垃圾渗透液处理.doc

1、曝 气 吹 脱 调 节 池折 流 反 应 池斜 管 沉 淀 池微 电 解 多 相 催 化 氧 化 反 应 器回 调 池厌 氧 反 应 器中 间 水 池 1反 应 池中 间 水 池 2中 间 水 池 3纤 维 过 滤 器超 滤 系 统纳 滤 系 统中 间 水 池 4石 灰 、 空 气、 、 空 气电 能 、 空 气酸 、 空 气空 气 预处理膜处理达 标 排 放事 故 池污 泥 池污 泥 脱 水垃 圾 坑浓缩液、上清液回流氨 氮 和 有 害气 体 去 锅 炉厌氧产生可燃气体 垃 圾 渗 透 液垃 圾 渗 透 液 处 理 方 法华 东 电 力 设 计 院206年 月 1日浓缩液、清洗水曝气吹脱调节

2、池 调 PH 脱氨用不同的曝气方式(射流曝气、鼓风曝气、表面曝气) 对垃圾渗滤液进行了氨吹脱预处理试验研究.结果表明,在同样的功率下,射流曝气效果最佳.分析认为其主要原因在于射流曝气具有良好的切割与传质功能.同时对表面曝气进行了生产性试验研究,结果表明,在调节池前端增加表面曝气吹脱处理后,可以得到 68%的氮氮去除率和 76%的COD 去除率,而无表面曝气吹脱时 ,调节池对氨氮和 COD 的去除率仅为 27%和 22%.研究认为,影响氨氮去除的主要因素是池子构造、吹脱方法以及生物行为.渗滤液 NH3-N 的处理技术有曝气吹脱1 渗滤液中 NH3-N 的特性及其对处理的影响 渗滤液中 NH3-N

3、 的主要来源是填埋垃圾中蛋白质等含氮类物质的生物降解。渗滤液 NH3 -N 具有浓度高(可达几千 mg/L)、浓度变化范围大 (在整个填埋期内可以从低于 100 mg/L 到几千 mg/L)等特点。过高的 NH3-N 浓度不仅增加了渗滤液生化处理系统的负荷，并且随着填埋时间的延长渗滤液中 COD 浓度呈下降趋势，C/N 呈下降趋势，一定填埋时间后会出现 C /N3 的情况，造成营养比例的严重失调，影响生化处理系统稳定有效的运行。高浓度游离氨也降低了微生物活性。赵庆良1等对 NH3-N 对微生物活性指标-脱氢酶活性的研究表明，NH3-N 的浓度从 50 mg/L 升高到 800 mg/L，脱氢酶

4、的活性从 11.04 gTF/m gMLSS 降至 4.22 gTF/mgMLSS,相应的 COD 的平均去除率从 95.1%降至 79.1%。 2 渗滤液 NH3-N 处理技术 2.1 调整 C/N 比为目的的预处理技术 鉴于晚期渗滤液营养比例失调的问题，对进生化处理系统的渗滤液进行氨吹脱调整 C/N 比是预处理脱氨的主要目的。预处理脱氨对于中、晚期渗滤液尤为重要，预处理脱氨技术分为曝气吹脱与吹脱塔吹脱两类。 2.1.1 曝气吹脱技术 曝气吹脱是直接或调整 pH 后在调节池或专门吹脱池中曝气，达到脱氨和改善营养比例的作用。沈耀良2 ，胡勤海3 ，王小虎4 ，王宗平5等对曝气吹脱用于渗滤液脱氨

