（环境工程专业论文）城市生活垃圾渗滤液复合处理工艺研究.pdf

中国农业大学硕士论文 要 中文摘要 中英文摘 本文对六里屯卫生填埋场渗滤液特性进行了研究，提出一套新的复合处理工艺方案，并对其 厌氧段、吹脱段、a o 段及深度处理段分别做了对c o d o 、n h 4 + - n 去除率影响因子的试验研究 结果表明：六里屯生活垃圾填埋场渗滤液水质水量季节变化大，p h 值相对较高，重金属含量低； 有机物浓度高且变化较大，不同时期垃圾渗滤液的可生化差异大；垃圾渗滤液中n h 4 + - n 含量高， c ：n ：p 比例失调；该工艺较好地解决了渗滤液有机物浓度高、n f h * - n 浓度高、水质变化大的 矛盾，充分利用了碱度大的特点，深度处理保证了出水水质；通过本试验确定了各段的运行参数： 厌氧段运行参数：温度( 3 5 + - 3 ) ，c o d c , 负荷为2 一s k g c o d c ：( m 3 d ) - 1 。在该条件下c o d c 。的去 除率达到8 5 一9 7 ，n h 4 + - n 去除率为8 一1 2 ，产气率为0 3 s - 0 5 6 m 3 k g c o d c f l 。脱氮塔运行 参数：气温在1 5 上，渗滤液温度在2 2 - 2 8 ，布水负荷为2 1 , - 4 0 m 3 m e ”1 ，气水比为3 2 0 0 4 4 0 0 ， 保证脱氮效果。a o 接触氧化段运行参数：c o d o 负荷o 1 8 , 0 2 5 k g c o d c f ( m 3 d 1 - 1 ，n h 4 * - n 浓度 小于5 0 0 m g l - l ，p h 值小于8 0 ，进水温度不能低于1 0 。深度处理段运行参数：膜工作压力小 于0 7 m p a ，进水水温不低于1 0 ，c o d c 。浓度小于8 0 0 m g l - l ，n h 4 t n 浓度小于3 0 m g - l 1 。经 模拟六里屯渗滤液处理工程，吨水处理费用为1 1 4 9 元。 关键词：渗滤液吹脱脱氮a o 接触氧化复合厌氧反应器纳滤深度处理 a b s t r a c t 1 kp a p e rr e s e a r c h e dc h a r a c t i s t i c so fl e a c h a t e ri nl i u l f r u nl a n d f i l ls i t e an e wm u l t i p l ed i s p o s a l t e c h n i c sp r e c e p tw a sa d v a n c e d , a n da f f e c tf a c t o r so fc o d c , a n dn h f f - n sr e m o v e de f f e c tw e r es t u d i e d i na n a e r o b i cs e g m e n t b l o wo f fs e g m e n t , a o ( a n a e r o b i c - o x i d e ) a n dd e e pd i s p o s a ls e g m e n t t b e r e s e a r c hr e s u l t ss h o w e d f o l l o w i n g ：l e c h a t e sw a t e rq u a r r ya n dq u a n t i t yv a r i e t i e dg r e a tf o l l o w e d s e a s o n s ，p hw a sh i g hc o m p a r a t i v e l y , c o n t e n to fh e a v ym e t a lw a sl o w ；c o n c e n t r a t i o no fo r g a n i cm a t e r w a sh i g ha n dc h a n g e dg r e a t l y , a n db i o c h e m i c a lt r e a t m e n tw e r ed i f f e r e n ti nd i f f e r e n