垃圾渗滤液处理工艺研究及应用现状浅析-第3页-北极星水处理网

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4.2.4 厌氧氨氧化去除渗滤液中的氨氮:尽管短程硝化反硝化相比传统的脱氮过程有自己的优势,但它依然需要外加碳源实现脱氮. 厌氧氨氧化技术是荷兰Delft 大学发现的脱氮新途径.它是利用厌氧氨氧化的自养脱氮特性,将污水中的亚硝态氮和氨氮转化成氮气和少量硝态氮的过程.厌氧氨氧化的反应原理如式(3)所示:1NH+4 +1.32NO-2 +0.066HCO-3 +0.13H+ →1.02N2 +0.26NO-3 +0.066CH2O0.N0.15 +2.03H2O(3)

相对于传统的生物脱氮工艺,厌氧氨氧化工艺不需要外加碳源,且只需氧化大概一半的氨氮,因此曝气量大大减少. 正是因为它有这样的优点,很多研究者对利用厌氧氨氧化技术处理垃圾渗滤液脱氮进行了研究. Wang 等采用A/ O 联合UASB 的工艺处理晚期垃圾渗滤液,在A/ O 工艺中实现了稳定的短程硝化,在UASB 中实现了稳定的厌氧氨氧化,在进水氨氮和COD 的质量浓度分别为1 330 和2250 mg/ L 的条件下,总氮和COD 的去除率分别达到了94% 和62%. PCR 分析显示,在UASB 中,厌氧氨氧化菌的数量占到了7.78%. Phan等采用IC 反应器处理晚期垃圾渗滤液,在进水总氮的质量浓度为1 500 mg/ L 的条件下去除率达到了90% 以上,总氮负荷可以达到10 kgN/ m3˙L,污泥的比厌氧氨氧化活性可以达到(0.598 ：0.026) gN2-N g/VSS˙d. Miao 等采用三级SBR 工艺处理晚期垃圾渗滤液,通过除碳、短程硝化和厌氧氨氧化可以实现对渗滤液的深度脱氮.在进水渗滤液氨氮和COD的质量浓度分别在2 000 mg/ L 和2 200 mg/ L 的条件下,总氮去除率可以90%以上. 郑冰玉等采用UASB-除碳-一体化厌氧氨氧化工艺处理COD 的质量浓度为6 210 ~ 16 365 mg/ L,TN 的质量浓度为990 ~2 100 mg/ L 的渗滤液,出水COD 的质量浓度最低为655 mg/ L,出水TN 的质量浓度最低为39.9mg/ L,脱氮效率极高.

4.2.5 内源反硝化去除渗滤液中的氨氮:反硝化细菌具有贮存一部分内碳源的特性. 通过人为强化这种特性,就可以在不添加碳源的条件下,实现对渗滤液的深度脱氮. 内源反硝化技术主要有3个优点. 一个是可以在不添加碳源的条件下实现深度脱氮,处理费用低. 第2 个是通过反硝化菌的吸碳作用,减少了曝气阶段的曝气量,系统几乎在曝气后立刻开始硝化作用. 第3 个是在这种模式下,绝大部分的碳源被用于反硝化,污泥增长缓慢,极大的减少了污泥处置费用. 这种方法适合碳氮比大于4 的早中期渗滤液. 王凯等通过改变SBR 的操作模式,强化了活性污泥内源反硝化的特性,在进水氨氮和COD 的质量浓度分别为1 100 和6 000 mg/ L的条件下,实现了深度脱氮. 在没有添加碳源的条件下,总氮的去除率达到了95% 以上 . 同时,他还研究了不同影响因素对内源反硝化脱氮效率的影响. 研究结果表明,污泥中PHA 的含量是决定系统内源反硝化速率的关键,曝气时较高的溶解氧、曝气前的厌氧搅拌以及尽量减少过曝气将提高系统的脱氮效率.

4. 3 生物法处理垃圾渗滤液小结:生物法作为处理渗滤液的核心工艺,可以有效的去除渗滤液中的可生化有机物,但出水中依然含有大分子的难降解有机物,需要其他方法做进一步处理以达标排放. 目前生物法处理渗滤液研究的热点和难点在于如何对垃圾渗滤液实现经济高效的脱氮. 无论短程硝化反硝化、厌氧氨氧化还是内源反硝化,都是生物法处理渗滤液深度脱氮的探索,在渗滤液高效脱氮的方面,还需要进一步的研究和实践.

