生物组合工艺处理垃圾渗滤液的研究进展

阐述了垃圾渗滤液的来源和特点,以及垃圾渗滤液的现有处理方法,从第二代厌氧反应器-好氧反应器组合、第三代厌氧反应器-好氧反应器组合、厌氧生物膜法-好氧组合、其他生物组合4个方面综述了生物组合工艺处理垃圾渗滤液的最新研究进展,并针对各类生物组合工艺的优缺点提出了一些建议和展望.     

晚期渗滤液短程生物脱氮的实现

在SBR反应器中利用游离氨(free ammonia, FA)、游离亚硝酸(free nitrous acid, FNA)对NOB(nitrite oxidizing bacteria, NOB)选择性抑制并耦合实时控制策略处理晚期垃圾渗滤液,成功实现持久稳定的短程生物脱氮,并研究了不同碳氮比及初始pH值对短程生物脱氮的影响。结果表明：通过FA和FNA对NOB的选择性抑制,在线检测反应中pH、DO和ORP数值,利用出现的“氨谷”、“ORP平台”“亚硝酸盐膝”等特征点作为运行操作控制时间点,准确得知反应进程,及时开始下一步操作,获得稳定短程生物脱氮。进水NH4 +-N浓度为108~177.3 mg/L(平均值为138.7 mg/L)时,亚硝积累率一直稳定达90%左右,乙酸钠为碳源时最佳C、N质量比为3,相对于混合液悬浮固体浓度的反硝化速率的平均值达到19.8 mg·g -1·h -1 NOx --N,出水NH4 +-N、NO2 --N、NO3 --N、TN分别小于6、2、1和30 mg/L;初始pH值为8.5时,反硝化速率最大,pH介于7.5~8.5间,反硝化速率差异小于7.3%.     

厌氧-好氧组合工艺处理垃圾渗滤液短程硝化的二次启动

采用两级UASB-A/O组合工艺处理实际高氨氮城市生活垃圾渗滤液,对反应器二次启动的方法和影响因素进行了分析与考察。试验结果表明,通过逐步提高两级UASB的有机负荷,并创造有利于厌氧消化的温度、pH、碱度和VFA等条件,在较短的时间内使得两级UASB内颗粒污泥的SS、VSS、VSS/SS、沉降速率和平均粒径呈阶段性增加,生物活性得到迅速恢复;以FA为主要控制因素,创造适宜的温度、pH、碱度和DO等其它条件,并辅以过程控制,使得A/O系统中的NO2--N累积率从启动初期的19.4%上升到90%的短程硝化并得以稳定维持。兼顾两类生化系统使其达到相互协调而且优势互补的状态,6周内即完成反应器的启动,在平均进水NH4+-N、TN质量浓度和COD分别为2 315、2 422、12 800 mg.L-1的条件下,去除率分别可达99%、87%、92%,能同时实现有机物和氮的高效深度去除。     

晚期垃圾渗滤液两级UASB-A/O-SBR工艺短程深度脱氮

采用"两级上流式厌氧污泥床(UASB)-缺氧/好氧(A/O)-序批式反应器(SBR)工艺"对城市生活晚期垃圾渗滤液进行了深度处理.运行模式如下:首先在一级UASB(UASB1)中反硝化,UASBI出水中的亚硝态氮和硝态氮利用残余COD在二级UASB(UASB2)中被进一步去除,在A/O反应器中利用残余COD进行反硝化以及将NH4+-N硝化,在SBR中去除硝化产生的亚硝态氮、硝态氮.试验中首先采用原渗滤液进入处理系统(20d),然后采用原渗滤液与生活污水1∶1混合进入系统实现和维持稳定的短程硝化(60d),最后采用原渗滤液与A/O反应器出水1:1混合进入系统实现和维持稳定的短程硝化(60d).140d的试验结果表明:原渗滤液的总氮浓度为2 300 mg·L-1,氨氮浓度在2 000mg·L-1左右时,通过将原渗滤液与生活污水或A/O反应器出水1:1混合,可以在A/O反应器中实现稳定的短程硝化,其中亚硝态氮积累率为70%～88%.后续的SBR工艺,可彻底去除产生的亚硝态氮和硝态氮.最终出水的氨氮浓度不到2 mg·L-1,总氮浓度为18～20mg·L-1,系统氨氮和总氮去除率分别为99.7%和98%.     