5、预处理进行了研究。沈耀良等在对苏州七子山垃圾填埋场渗滤液吹脱预处理试验中发现，在温度为 25.5 ，pH 为 11 左右，吹脱时间 5 h，吹脱效率超过 82.5%，但文献中未明确气水比。王宗平等在对武汉青山垃圾填埋场渗滤液小试和中山市垃圾填埋场渗滤液中试研究表明：曝气吹脱预处理是经济有效的，不仅可以去除氨氮，COD 也大幅度下降，氨氮去除率可达 68%，COD 去除率达到76%，而在不曝气的情况下，氨氮与 COD 的去除率仅分别为 27%和 22%；王宗平等在对穿孔管曝气、表面曝气和射流曝气 3 种曝气方式的研究中发现，射流曝气效果最好，原因是该种方式具有较强的传质能力及切割搅拌作用。 王宗

6、平等6将射流曝气吹脱技术用于广东中山市垃圾渗滤液处理厂改造工程，在调节池前端增加曝气吹脱池，投加石灰调 pH，采用射流曝气使调节池前端处于好氧状态， DO 为1 mg/L 左右，后端处于缺氧状态，DO 为 0.5 mg/L 左右。改造后调节池出水经生化处理后，出水氨氮25 mg/L，达到 GB16889-97 二级标准要求。 就国内曝气吹脱研究与应用而言，在吹脱时间上应保证 45 h，但在气水比和调节 pH 方面则各不相同，这是由于研究的进水氨氮与 COD 浓度以及出水要求的不同造成的。因为从预处理的目的与要求而言，曝气吹脱的条件应根据后续生化处理对C/N 比要求而调整。因此在曝气吹脱系统的运

7、行过程中，应根据进水氨氮与COD 浓度及 C/N 比对运行参数进行调整。 曝气吹脱技术存在的主要问题是吹脱气体的二次污染，吹脱气体会造成周围大气环境质量的下降。 2.1.2 吹脱塔脱氨 陈石7 ，夏素兰8 ，吴方同9 ，倪佩兰10等都采用严格意义上的吹脱塔对渗滤液进行了预处理研究。吴方同的研究表明：在温度为 25 ，pH 为10.511.0，气水比为 2 9003 600 的条件下，吹脱效率在 95%以上，COD/N的比值得到明显改善。陈石在温度为 20 ，pH 为 10.8，气水比为5 0006 000，水力负荷为 2.83 m3(m h)的条件下，进水氨氮浓度2 000 mg/L 时，去除

8、率达到 80%以上。倪佩兰的研究表明，pH 在10.511.0，气水比控制在 2 500 左右，温度在 1025 的条件下，吹脱效率在70%80%，温度高于 25 去除率提高较快。 吹脱塔脱氨除了存在二次污染的问题以外，还存在结垢、回调 pH、初期投资较大等问题。 2.2 出水达标为目的的氨氮处理技术 渗滤液经吹脱预处理脱氨后，氨氮浓度大为降低，营养比例失调的问题得到解决，但出水中氨氮达不到填埋场渗滤液出水 GB16889-97 二级标准，须进行进一步处理。2.2.1 生物脱氮技术 目前渗滤液生物处理采用较多的工艺流程为厌氧+好氧工艺。厌氧一般采用UASB；从脱氮考虑，好氧一般采用活性污泥法及

9、其变形，如氧化塘，SBR 等。近几年，SBR 因其工艺优势，为国内外众多渗滤液处理研究者应用。陈石7 ，王小虎4 ，胡勤海3等都对 SBR 处理渗滤液进行了研究。陈石的研究表明，利用SBR，进水 NH3-N 在 150250 mg/L，出水基本维持在 10 mg/L 左右，去除率在 90%以上。王小虎的研究表明，对新渗滤液控制污泥负荷为0.055 8 kgCOD/(kgMLSSd)，对老渗滤液控制污泥负荷为0.035 2 kgCOD/(kgMLSSd)，出水中 NH3-N25 mg/L，达到 GB16889-97二级标准，但出水 COD 达不到二级排放标准。国外的研究11也表明：经过SBR 工

