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垃圾渗滤液SND生物脱氮的工程实践

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来源: 作者: 2018-10-28 22:01:00

垃圾渗滤液SND生物脱氮的工程实践

摘要:介绍了同时硝化/反硝化(SND)生物脱氮技术在江苏省吴江市垃圾卫生填埋场渗滤液处理中的实验和应用情况。研究结果表明:同时好氧硝化/反硝化技术可以实现硝化耗碱和反硝化产碱互补,使得反应pH控制变得简单经济;在第一曝气池中的溶解氧浓度在1~2mg/L、第二曝气池中溶解氧浓度维持在3~4mg/L时,出水氨氮浓度可以保持在<5mg/L的水平,去除率达99%。

关键词:垃圾渗滤液;好氧;硝化;反硝化

1引言

据调查,目前我国已经有垃圾填埋场几百座,但垃圾渗滤液都未能有效处理和实现达标排放,在不同程度上存在处理系统不完善或处理方法缺乏可靠技术保证。造成这种情况的主要原因有对垃圾渗滤液的水质认识不足,仅将该类废水于归为高浓度有机废水,对垃圾渗滤液很高的NH3-N含量(常高达1000mg/L),很低的有机物和NH3-N含量(比值C/N=2~4)等问题,未引起足够重视。反映在渗滤液处理技术上多为一般技术的简单串联应用,目的也主要是针对有机物。虽然处理费用高昂,但最终对较高浓度的NH3-N处理不当,处理出水NH2-N难以达到国家垃圾渗滤液水质排放标准,对于某些环境敏感地区更高的排放要求(如江苏省苏州地区要求达到一级排放,NH3-N<15mg/L)则更难。

国内外用于这类高氨氮高有机废水的处理技术主要有两类:一类是传统的缺氧/好氧工艺(A/O);另一类是在曝气池内加填料,造成生物膜内外不同的缺氧和好氧两种微环境,实现同时硝化/反硝化(SND)。

好氧反硝化近来可见一些文献报道,其原理尚不完全清楚。工艺上实现单纯完全好氧状态下的SND,可应用于普通曝气池而无需添加填料。由于硝化耗碱和反硝化产碱互补,使得反应pH控制变得简单而经济;而曝气段存在异氧的反硝化菌,可以承受更高有机负荷和获得更高的CODcr去除率,因而脱氮工艺可以变得简单,脱氮效率更高。

好氧硝化/反硝化在实际工程实践中的应用尚未见报道。该项目在前期好氧硝化/反硝化实验研究的基础上,在江苏省吴江市垃圾渗滤液处理的工程实践中现实了好氧硝化/反硝化(SND)生物脱氮。

2实验部分

2.1垃圾渗滤液的水质水量

垃圾渗滤液的水质水量如表1所示。

表1垃圾渗滤液的水质水量情况

2.2实验装置

该实验时间为2003年9月5日~12月20日;实验地点及装置为吴江市垃圾卫生填埋场渗滤液生物处理装置,工艺流程见图1。

图1吴江市垃圾卫生填埋场渗滤液生物原处理装置工艺流程

原设计的生物处理流程为A2/O+接触氧化流程,为1个厌氧池、1个兼氧池和1个推流式曝气池之后串联1个接触氧化池。在该实验过程中,仅运行生物处理部分,将兼氧池作为第1曝气池(1~2mg/L DO),推流式曝气池作为第2曝气池(3~4mg/L DO)。

2.3污泥的培训与驯化

污泥的培养与驯化在第1曝气池和第2曝气池进行,保持池中液位低于第2曝气池溢流堰。在合适的碳氮磷比例下,加入一定量的渗滤液,利用河水进行适当稀释,控制池中CODcr在1000mg/L左右,添加脱水污泥并持续曝气,待CODcr降到300~400mg/L时,停曝沉降,排部分上清液,再补充垃圾渗滤液、营养物质使CODcr重新回到8000~1000mg/L的浓度,再曝气,如此重复以增加污泥的数量和增强污泥活性。

经过大约2周的驯化后,SVI为15%,MISS为6.2~6.3g/L,污泥呈棕色絮状,活性较好。垃圾渗滤液的CODcr在1d内可以由稀释后的1000mg/L降到350mg/L,氨氮降至未检出,出水中NO2-N和NO3-N的浓度均维持较为恒定的数值,说明活性污泥在有较高的CODcr去除率的同时已经具有好氧硝化/反硝化作用,可以认为污泥驯化完成。

2.4逐步提高入水负荷至满负荷运转

连续进水,但流量应逐步提高至满负荷。其间通过添加磷盐来维持废水的营养成分的比例,同时通过补充葡糖来恢复接触氧化池中微生物的活性。此过程分3个阶段进行。

第1阶段渗滤液的流量基本控制在0.4~0.6m3/h。在此阶段中,渗滤液CODcr的去除情况见图2。渗滤液进水的CODcr基本保持在2500mg/L左右,二沉池出口的CODcr基本上维持在500mg/L左右。16d的稳定运行表明:微生物已经可以稳定去除渗滤液中的CODcr。在运行过程中,发现二沉池出水CODcr超过500mg/L后,在运行156h后开动了电解装置,运行结果表明,电解对CODcr的去除量很少,对降低二沉池出水CODcr没有明显效果。

图2流量为0.4~0.6m3/h时的CODcr去除情况

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