恢复。4.2驯化阶段结果与分析4.2.1结果试验结果如图4、图5和图6所示。图4 UASB培养驯化前半阶段结果图图5 UASB培养驯化后半阶段结果图图6 SBR接种驯化阶段结果图4.2.2分析如图4，在UASB培养驯化前半阶段，在比较短的时间里，微生物对COD的降解很快达到平稳阶段， COD的去除率最后维持在81%左右。同时表明，所有种类的厌氧微生物都很快的适应了这种环境，NH4-N浓度为450mg/L左右的合成废水，对厌氧微生物没有太大的影响。图5表明，在含有渗滤液的情况下，COD的去除率逐步降低，并趋于稳定。表明含大量难降解有机物的渗滤液也很难被颗粒污泥降解，可能原因是：虽然颗粒污泥含有大量的厌氧微生物，但由于有机物质为难（或不可）生物降解的，因此不能以量取胜。SBR反应器开始阶段的COD和NH4+-N去除率都很高（图6）的原因主要是计算数据的取值。因为SBR的进水来自UASB的出水，因此SBR进水COD和NH4+-N的浓度就是UASB相应项目的出水浓度，又由于SBR反应器里的活性污泥含水率很高，对COD和NH4+-N起到稀释作用，固最终表现出来开始的去除率比稳定时的去除率高。SBR对COD的去除率稳定在28左右也表明，好氧微生物对难（或不可）生物降解有机物质的处理效果也不好。4.3正式运行阶段结果与分析4.3.1结果本阶段的进水全部由渗滤液稀释而成，试验结果如图7、图8、图9和图10所示。图7 UASB正式运行前半阶段结果图图8 SBR正式运行前半阶段结果图图9 UASB正式运行后半阶段结果图图10 SBR正式运行后半阶段结果图4.3.2分析由图7、图8、图9和图10可以看出微生物对渗滤液的COD去除率都比较低。稳定时，在正式运行前半阶段（图7和图8），厌氧和好氧处理对COD总的去除率（用SBR的出水COD浓度除以相应的UASB进水COD浓度）在40左右，略大于进水渗滤液BOD5/ CODCr的比值0.32，表明组合的系统对渗滤液的处理效果有所提高，同时也表明进水NH4+-N浓度为450mg/l时，对微生物没有明显的抑制作用。由图9和图10可以看出，对COD的去除，不管是总的去除率（约21），还是单独的去除率，都明显地比正式运行前半阶段的要低。表明 910mg/lNH4+-N浓度对微生物有比较明显地抑制作用。5结论1) 厌氧处理经过接种和启动阶段、培养和驯化阶段以及正式运行阶段三个阶段的试验，在这三个阶段中，UASB反应器对易（可）生物降解有机物的去除率都很高，但对难生物降解有机物（或可生化性差物质）的去除效果差。在pH值在7.0左右，温度在37左右时，450mg/L以下的NH4+-N对浓度废水的厌氧处理基本没有影响，但在900mg/L左右时，就有很大控制作用。2) 好氧处理试验表明，NH4+-N的浓度对好氧生物有一定的控制作用，但相对于厌氧而言，SBR处理系统微生物抵抗NH4+-N抑制作用的能力要强。3) 对易于生物降解的废水，UASB反应器是高效节能的，但对于难生物降解的有机物的去除能力很差，COD的去除率低。因此，UASB+ SBR生物处理工艺不适于老龄生活垃圾填埋场渗滤液的处理。4) 整个系统对NH4+-N的去除率都很低。在厌氧阶段特别低，NH4+-N的去除率在1%左右。在好氧段，NH4+-N的去除率相对要高一点，在413%之间（不包括稀释作用的影响），主要原因是鼓风曝气的吹脱作用，也包括少量用于合成细胞质所需要的NH4+-N。因此，对高浓度的NH4+-N去除，采用组合厌氧和好氧的UASB+SBR处理工艺，效果很差。参考文献：1 赵由才，宋立杰，张华.实用环境工程手册. 北京：化学工业出版社.2002. 2 杨国清，刘康怀. 固体废物处理工程M. 北京：科学出版社，2000.3 Robinson H D，Maris P J. The Treatment of leachates from Domestic Waste in Landfill SitesJ. Journal of WPCF ，1985，57(1):2532.4 龙燕.深圳下坪生活垃圾卫生填埋场渗滤液处理工艺的探讨J. 有色冶金研究与设计， 1994，15（1）：3137.5 沈耀良，王学华. 新型厌氧处理工艺+好氧法处理垃圾填埋场渗滤液 J. 重庆环境科学，1994，16(5):3638.6 谢可蓉，温旭志，谢璨楷等. SBR法在垃圾渗滤液治理中的研究及应用J. 广东工业大学学报， 2001，18（4）：9093.7 贺延龄. 废水的厌氧生物处理M. 北京：中国轻工业出版社.1998.8 严煦世. 水和废水技术研究M. 北京：中国建筑出版社. 1992.Aged landfill leachate treatment with the way of UASB+SBR systemAbstract According to the principle of testability and practicability, some experiments are conducted to treat the leachate of the Shenzhen landfill site. After the leachate is pretreated, the anaerobic UASB and aerobic SBR reactors are used for biological treatment. The anaerobic UASB + aerobic SBR combined reactor experiences 3 phases: sludge inoculation and initiation, culture and acclimation, and operation. In the condition that the concentration of NH4+N is lower than 450mg/L,pH is about 7,and temperature is 37, the anaerobic UASB reactor can treat artificially synthetical sugar wastewater, and the removal rate is 81%.In the same condition, when the percolation liquor is diluted to 26% and no sugar is now included, the UASB reactor can also remove 27% CODCr concentration. The effluent of UASB enters into the SBR reactor, and is biodegraded further. When the concentration of NH4+N is about 910mg/L and other conditions are not changed, the microorganisms in the UASB and the SBR reactors are inhibited badly, which reduces the removal rate of CODCr. The treatment system should not be performed as the ultimate means of treating leachate from aged landfill site.Keyword Aged landfill leachate UASB SBR Biological treatmentof the enemy's attack. Troops, and troops were scattered, Qian Kangmin, Commander, Deputy Commander Ding Bingcheng and others heroic martyrdom. Turk foreign "resistance" members for the evacuation. Since then, Wujiang County Government District long Zhang Pinquan was killed by the Japanese. CPC jindapeng, Xiao Xin was trying to recommend thinking