tp h a s o s ；c o n t e n to f n h 4 + - nw a sh i g ha n dt h ep r o p o r t i o nw a sm a l a d j u s t e da m o n gc n ，a n dem c o n t r a v e n t i o na m o n g h i g h c o n t e n t o f o r g a n i c m a t e r , h i g h c o n t e n t o f n h 4 + - n a n d g r e a t l y c h a n g e o f w a t e r q u a l i l y w a s r e s o l v e d b yl h en e wt e c h n i q u e d e e pd i s p o s a la s s u r e dw a t e rq u a l i t yb yu s i n g 也ch i g ha l k a l i n i t y f u n c t i o n a l p a r a m e t e ri ne a c hs e g m e n tw a sa s c e r t a i n e da sf o l l o w i n g ：p a r a m e t e ri na n a e r o b i cs e g m e n t , t e m p e r a t u r e w a s ( 3 5 + - 3 ) ，l o a do fc o d c , w a s2 8 k g c o d c ，( m j d y l u n d e rt h ec o n d i t i o n ，t h er e m o v i n gr a t eo f c o d ow a s8 5 - - 9 7 ，n h 4 + - nw a s8 - 1 2 ，a n dg a sp r e d u c t e dr a t i ow a s0 3 8 - 0 5 6 一k g c o d c r 1 p a r a m e t e ri nd e n i t r o g e n a f i o nt o w e r f o h o w i n g ，w a t e rd i s h i b u t 崦l o a dw a s2 1 - 4 0 l i l 。( 一h ) - 1 ， p r o p o r t i o no fg a sa n dw a t e rw a s3 2 0 0 4 4 0 0w h e ne n v i r o n m e n t a lt e m p e r a t u r ew a sa b o v e1 5 a n dt h e l e a c h a t et e m 岬m r ew a s2 2 2 8 t h ed e n i t r o g e n a t i o ne f f e c tw a sa s s u r e d p a r a m e t e ri na oc o n t a c t e d o x i d a t i o ns e g m e n t f o l l o w s ：l o a do fc o d ow a so 1 8 - o 2 5 k g c o d c ：( m 3 d ) ，c o n c e n t r a t i o no fn i - u + - n w a sb e l l o w5 0 0 m g l 1 ，p hw a sl e s st h a n8 0 ，a n dt h et e m p e r a t u r eo fe n t e r i n gw a t e rw a sh i g h e rt h a n1 0 p a r a m e t e ri nd e e pd i s p o s a ls e 毋n e n t f o l l o w s ：t a s kp r e s so fv e l u mw a sl e s st h a n0 7 m p a , i v 中国农业大学硕士论文 要 中英文摘 t e m p e r a t u r eo fe n t e r i n gw a t e rw a sh i g h e rt h a n1 0 。