10、艺处理的渗滤液出水 NH3-N 可以降到较低水平，但出水 COD 很难达标，这是由于渗滤液中难降解物质含量高造成的。 2.3 电化学氧化除氨 电化学氧化除氨是指在电场的作用下，将氨氧化为 N2 等含氮物质，达到去除氨氮的作用与目的。王鹏12 ，李小明13等对渗滤液电化学氧化处理进行了研究。李小明的研究表明：在电化学氧化中，氨氮先于 COD 被去除，在 pH 为 4.0 左右，Cl-500 0 mg/L，电流密度为 10 A/dm2，用 SPR 三元电极为阳极，电解时间 4 h，氨氮浓度为 263 mg/L，COD 为 693 mg/L 时，去除率分别为 100%和90.6%；在对电极的比选中，

11、发现 SPR 三元电极明显优于 DSA 二元电极和石墨电极。王鹏在对香港某填埋场渗滤液处理研究中发现，原水经 UASB 处理后进入电化学反应器，进水氨氮 1 480150 mg/L， COD 为1610170 mg/L，控制条件pH 为 9 左右，电流密度 32.3 mA/cm2，水样循环流速 0.1 cm/s ，电解时间6 h， Cl-4 000 mg/L(进水中Cl- 2 11040 mg/L),氨氮去除率达到100%，COD 去除率达到 87%。 李小明与王鹏的研究表明电化学氧化不仅可以去除 COD(去除率 80%以上)，对氨氮的去除率更在 100%，具有较好的处理效果。王鹏还对电化学氧

12、化的机理进行了研究，认为主要是电解过程中产生的 C1 的氧化作用起到了氧化脱氨和去除 COD 的作用。 3 基于渗滤液回灌的生物脱氮新技术初步探讨 短程硝化反硝化和厌氧氨氧化(ANAMOX)是当前生物脱氮研究领域内的新技术，前者的技术关键是控制生化脱氮中硝化为亚硝酸型硝化，在反硝化中不经历传统的NO3-阶段，从而降低了氧的需求量和反硝化所需的外加碳源量，大大降低了运行费用。SHARON 工艺4是目前唯一应用于实践的亚硝酸型硝化反硝化工艺，该工艺的研究表明，亚硝酸型硝化对 NH3-N 浓度高，可生化降解 COD 浓度低的废水尤为适合，而这正是填埋场晚期渗滤液的特点，也是造成渗滤液难生化降解的原因

13、之一。 厌氧氨氧化则是在厌氧条件下，自养的厌氧氨氧化细菌以 NH3 为电子供体，以NO2- 和 NO3-为电子受体将 NH3-N 与 NONOx-N 转化为 NNO2 等气态物质的过程。与传统脱氮工艺相比，厌氧氨氧化15具有不需要氧气，不需要外加碳源，生物产量低，因而污泥量低等优点。该工艺存在的缺点是因生物产率低造成系统停留时间长，所需反应器容积大。对于填埋场系统而言，目前和今后一段时间内，大多仍将是厌氧填埋，从基于渗滤液回灌的填埋场生物反应器的角度考虑，厌氧填埋单元是一个可以利用的大容积厌氧生物反应器，利用填埋场生物反应器可以避免厌氧氨氧化工艺要求大容积反应器的缺点。 因此，在晚期渗滤液处理

14、中，对于其中高浓度氨氮，可以利用生化系统进行部分硝化，控制 NH3 与 NOx-的比例，再结合渗滤液回灌操作将部分硝化的渗滤液回灌至填埋单元，利用厌氧填埋单元的厌氧环境实现厌氧氨氧化脱氮与脱氨。其简单流程如下： 高氨渗滤液部分亚硝酸型硝化回灌至垃圾填埋单元脱氮脱氨 该设计工艺从理论上讲是可行的，但需要以下几方面的技术支持，即如何实现部分硝化特别是亚硝酸型硝化的稳定控制，回灌技术的成熟与应用，厌氧氨氧化技术的深入研究。特别是亚硝酸型硝化与厌氧氨氧化应用于渗滤液氨氮处理在国内目前尚未开始。 4 结语 在渗滤液氨氮的处理中，吹脱预处理能够达到调节 C/N 比，降低后续生化处理负荷的作用，曝气吹脱相对

