垃圾滲瀝液離位MBR硝化-填埋層原位反硝化工藝研究.pdf

1、垃圾滲瀝液具有污染物濃度高，其中COD、BOD可達(dá)數(shù)千至幾萬mg/L，NH4+-N可達(dá)數(shù)千mg/L，難生物降解，流量及水質(zhì)易變等特點(diǎn)，是一種很難處理的廢水。其環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重，國家制定的排放標(biāo)準(zhǔn)也相應(yīng)的不斷嚴(yán)格。傳統(tǒng)處理工藝很難達(dá)到理想的處理效果。因此實(shí)現(xiàn)垃圾滲瀝液的同時脫氮除碳，是滲瀝液處理過程中的難題。本課題的研究目的是尋找一種高效穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)合理的垃圾滲瀝液處理技術(shù)，同時為指導(dǎo)改進(jìn)現(xiàn)有垃圾滲瀝液的處理工藝和提高處理效率提供理論依

2、據(jù)和技術(shù)支持。 本研究中，選擇缺氧/好氧-膜生物反應(yīng)器(A/O-MBR)離位硝化處理工藝，實(shí)現(xiàn)垃圾滲瀝液污水中NH4+-N的氧化-硝化過程；用反滲透(RO)工藝分離凈化MBR出水，反滲透出水回收利用或直接排放，濃水回灌至垃圾填埋層，利用垃圾填埋層中的厭氧環(huán)境和碳源豐富的條件，進(jìn)行高濃度NOx--N廢水的反硝化，從而實(shí)現(xiàn)滲瀝液COD和TN同時脫除和滲瀝液減容減污減排。本論文首先采用人工模擬廢水的方法研究A/O-MBR去除COD和N

3、H4+-N硝化的運(yùn)行條件和工藝控制參數(shù)，然后研究反滲透RO膜濃縮硝化液在垃圾填埋層中的反硝化過程和規(guī)律，并進(jìn)行了實(shí)際垃圾滲瀝液離位MBR硝化/RO濃縮-原位填埋層反硝化處理工藝的研究，得出主要結(jié)論如下： 強(qiáng)制回流A/O-MBR反應(yīng)器，在進(jìn)水COD濃度為4000mg/L，NH4+-N濃度200mg/L，回流比為200％的條件下，系統(tǒng)對TN和COD的脫除率分別為87％和94％。其中84-98％的COD脫除是通過微生物降解，2-12％

4、是通過膜的截留作用。A/O-MBR系統(tǒng)中，TN的脫除是硝化/反硝化與微生物同化作用的共同結(jié)果。批實(shí)驗(yàn)過程證實(shí)在滲瀝液中缺乏可供生物利用碳源的情況下，細(xì)胞內(nèi)聚合物(如：PHB)可能是反硝化過程的電子供體；并且，硝化/反硝化的氮脫除效率隨著A/O-MBR反應(yīng)器內(nèi)的微生物的馴化、適應(yīng)和種群數(shù)量及濃度的升高而升高，TN的去除效率由26.8％提高到90.0％。 在自循環(huán)回流條件下，A/O-MBR系統(tǒng)對COD也表現(xiàn)出良好的脫除能力，COD平

5、均脫除率為94.6％，進(jìn)水COD/N比值降低至5.3，不影響COD、NH4+-N的脫除效果，但影響反硝化的效果。進(jìn)水COD/N比值大于9.3時，碳源充足，反硝化效果良好；繼續(xù)提高進(jìn)水的NH4+-N濃度，降低COD/N比值，硝化速率增大、反硝化碳源不足，TN的脫除效率下降。TN的脫除路徑為好氧硝化/缺氧反硝化與好氧區(qū)SND共同作用的結(jié)果，其中，好氧硝化/缺氧反硝化起主要的作用。 高濃度NOx--N溶液回灌到垃圾填埋層的實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)

6、進(jìn)水中的NO2--N和NO3--N濃度均為4000mg/L時，加入到垃圾填埋層系統(tǒng)中的NOx--N在48h內(nèi)絕大多數(shù)被反硝化，出水中的NOx--N最高濃度約為200mg/L，NOx--N的平均脫除率高于98％，垃圾填埋層具有良好的脫氮性能。NOx--N脫除速率與NOx--N濃度關(guān)系符合Monod方程，NOx--N底物半飽和常數(shù)分別為1250.5mgNO3--N/L和125.5mgNO2--N/L；比脫除速率分別為1.625mgNO3--

7、N/(gdrywasted)和1.125mgNO2--N/(gdrywasted)，填埋層系統(tǒng)中的半飽和常數(shù)高于廢水處理系統(tǒng)中的半飽和常數(shù)，而比脫除速率低于廢水處理系統(tǒng)。 應(yīng)用垃圾滲瀝液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，A/O-MBR適用于垃圾滲瀝液的生物脫碳硝化處理，滲瀝液COD平均脫除效率為80％左右，NH4+-N平均脫除效率為88.0％。初始階段硝化產(chǎn)物出現(xiàn)NO2--N累積現(xiàn)象，穩(wěn)定階段硝化產(chǎn)物以NO3--N為主，TN平均脫除率為53.