c ，c o n c e n t r a t i o no fc o d ow a sl e s st h a n8 0 0 r a g l - l ， c o n c e n t r a t i o no fn h 4 + - nw a sl e s st h a n3 0 m g - l 1 b ys i m u l a t i n gt h et r e a t m e n tp r o j e c to f l e a c h a t e ，t h e c h a r g e o f d i s p o s a l w a t e r p e r t o n w a s l l 4 9 y u a n k e yw o r d s ：l e a c h a t e ，b l o wo f fd e n i h o g e n a t i o n , a oc o n t a c t e do x i d a t i o n , m u l t i p l ea n a e r o b i cr e a c t o r , n a n of i l t r a t i o nd e e pt r e a t m e n t v 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其它人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 研究生签名 浆摊 时间：厕年易月店日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名 导师签名 鼐托 锄步 时间：m 7 年占月s 日 时问：卯7年6 月7 r 日 中国农业大学硕士论文第一章国内外垃圾渗滤液处理技术概述 在我国随着经济的发展、人民生活水平的提高，城市生活垃圾量以6 - 1 0 的年增长率递增。 城市垃圾多在郊区裸露堆放，造成对土壤、水体、大气的严重污染并且导致多种疾病的传播，己 成为影响人类生存的社会问题。 城市生活垃圾填埋处理技术以投资省、运行费用低而获得广泛应用。但是，在垃圾填埋过程 中也带来了渗滤液二次污染问题。渗滤液对水体污染主要有两种途径：通过填埋场底部渗入含水 层，污染地下水；从填埋场导出的外排渗滤液污染地表水。因此，对垃圾渗滤液进行妥善处理， 防止其造成二次污染，是每个垃圾填埋场的职责。垃圾渗滤液是一种成分极其复杂的高浓度有机 废水。根据我国学者张兰英等人的测试结果( 张兰英，1 9 9 8 ) ，在监测到的9 3 种有机化合物中， 被我国环保总局和美国e p a ( e n v i r o n m e n tp r o l e c t i o n a g e n c y ) 列入优先控制污染物黑名单中的就 有2 2 种。从国内的垃圾填埋现状看，渗滤液的产生受许多因素影响，水量变化大，水质成分复 杂，其可生化性随着填埋场场龄增加，变得越来越差，给处理设施的运行管理带来很大难度，为 达标捧放，采用复杂的技术，处理运行费用昂贵，根据中国国情，目前是难以承受的，必须寻找 经济合理的渗滤液处理技术，以达到社会、经济、环境效益的三统一。 第一章国内外垃圾渗滤液处理技术概述 1 1 国内外垃圾渗滤液处理技术进展 垃圾渗滤液处理技术的研究日益受到重视，自2 0 世纪7 0 年代以来，垃圾渗滤液处理方法和 工艺的研究已取得很大的进展。研究表明，垃圾填埋场渗滤液水质随场龄的变化而变化( 沈耀瞧 等，1 9 9 9 ；沈耀良等，1 9 9 6 ：沈耀良，2 0 0 1 ) ，其处理技术既与常规废水处理技术有共性，也有 其极为显著的特殊性，主要的处理方法有以下几种 1 1 1 厌氧生物处理 对于填埋场早期的渗滤液的处理适合采用厌氧反应器进行预处理。早期研究主要集中在升流 式厌氧污泥床( u a s b ) 与厌氧滤床( a f ) 。u a s b ( u p f l o wa n a e r o b i cs l u d g eb l a n k e t ) 被许 多国家广泛应用，是垃圾渗滤液处理最有效的处理技术之一( i e t t i n g a g 等，1 9 8 0 ；q u a r m a l y j ， 1 9 9 5 ：l e t t i n g ag 等，1 9 9 1 ) 。