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短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺深度处理垃圾渗滤液
更新时间:2016-05-31 来源:《环境科学研究》 作者:吴莉娜,徐莹莹,史枭,杨天学,彭永臻,张杰

摘要:为解决垃圾渗滤液中高浓度污染 物对微生物的毒性抑制、生物处理出水有机物或氮不达标及投加碳源成本高的问题,采用UASB(上流式厌氧污泥床)-A/O(缺氧/好氧)反应器 -ANAMMOXR(厌氧氨氧化反应器)工艺,通过短程硝化-ANAMMOX(厌氧氨氧化)深度处理实际垃圾渗滤液与生活污水混和液(体积比为 1∶10),其ρ(CODCr)、ρ(NH4+-N)和ρ(TN)分别为(750±30)(290±10)和(300±10)mg/L,试验共进行90 d.结果表明:CODCr、NH4+-N和TN的去除率分别为88%±1%、95%±1%和91%±1%,最终出水质量浓度分别为(67±5) (15±2)和(35±5)mg/L,满足GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》的排放要求.A/O反应器中的ρ(FA)(FA为游离氨)在0.21~1.38 mg/L之间,可抑制NOB(硝酸细菌),使AOB(氨氧化细菌)成为优势菌种,从而实现并维持NO_2~--N积累率(70%~96%)较高的短程硝 化,继而在ANAMMOXR中通过ANAMMOX去除残余NH4+-N和NO_2~--N,实现系统对氮的深度去除。

垃圾渗滤液含高浓度有机物、NH4 + -N 等,是一类对环境危害严重的特种污水. 垃圾渗滤液中的有机物浓度虽高,但大部分是易降解的挥发性脂肪酸,通常通过厌氧工艺大部分可以被去除[1-3]; 而过高的ρ( NH4 + -N) 则会抑制微生物的正常生长和生化处理的效果[4]. GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》中增加了对 TN 的排放要求[5],这无疑给垃圾渗滤液的脱氮技术又带来了新的挑战. 因此,目前对垃圾渗滤液处理的研究主要集中在脱氮[6-10].目前垃圾渗滤液处理以生物处理工艺为主,常用的厌 氧 工 艺〔如 UASB ( up-flow anaerobic sludge blanket,上流式厌氧污泥床) 〕主要是去除有机物,脱氮效 果 不 佳[11]; 而常用的脱氮工艺〔如 SBR( sequencing batch reactor) 、间歇式活性污泥法、生物转盘、生物滤池等[12-15]〕更多的是实现氮的转,即将渗滤液中绝大多数的 NH4 + -N 转化为 NOx - -N( 亚硝态氮或者硝态氮) ,并不是将氮根本去除,因此对TN 的去除效果不佳[16-17]. 而如果额外投加碳源去除产生的 NOx - -N,则会增加垃圾渗滤液的处理成本,很难实现工程化.

短程硝化反硝化生物脱氮工艺与传统的全程生物脱氮相比,可以节省 40% 碳源、25% 嚗气量和 30%反应 时 间[18-20]. ANAMMOX ( anaerobic ammonium oxidation,厌氧氨氧化) 作为近年新兴的脱氮技术,越来越受研究者的关注. ANAMMOX 是完全自养的生物氮素转化过程,在缺氧条件下,ANAMMOX 菌以NO2 - -N 为最终的电子受体,将 NH4 + -N 氧化为 N2[21].相比于传统脱氮,ANAMMOX 无需外加碳源、大幅节约曝气量,通过自养脱氮,实现最大程度的节能降耗.实现 ANAMMOX 的前提是必须通过短程硝化产生NO2 - -N. 研究[22,23]发现,垃圾渗滤液在控制 FA( 游离氨) 、pH 和 ρ( DO) 等条件下较容易实现短程硝化,因此非常适合采用短程硝化-ANAMMOX 联用技术处理垃圾渗滤液特别是 CN〔ρ( CODCr ) ρ( TN) 〕极低的晚期垃圾渗滤液. 目前国内已有的关于厌氧氨氧化的研究大多采用模拟污水,用实际垃圾渗滤液研究的很少; 并且基本上都是用单一反应器,反应条件控制严格,不利于该工艺的工程应用[24].

基于以上研究背景,该研究以北京某垃圾填埋场产生的晚期垃圾渗滤液为研究对象,以 UASB-AO ( 缺氧好氧) 反应器-ANAMMOXR( 厌氧氨氧化反应器) 工艺实现短程硝化-ANAMMOX 耦合过程,在未投加碳源的情况下,实现 NH4 + -N 和 TN 的同步、深度去除,以期为垃圾渗漏液脱氮工艺提供技术支持.

版权、出处:《环境科学研究》

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