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垃圾渗滤液氨氮出水水质偏高的影响因素及措施

北极星环保网来源:绿色化工 周羽2018/5/7 9:42:07我要投稿

北极星环保网讯:含氮污染物是目前垃圾渗滤液处理的主要对象之一,随着国家排放标准的提高,在处理工艺条件不变的情况下,如何依据现有条件提高氨氮的处理能力,逐渐成为垃圾渗滤液处理研究的方向。

1.影响因素

(1)进水水质中氨氮浓度升高

①原理

渗滤液中的氨氮主要来源于填埋垃圾中的蛋白质等含氮类化合物的生物降解,其浓度变化随着填埋时间的延长,氨氮呈上升趋势。在现有处理工艺不变的情况下,必然使容积负荷增加,导致氨氮生物降解率低,从而出现出水水质中氨氮浓度有所偏高。

②措施

A.减少后续机械(超滤、纳滤、反渗透)运行时间,增加曝气时间。平时注意检测进水、生化系统(硝化和反硝化)内C、N、P含量,保持微生物系统营养平衡。碳源不足,可加葡萄糖或甲醇,氮、磷不足可加肥料。

B.减少进水量,可以减少容积负荷,提高氨氮降解率。

(2)温度变化

①原理:温度是影响微生物正常生理活动的重要因素之一。在垃圾渗滤液中,氨氮的去除主要靠硝化细菌(nitrifyingbacteria),其最适宜的温度范围是15℃~30℃。当温度低于13℃时,硝化细菌的活性开始迅速下降,当温度低于4℃时,硝化细菌的生命活力处于休眠状态。

当水温高于40℃时,其处理效率会急剧降低,使渗滤液中的氨氮达不到有效地硝化,若将温度升高到一定的限度,硝化细菌生长停止,并最终导致死亡。据有关研究报道,好氧异养菌(aerobicheterotrophicbacteria)在呼吸过程中,每个葡萄糖约产生38个分子的ATP(三磷酸腺苷Adenosinetriphonsphate),ATP是组织细胞一切生命活动所需能量的直接来源,储存和传递化学能;在厌氧反应中,每个葡萄糖约产生2个分子的ATP(三磷酸腺苷),都是能量释放过程。实际观察也可证明,即使天气温度逐渐下降至5℃,在延长曝气时间条件下,经检测温度可保持在15~17℃。

②措施:A.延长曝气时间,让微生物有充分的降解时间。B.在条件允许下,也可采用大功率的加热器给反应器通电加热。C.降低污泥负荷,提高活性污泥与溶解氧的浓度。

(3)运行不当

①原理:曝气量过大,活性污泥中的溶解氧(dissolvedOxygen)浓度过高,一方面会抑制反硝化细菌(denitrifyingbacteria)利用硝酸盐(nitrate)或亚硝酸盐(nitrite)作为电子受体的反硝化反应(denitrificationreaction),从而影响总氮的去除,另外还会使活性污泥的营养平衡遭到破坏,再一个原因,长时间的曝气,剧烈的搅拌和翻滚,会让活性污泥絮凝体缩小质密,造成出水水质浑浊。曝气量过少,溶解氧少,会导致硝化细菌生长和代谢活力变缓甚至停止。

②措施:经常检测微生物系统的溶解氧,当溶解氧浓度高于5mg/l时,将进气阀门打开,放出部分气体;当溶解氧浓度低于2mg/l时,检查曝气设备,是否有堵塞的地方,造成氧气不足。

(4)PH值

①原理:在曝气生物滤池反应器里,当PH值低于6.5或高于8.0时,都会降低硝化速率。硝化反应需要消耗一定的碱度,PH值应控制在略大于7.0。在厌氧反应器中,当PH值低于5.0时,它对产甲烷菌(methanogens)形成毒害,对产酸菌(acid-formingbacteria)也有抑制作用。

当PH值高于8.0时,对产甲烷菌活性有严重的抑制作用,影响硝化细菌和产甲烷菌的活性,最终影响氨氮的去除率,因而会使氨氮在出水水质中的含量偏高。

②措施:随着填埋时间的延长,氨氮浓度的提高,进水PH值可呈弱碱性。当PH﹥8.0时,可加醋酸(不可加HCl,因卤元素对微生物有毒害作用或抑制作用),加醋酸时,应缓慢将PH值往下调,不可一次性将PH值降低到7.0;同样,当PH﹤6.0时,加氢氧化钠时,应缓慢将PH值往上调,不可

一次性将PH值调高到7.0。因为反应器中的微生物对PH都有一个缓慢适应过程,PH值突然变化太大,对微生物将是一个严重冲击,甚至能破坏整个生态系统。

(5)泡沫过多

①原理:在活性污泥处理渗滤液系统中,通过微生物的新陈代谢作用,将有机物分解,从而达到清洁水质的作用。

而不论是何种因素在硝化和反硝化过程中引起的泡沫,它都是丝状菌(filamentousbacteria)与微生物菌胶团(zoogloea)细菌竞争的结果。

当渗滤液容积负荷(volumereicloading)过高时,水中缺氧,抑制了菌胶团细菌的生长,有利于耐受低氧条件的丝状菌(球衣细菌)的大量繁殖;而当容积负荷过低时,会使絮体状中的菌胶团细菌得不到足够的营养,而丝状菌则形成长的丝状体,以便更好的吸收环境中得营养。

丝状菌的大量繁殖,不但更易形成泡沫,同时引起污泥膨胀导致出水水质下降,氨氮出水含量偏高。另一方面,由于在液体表面形成的液—气界面,多余的氨随随气体上升浮到液面,因为液—气界面的气面上被不易破裂的泡沫覆盖,氨气挥发不了,又重新溶于液体中,增加了微生物的处理量,还发出恶臭的氨氮味,又会造成渗滤液体系中C:N:P的比例失衡,从而导致出水中氨氮偏高。

②措施:

A.将PH值控制在6.5~7.5之间;

B.调节曝气量;

C.采用机械消泡装置与消泡剂相结合的方式。

(6)处理系统的机械内部装置的更换

①原理:在纳滤、反渗透膜的前段,一般安装有保安过滤器,内有滤芯、滤袋。由于长时间在压力下运行,及本身处理液和酸碱清洗时的腐蚀,会使滤袋(filrer-bag)、滤芯(filterelement)某些部位的纤维移动而变薄变形,这既起不到保护膜元件(membraneelement)的作用,也会引起出水水质变差。

②措施:一般的滤袋、滤芯要求在2~3个月换一次,及时更换新的,不要等到用肉眼可观察到滤袋透光,滤芯变形才换。

2.结论

氨氮出水水质偏高一般都是有多种因素造成的,以上办法都有较强的针对性,在使用时应根据现场的实际情况,多种控制措施同时使用,才能保证出水水质。

延伸阅读:

垃圾渗滤液MBR+纳滤或反渗透处理工艺

垃圾渗滤液三段式多级串联强化生物处理技术方法

案例分析|垃圾渗滤液在活性污泥培养和驯化中的应用

垃圾渗滤液MBR处理系统设计要点

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