许多研究表明，u a s b 的c o d o 负荷在4 0 - 3 3k g c o d o ( m 3 d y l 范 围内，c o d o 、b o d 5 去除率分别为8 0 、8 5 ，并且对重金属有很好的去除效果温度对u a s b 效率影响的研究表明，2 0 ( 2 时c o d o 去除率为7 0 ，3 3 1 2 时c o d o 去除率为9 2 。最近，有研 究报导在低温条件下，厌氧处理作为一种低费用的处理方法在渗滤液处理中也取得了良好效果 ( k e t t u n e nrh ，1 9 9 6 ) a f ( a n a e m b i cf d t e r ) 厌氧滤床，其填料主要为塑料和活性炭，活性炭效果较好。加拿大 t o r o n t o 大学的h e n r y 等人在室温条件下采用厌氧滤池( a f ) 分别对年龄为1 5 年和8 年、c o d o 浓度分别为1 4 0 0 0 n a g l - 1 和4 0 0 0 m g l - l ，b o d j c o d o 分别为0 7 和0 5 的渗滤液进行了处理研究， 结果表明：当容积负荷为1 2 6 - 1 4 5l 【g c o d 盯( m 3 d ) _ 1 、h r t 为2 4 - 9 6 1 1 时，可达9 0 以上的c o d 去除效果，但随负荷的提高，处理效果则急剧下降( 汪慧珍，1 9 8 8 ) 。尽管a f 用于其它高浓度有 中国农业大学硕士论文第一章国内外垃圾渗滤液处理技术概述 机废水处理时其负荷可商达5 - 2 0k g c o d c 。- ( m 3 d y l ，但由于渗滤液是一种成份复杂的废水。含有 较多的干扰因素，在低负荷时这些干扰因素并未达到其产生作用程度。而当负荷提高后，干扰作 用得到体现。因而对于渗滤液的处理而言，厌氧处理时的有机负荷不宜过高。 u a s b 和a f 虽然去除负荷可达到较高水平，然而，耐冲击负荷与毒性的能力较差，限制了 其发展应用。因此又有新的厌氧反应器出现。近时期研究的厌氧反应器多为复合式厌氧反应器， 包括上流式厌氧生物滤池( a n a e r o b i cu p f l o wb l a n k e tf i l t e r ) 、下流式厌氧静态生物膜( d o w n f l o w s t a t i o n a r yf i l m ) 等，这些复合式厌氧反应器耐冲击负荷能力强，具有一定的发展前景。有人对序 批式厌氧反应器( a s b r ) 的研究表明c o d c ，的负荷在1 5 - 5k g c o d c r - ( m 3 d r l 时，去除率为7 0 以上。厌氧反应器在处理高浓度渗滤液时，具有很大优势，耗能低、占地少。但出水污染物浓度 较高，不能直接达标排放，因此必须与其他处理方法联合使用。 1 1 2 好氧生物处理 活性污泥法、氧化塘、氧化沟、生物转盘及接触氧化等好氧处理方法都有一定的研究和应用 ( 张丹祥等，2 0 0 0 ；胡慧青，1 9 9 8 ：l ( c e n jd ，1 9 8 4 ：垧e l d s e np ，1 9 9 8 ) 。均取得良好的效果， 可有效降低水中c 0 d q 、b o d s 、n h 4 + - n 和铁、锰等金属。 研究证明，传统活性污泥法、氧化沟、接触氧化法的优点是对进水c o d o 去除率可达 6 0 - 9 0 ，b o d 5 的去除率可达9 9 ，若进水为渗滤液原液，负荷可达到l 4 5 1 6k g c o d c e ( o d ) - 1 。 由于污泥龄要求较长，采用接触氧化法更能提高处理效果和耐冲击负荷能力，更适合水质水量变 化很大的渗滤液的处理。但也存在一定的问题，主要是这些方法耗能高，占地面积大，对于渗滤 液处理不经济。还有人研究证明，充分处理后，好氧出水不可降解物高于厌氧与好氧联合出水， 这也说明在好氧处理前进行厌氧处理是一种更为有效的联合处理方法 一 。 近几年对氧化塘的研究较多，这是一种具有经济竞争力的处理方法，因其较长的水力停留时 间而具有较强的适应性对于处理经过厌氧处理出水，充分发挥其氧化能力强的特点，具有很大优 势。