5 生物法联合物化法处理垃圾渗滤液

由于渗滤液水质复杂,污染物含量高,采用单一的办法往往很难实现有效的去除. 采用生化联合物化的方法,可以充分发挥每种处理方法的优势,既能降低处理费用,又可以保证处理效果. Zhang 等采用Fenton 联合SMBR 或者反渗透工艺处理渗滤液. Fenton 工艺的主要作用是提高渗滤液的可生化性,为后续的处理提供更好的条件.通过预处理,SMBR 对渗滤液COD 的去除率非常好,但对氨氮的去除率只达到了80% 左右. SMBR 的出水通过反渗透的处理,最终实现了达标排放. Claudio 等采用SBBGR 联合臭氧或者Fenton 进行处理.研究结果表明,SBBGR 可以去除80%的COD. 深度处理采用臭氧工艺,COD 的去除率仅为33%,而Fenton 工艺的去除率可以达到85%. Alkhafaji 采用吹脱+ 絮凝+ SBR + 过滤的组合工艺处理晚期渗滤液.研究结果表明,通过吹脱工艺,渗滤液中氨氮的去除率可以达到93.9%. 随后出水用聚合硫酸铁进行絮凝沉淀,COD 的去除率可以达到70.6%. 渗滤液经过SBR 处理后, COD 和氨氮的去除率分别达到了95.5%和98.1%. 系统最终出水的COD、SS 和氨氮的质量浓度分别达到了72.4、24.2、18.4 mg/ L .Dia 等采用生物滤池联合电絮凝处理可生化性较差的垃圾渗滤液. 研究结果表明,通过生物滤池后,氨氮、BOD 和浊度的去除率分别可以达到94%、94%和95%. 生物滤池的出水采用以镁基作为阳极的电絮凝进行处理,COD和色度的去除率可以达到53%和85%以上. Sherif 等考察了Fenton 联合被动曝气固定式生物反应器(PAB)处理垃圾渗滤液的效果. 研究结果表明,只采用PAB 对垃圾渗滤液进行处理,COD 和氨氮的去除率可以达到55% 和93%;通过Fenton 预处理后,COD 的去除率可以大幅度提高到83%,表明Fenton 工艺可以大幅提高垃圾渗滤液的可生化性.组合工艺相比单一的处理工艺,往往处理效果更好,但同时也存在工艺复杂,处理成本较高的问题. 因此,如何合理的安排组合工艺是决定整套工艺是否合理,能否实现达标排放的关键.

6 总结及建议

渗滤液如何达标排放是公认的水处理行业的难题. 这难点主要体现在处理成本上. 由于采用传统的方法很难使渗滤液的COD 和总氮达标排放,纳滤甚至反渗透工艺几乎成为了渗滤液处理的标配.这直接拉高了渗滤液的处理成本,导致渗滤液处理厂运行是举步维艰. 对于渗滤液的处理,目前有2 种观点. 一种是排斥膜工艺,认为处理成本过高,不宜采用. 另一种是过分依赖膜工艺,忽略了前面处理工艺的重要性. 这2 种观点都不太合理. 膜工艺虽然投资和处理成本高,但的确可以有效保障出水水质. 完全依赖膜工艺肯定也是目前经济状况所无法承受的. 合理的处理工艺是充分发挥每个工艺的特点尤其是生化工艺的潜力,在保证出水水质的前提下,尽可能的降低处理成本.

目前的主要问题是总氮的处理效率太低,而总氮的分子量很小,必须通过反渗透才能够去除. 总氮恰恰是在生化阶段能够解决的. 文章中所述的短程硝化反硝化工艺、厌氧氨氧化工艺和内源反硝化工艺都是研究者们在去除总氮道路上所做的努力和探索. 如果通过生化工艺可以直接实现渗滤液总氮的高效去除,势必会极大的降低后续膜工艺的处理压力,大幅度降低处理成本. 由此可见,新型高效生化脱氮工艺将是破解渗滤液处理难题的关键和未来的发展方向.

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原标题：垃圾渗滤液处理工艺研究及应用现状浅析

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