15、于吹脱塔吹脱更具有经济与技术优势，需要解决的是二次污染问题；渗滤液脱氨应与 COD 去除作为整体进行考虑，探索的工艺或技术应能同时解决氨氮与 COD 问题，因为氨氮对环境的危害特别是富营养化要比 COD 更甚。 常规生物脱氮与电化学氧化脱氮可以使出水 NH3-N 达到标准要求，但出水 COD不达标，同时使出水 NH3-N 和 COD 达标并适应渗滤液水质变化的处理工艺和运行方式是今后研究的重点。 氨氮的脱除应结合渗滤液的特点如 C/N 较低考虑新的脱氮技术进行研究，如亚硝酸型硝化反硝化，以及结合渗滤液回灌利用填埋场的厌氧环境实现厌氧氨氧化脱氮。 从系统的角度来看，渗滤液中高浓度氨氮是一种营养物

16、质，而常规处理技术将其转化为 N2，处理过程要消耗大量能源，因而探索渗滤液中氨氮的回收利用应得到重视。例如在垃圾综合处理系统中，吹脱的氨氮经简单净化后可以引入焚烧炉内，利用NH3 与 NONOx- 在高温下反应生成 N2 减少 NOx-的排放，也减轻了吹脱气对空气环境质量的影响；晚期渗滤液的硫酸铵镁化学沉淀法处理制造复合肥料也是研究的方向之一。 微电解多相催化氧化反应器微电解法是近年来出现的一种新型水处理方法。它是在电解反应器中充填粒子,外加直流电场使这些导电粒子极化而形成无数微小的电解槽,在一定操作条件下, 装置内便会产生一定数量的羟基自由基和新生态的混凝剂,这样废水中的污染物便会发生诸如催

17、化氧化分解、混凝、吸附、络合及置换等作用,使废水中的污染物迅速被去除。刘怡等用微电解法(反应器内壁衬有铁阴极,中心为石墨棒阳极,充填适当比例的活性炭和石英砂混合物)对配制的 COD 为 98mg/L、LAS 为 95105mg/L 的模拟废水进行处理,停留时间为 2060min,这时 COD、LAS 的去除率都在 60%以上。微电解法适用于处理电导率较小的废水,如采用脉冲电流电解 ,则可进一步降低成本,目前对微电解氧化的机理尚未完全了解,工业化还存在放大问题。厌氧生物处理随着环境问题的日益严峻性，人们对三废处理的不断重视，近年来，加强了对工业废水的控制，开展综合利用，工业废水处理技术迅猛发展。

18、有机废水厌氧生化处理也取得了长足的进展；我国有机废水厌氧生化的处理反应器其大致分为三代：第一代技术：水的停留时间一般在几天到几十天，BOD 去除率一般在 80%以下。反应器出水和污泥混合，泥水分离难。如厌氧消化罐第二代技术：水的停留时间一般在十几个小时到几十个小时，BOD 去除率一般在 90%以上。如UASB反应器第三代技术：水的停留时间一般在一天以内，BOD 去除率的保持在 90%以上，如 IC 反应器综合三代反应器的差别，主要在水停留时间与处理效率上有所不同。但第二代与第三代 BOD 去除率均在 90%以上，可见在去除率上已无潜力可挖。那么减少水力停留时间将是有机废水厌氧生化处理技术的发展