但由于占地面积大，应用中具有一定的局限性。 1 1 3 物理化学方法 渗滤液物化处理包括絮凝舰淀、絮凝气浮、活性炭吸附、气提、蒸发、化学氧化及催化氧 化、反渗透、超滤等膜分离技术等( 薛勇等，2 0 0 6 ：王罗春等，1 9 9 8 ) 。主要是通过一系列的物 理、化学反应去除渗滤液中的不可溶组分和a o x ，同时将渗滤液中的难生物降解的有机物转化 为易生物降解的有机物并将其去除。 物化处理方法更适合处理老填埋场的渗滤液，但难以使处理后的渗滤液达到排放要求。若先 对填埋场( 包括新老填埋场) 渗滤液进行生物处理，其物化处理效果会更好，处理后的渗滤液能 达到排放要求( 王罗春等，1 9 9 8 ) 。 值得一提的是，近几年在所有渗滤液物化处理工艺中，膜技术被看作最有发展前途的技术， 反渗透膜技术在欧洲国家成为应用最为广泛的渗滤液处理技术。反渗透膜的透过液排入水体后， 不会对永体造成任何污染，处理回收率大约在8 0 左右( m o s t a f aw ，2 0 0 2 ；j e n k i n sb ，2 0 0 3 ) 。 2 中国农业大学硕士论文第一章国内外垃圾渗滤液处理技术概述 随着渗滤液控制排放标准的日益严格，物化法处理垃圾渗滤液由于出水效果好而得到越来越 广泛的应用，虽然相对于生化法处理渗滤液而言，物化法的处理费用较高，但由于物化法不受渗 滤液水质水量变化大、污染物质成分复杂等特点的限制，处理周期短，处理出水能够满足严格的 渗滤液排放标准，所以，采用物化法处理渗滤液，尤其是采用反渗透技术，已成为今后垃圾渗滤 液处理发展方向。 1 1 4 回灌技术 回灌处理工艺是将渗滤液收集起来，通过喷灌使之回流到垃圾填埋场的工艺，可加速垃圾成 分的分解，通过蒸发作用还可以实现垃圾渗滤液减量化。回灌技术目前存在许多技术问题未得到 解决。( 1 ) 堵塞问题，由于垃圾渗滤液中悬浮固体含量较高，同时微生物繁殖量较大，很容易使 填埋层空隙堵塞；( 2 ) 垃圾层中厌氧潸化出现酸积累问题，降低有机物进一步生化的速度；( 3 ) 对n h 4 + - n 去除不够；( 4 ) 表面喷洒时散发的臭气对环境造成二次污染；( 5 ) 受气候影响大。 由于这些问题的存在，使回灌技术在卫生填埋场渗滤液处理中具有一定的局限性。 1 2 我国部分城市垃圾填埋场渗滤液处理技术调研 1 2 1 我国垃圾渗滤液概况 1 2 1 1 垃圾渗滤液水质 渗滤液水质n h 4 * - n 浓度高，有机物浓度高，可生化性差，水质变化大，受垃圾成分、垃圾 含水率、垃圾堆体内温度、垃圾填埋时间、填埋工艺等不同而复杂多变，流量小且随降雨量的变 化而变化。垃圾渗滤液的成份和浓度也存在地区筹异见表1 - 1 。 表卜l 我国部分城市渗溶液水质 t a b l e l - 1w a t e rq u a l i t yo fl e a c h t ei ns o m ec i t i e s 1 2 1 2 渗滤液的危害 渗滤液对地面水污染是以b o d 、c o d 表面的有机污染和n 、p 污染为主。饮用受渗滤液污 染的地表水，会危害人体健康。受渗滤液污染水体进入农田会引起富营养化、毒理和生态毒理效 3 中国农业大学硕士论文第一章国内外垃圾渗滤液处理技术概述 应。 渗滤液中的微量重金属在自然环境中不易分解或降解，在地表水径流中大多沉积土壤中，并 不断积累，所以它们的潜在危害很大。 渗滤液对地下水的污染有滞后效应，特别是不易降解的有机污染物和微量金属元素的影响。 渗滤液污染地下水的途径主要是通过填埋场地基下渗进入地下含水层而造成，污染强度取决于基 底的水文地质条件以及是否采取防渗措施等等。 根据1 9 7 7 年资料( 郑铣鑫，1 9 8 9 ) 美国共有1 8 5 0 0 个填埋场，几乎有一半对水体产生了污 染。我国兰州东盆地雁滩水源地因垃圾渗滤液污染而废弃；西盆地马滩水源地部分水井报废( 陈 梦熊，1 9 9 0 ) ：澳门与珠海市交界处的茂盛因澳门垃圾渗滤液污染，使当地河流鱼虾绝迹、农田 失败( 韦敬祥，1 9 8 7 ) 等等。 1 2 2 渗滤液处理技术调查 1 2 2 1 渗滤液回灌工艺 昆明西郊卫生填埋场和桂林冲口垃圾填埋场采用回灌工艺处理渗滤液，但效果差，回灌困难。 