盐度对垃圾渗滤液短程脱氮性能及其N2O产量的影响

采用两级UASB-A/O工艺处理垃圾渗滤液,以A/O反应器内具有良好短程生物脱氮特性的污泥进行批次试验,围绕活性污泥短程脱氮,考察了NaCl盐度冲击对不同菌群比好氧呼吸速率(SOUR)、氨氧化速率、亚硝积累率以及pH变化规律的影响,并重点研究了盐度冲击对亚硝酸型反硝化过程中N₂O产量的影响。结果表明:当盐度升高时,盐度对各菌群的抑制强度依次为亚硝酸盐氧化菌(NOB)>氨氧化菌(AOB)>碳氧化菌,而在应对盐度突降方面,碳氧化菌和NOB对盐度的适应性稍强于AOB;各盐度下的氨氧化速率整体表现为随着盐度的增高而逐渐降低,但氨氧化速率的降低幅度有较大的差异;在初始游离氨相同的前提下,亚硝积累率随着盐度的不断增加呈现小幅上升,从5 g·L^-1盐度下的93.1%上升到35 g·L^-1盐度下的98.6%;pH曲线可以作为实时控制的关键参数用以指示盐度冲击下短程硝化反硝化的结束;盐度的突变会使得亚硝酸型反硝化过程中N₂O峰值出现时间延后并且浓度增加。     

晚期渗滤液短程生物脱氮的实现

在SBR反应器中利用游离氨（freeammonia,FA）、游离亚硝酸（freenitrousacid,FNA）对NOB（nitriteoxidizingbacteria,NOB）选择性抑制并耦合实时控制策略处理晚期垃圾渗滤液,成功实现持久稳定的短程生物脱氮,并研究了不同碳氮比及初始PH值对短程生物脱氮的影响。结果表明：通过FA和FNA对NOB的选择性抑制,在线检测反应中PH、DO和ORP数值,利用出现的“氨谷”、“ORP平台”“亚硝酸盐膝”等特征点作为运行操作控制时间点,准确得知反应进程,及时开始下一步操作,获得稳定短程生物脱氮。进水NH4＋-N浓度为108～177．3mg／L（平均值为138．7mg／L）时,亚硝积累率一直稳定达90％左右,乙酸钠为碳源时最佳C、N质量比为3,相对于混合液悬浮固体浓度的反硝化速率的平均值达到19．8mg·g-1·h-1NOx--N,出水NH3＋-N、NO2--N、NO3--N、TN分别小于6、2、1和30mg／L;初始PH值为8．5时,反硝化速率最大,pH介于7．5～8．5间,反硝化速率差异小于7．3％．     

FNA对NO_2~-为电子受体反硝化的抑制动力学研究

为考察实际污水生物脱氮过程游离亚硝酸(free nitrite acid,FNA)对以NO2-为电子受体反硝化的抑制动力学,采用"2级UASB-A/O耦合工艺"处理城市生活垃圾渗滤液.在实现稳定短程脱氮(130 d运行)的前提下,以A/O反应器内具有良好短程生物脱氮特性的污泥,在不同ρ(NO2--N)和pH梯度下进行反硝化批次试验,基于大量试验数据确立反硝化抑制动力学模型,并通过函数拟合确定不同pH下以NO2-为电子受体的反硝化抑制动力学模型常数.在恒温且恒定pH条件下,ρ(NO2--N)与比反硝化速率rSS之间的变化曲线符合Andrews抑制动力学模型;不同pH条件下,最大比反硝化速率Rmax和半饱合常数KS差别较大,pH=8.0下的Rmax和KS最大,分别为17.8 mg/(g.h)和6.40 mg/L;当pH=6.5～8.0时,抑制常数KI随pH的升高而显著增大,而相应的ρ(FNA)(0.177～0.225 mg/L)属于同一数量级,从动力学角度验证了FNA为真正的抑制剂.     

回流比对单级UASB-A/O处理晚期垃圾渗滤液短程脱氮的影响

采用"单级UASB-A/O组合工艺"处理实际晚期高氨氮城市生活垃圾渗滤液,在获得稳定的有机物与氮同步去除的前提下,重点考察了不同回流比条件下(100%～600%),UASB与A/O中的污泥分布、DO浓度,UASB中同时反硝化与产甲烷的活性,A/O中亚硝酸积累率的变化,组合工艺系统氮与有机物的转化与去除.结果表明,当回流...