19、趋势，减少水力停留时间唯一的办法是提高厌氧生化反应速率。厌氧生化处理有机废水主要是利用厌氧菌将废水中的有机物“吃掉”，众所周知在厌氧反映器内有机物的降解共分为四个阶段：（1） 水解发酵阶段：高分子有机物因相对质量巨大不易透过细胞膜，同此不易被细菌直接利用，在第一阶段分子质量巨大的有机物被细菌胞外酶分解为小分子，使之能溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。（2） 发酸（酸化）阶段：在这一阶段小分子化合物在发酵菌（即酸化菌）的细胞内被转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外，并有部分物质分成为新的细胞物质。（3） 产乙酸阶段：在此阶段将第二阶段的产物进一步转化为乙酸、氢气、碳酸等以及新的细胞物质。（4）

20、产甲烷阶段：在产甲烷菌的作用下，乙酸、氢气、碳酸等被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质如有机物的数量一定，那么要提高生化反应速率是能增加消化有机物反应厌氧菌的数量。在一反应器内厌氧菌数量一定，进水有机物一定，那么只有厌氧菌与有机物充分混合反应才能产生最快速率。因此厌氧生化处理有机废水的重要因素之一是厌氧菌与有机物的混合程度。在厌氧生化反应过程中，厌氧菌不断繁殖并产生大量 CH4、CO2 等混合气体，同时有部分厌氧菌自然死亡，由于水力上流与甲烷等气体的上浮将使厌氧污泥一并被托起，自重较大的沉在最底部，有些较轻的及死亡破碎的则被带出反应器外。为了保证厌氧反应器内厌氧菌不被减少故厌氧反应器内没有互三

21、相分离设施使厌氧淤泥截流在反应器内。厌氧生化反应完全依靠反应器内厌氧菌，故保留住厌氧污泥是厌氧反应器重要功能之一。废水的厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程它是依靠三大主要类群的细菌；水解产酸菌，产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用来完成的，其内部反应是一个动态的平衡，厌氧反应器的长期稳定运行除要满足微生物细菌生长条件外，同时要维护其内部的生化反应平衡。在实际生产过程中废水性质不可能保证决对均衡稳定，故厌氧反应器内动态平衡始终是在变化的，一方面我们要严格控制厌氧反应的进水性质，另一方面只有保证了厌氧生化反应的平衡性与稳定性，厌氧生化反应器才能稳定运行。提高厌氧反应的缓冲能力是保证厌氧反应动态

22、平衡的一种主要手段。请各位指正！SSB型上流式厌氧反应器用途及概况上流式厌氧污泥反应器简称 UASB，它是一种高效厌氧反应器，广泛应用于食品加工、酿造、制糖、淀粉、味精、制革、皮毛加工、屠宰、羊毛加工、制药等高浓度有机污水的治理中，UASB 的主要特点是在反应器内产生了以产甲烷菌为主的厌氧微生物形成了直径 1-5mm的颗粒污泥，颗粒污泥的产生为提高反应器的负荷提供了可能性，中温时反应器的负荷可达 20KgCOD/M3d以上，常温时正常的设计运行负荷 510KgCOD/M3d，COD 去除率 85以上。SBR 工艺技术（SBR）反应池文中采用内径为 300mm，高为 650mm 的圆柱形 SBR

23、 反应器进行试验，探讨 SBR 工艺同步硝化反硝化现象及其脱氮效果。SBR 系统采用鼓风曝气，用温控仪控制水温在所要求的范围内，由时间程序控制器控制进水、闲置、曝气、沉淀和排水全过程，用 DO 仪和 pH 计分别在线判断 SBR 反应器的运行状况， 进行研究 SBR 系统对有机物和氮的去除过程及其脱氮效果。结果表明：溶解氧浓度控制在 35mg L 时，其同步硝化反硝化现象明显，脱氮效果最佳，总氮去除率可达 80，CODCr 的去除率达 90。采用同步硝化反硝化脱氮还可以克服污水中碱度不足的现象，由于反硝化不断产生碱度，补充了微生物对有机物和含氮化合物的降解引起水中 pH 值下降的过程。当温度在 1825的变化区间内，SBR 系统氨氮的去除比较稳定，说明 SBR 工艺可实现常温同步硝化反硝化。