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短程硝化-厭氧氨氧化組合工藝深度處理垃圾滲濾液
更新時間:2016-05-31 來源:《環境科學研究》 作者:吳莉娜,徐瑩瑩,史梟,楊天學,彭永臻,張杰

摘要:為解決垃圾滲濾液中高濃度污染 物對微生物的毒性抑制、生物處理出水有機物或氮不達標及投加碳源成本高的問題,采用UASB(上流式厭氧污泥床)-A/O(缺氧/好氧)反應器 -ANAMMOXR(厭氧氨氧化反應器)工藝,通過短程硝化-ANAMMOX(厭氧氨氧化)深度處理實際垃圾滲濾液與生活污水混和液(體積比為 1∶10),其ρ(CODCr)、ρ(NH4+-N)和ρ(TN)分別為(750±30)(290±10)和(300±10)mg/L,試驗共進行90 d.結果表明:CODCr、NH4+-N和TN的去除率分別為88%±1%、95%±1%和91%±1%,最終出水質量濃度分別為(67±5) (15±2)和(35±5)mg/L,滿足GB 16889—2008《生活垃圾填埋場污染控制標準》的排放要求.A/O反應器中的ρ(FA)(FA為游離氨)在0.21~1.38 mg/L之間,可抑制NOB(硝酸細菌),使AOB(氨氧化細菌)成為優勢菌種,從而實現并維持NO_2~--N積累率(70%~96%)較高的短程硝 化,繼而在ANAMMOXR中通過ANAMMOX去除殘余NH4+-N和NO_2~--N,實現系統對氮的深度去除。

垃圾滲濾液含高濃度有機物、NH4 + -N 等,是一類對環境危害嚴重的特種污水. 垃圾滲濾液中的有機物濃度雖高,但大部分是易降解的揮發性脂肪酸,通常通過厭氧工藝大部分可以被去除[1-3]; 而過高的ρ( NH4 + -N) 則會抑制微生物的正常生長和生化處理的效果[4]. GB 16889—2008《生活垃圾填埋場污染控制標準》中增加了對 TN 的排放要求[5],這無疑給垃圾滲濾液的脫氮技術又帶來了新的挑戰. 因此,目前對垃圾滲濾液處理的研究主要集中在脫氮[6-10].目前垃圾滲濾液處理以生物處理工藝為主,常用的厭 氧 工 藝〔如 UASB ( up-flow anaerobic sludge blanket,上流式厭氧污泥床) 〕主要是去除有機物,脫氮效 果 不 佳[11]; 而常用的脫氮工藝〔如 SBR( sequencing batch reactor) 、間歇式活性污泥法、生物轉盤、生物濾池等[12-15]〕更多的是實現氮的轉,即將滲濾液中絕大多數的 NH4 + -N 轉化為 NOx - -N( 亞硝態氮或者硝態氮) ,并不是將氮根本去除,因此對TN 的去除效果不佳[16-17]. 而如果額外投加碳源去除產生的 NOx - -N,則會增加垃圾滲濾液的處理成本,很難實現工程化.

短程硝化反硝化生物脫氮工藝與傳統的全程生物脫氮相比,可以節省 40% 碳源、25% 嚗氣量和 30%反應 時 間[18-20]. ANAMMOX ( anaerobic ammonium oxidation,厭氧氨氧化) 作為近年新興的脫氮技術,越來越受研究者的關注. ANAMMOX 是完全自養的生物氮素轉化過程,在缺氧條件下,ANAMMOX 菌以NO2 - -N 為最終的電子受體,將 NH4 + -N 氧化為 N2[21].相比于傳統脫氮,ANAMMOX 無需外加碳源、大幅節約曝氣量,通過自養脫氮,實現最大程度的節能降耗.實現 ANAMMOX 的前提是必須通過短程硝化產生NO2 - -N. 研究[22,23]發現,垃圾滲濾液在控制 FA( 游離氨) 、pH 和 ρ( DO) 等條件下較容易實現短程硝化,因此非常適合采用短程硝化-ANAMMOX 聯用技術處理垃圾滲濾液特別是 CN〔ρ( CODCr ) ρ( TN) 〕極低的晚期垃圾滲濾液. 目前國內已有的關于厭氧氨氧化的研究大多采用模擬污水,用實際垃圾滲濾液研究的很少; 并且基本上都是用單一反應器,反應條件控制嚴格,不利于該工藝的工程應用[24].

基于以上研究背景,該研究以北京某垃圾填埋場產生的晚期垃圾滲濾液為研究對象,以 UASB-AO ( 缺氧好氧) 反應器-ANAMMOXR( 厭氧氨氧化反應器) 工藝實現短程硝化-ANAMMOX 耦合過程,在未投加碳源的情況下,實現 NH4 + -N 和 TN 的同步、深度去除,以期為垃圾滲漏液脫氮工藝提供技術支持.

版權、出處:《環境科學研究》

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