其中桂林填埋场的回灌工艺设计与实际情况出入大，雨季降雨量集中，集洪沟位置高、数量少、 雨水导出困难；作业面与覆土区雨水难以排出，渗滤液与雨水混合，回灌已失去作用。 1 2 2 2 好氧处理工艺 好氧处理是利用好氧生物进行的处理，对渗滤液具有良好降解效果，并有成功的范例和经验， 但能耗高、污泥量大、投资、运行费用高，目前国内杭州采用此工艺。 杭州天子岭废弃物处理总场采用的是两级活性污泥法处理工艺( 由同济大学设计，日处理量 3 0 0 0 ，出水为：c o d c r 6 0 0 m g l - l ，b o d s 2 0 0m g l 1 。但可能是设计的原因，出水一直达不到 要求，正计划采用厌氧一物化或综合处理法处理。 1 2 2 3 厌氧一好氧处理工艺 厌氧一好氧处理工艺结合，发挥了厌氧处理与好氧处理的优势效果，污染物去除率有很大提 高，是广泛应用的渗滤液处理工艺，考察的填埋场多数采用此工艺。 北海白水塘垃圾处理场、广州大田山废弃物堆填场、厦门东孚垃圾卫生填埋场以及福州红庙 岭垃圾综合处理场都采用厌氧一好氧工艺处理。其中北海、福州采用厌氧污泥床一氧化沟工艺处理， 出水c o d o 2 0 0 m g l 1 ，b o d 5 8 0 m g l 1 ，达到农业用水二级标准。但北海因电耗、药剂等成 本高，经费不足，已经停止运转。福州填埋场己进入二期填埋，渗滤液可生化性变差，因雨水渗 入等原因水质变化大，工艺参数难控制，出水水质不稳定。 广州大田山废弃物堆填场己封场，采用的厌氧一氧化塘工艺经过改造，引进新菌种，使用二 氧化氯消毒，设计出水达到国家二级标准。但实际运行出水达不到设计标准。目前运行费用1 5 4 中国农业大学硕士论文第一章国内外垃圾渗滤液处理技术概述 元t - 1 。 厦门东孚垃圾卫生填埋场采用u a s b p s & 生物接触塔整合装置处理。由于渗滤液调节池容 量仅1 0 0 0 0 m 3 ，整体设备的负荷低，不耐冲击，出水达不到设计要求。 1 ，2 2 4 膜过滤处理工艺 膜过滤处理是利用渗透膜滤去污染物的工艺，有超滤、反渗透及纳滤等方法。广州和厦门填 埋场原渗滤液处理工艺效果不理想，实验采用膜过滤工艺处理。广州大田山废弃物堆填场实验采 用d t 膜处理；厦门采用超滤一二级纳滤法处理，预计总投资1 1 0 0 万元( 设备投资7 7 9 万元) ， 处理量3 0 0t - d 1 ，进水c o d e , 5 0 0 0n a g u 1 ，n h 4 * - n 2 0 0 0m g l - l ，出水标准；c o d c ， 3 0 0n a g l 1 ， b o d 7 ；p h 值8 0 ，可生化性较好。由厌氧、吹脱、及a o 生物接触氧 化三段处理渗滤液效果较好，出水达到二级排放标准，试验数据统计结果列于表4 1 。 表4 - 1 三段处理渗滤液试验统计表( 2 0 0 2 - 6 - 1 8 至2 0 0 2 - 8 - 3 0 ) t a b l e 4 - 1s t a t i s t i c s o f t h e l e a c h a t e t r e a t m e n t b y t h r e es e g m e n t s m e t h o d 注；沼气产气率为0 , 3 5 - 0 5 6 m 3 虹c 0 d i 中。 国家环境分析测试中心到现场随机取样化验结果( 与我们自检的结果基本一致) ，列于表4 - 2 表4 - 2 垃圾渗滤液处理中试装置进出水化验襄( 2 0 0 2 - 8 - 1 9 ) t a b l e 4 - 2 a s s a y i n g t a b l e o f e n t e r i n ga n dd i s c h a r g i n g w a t e r b y l a n d f i l l l e a c h a t e t r e a t m e l l ts e t 化验结果表明前三段去除s s 、n i l , * - n 、c o d b o d 5 等指标，具有很高的去除率，分别为 9 8 9 、9 9 6 、9 8 8 、9 9 9 。沼气产率为1 ) 3 5 - 0 5 6m 3 k g c o d c 1 。 4 1 2 秋、冬季中试研究结果 秋末气温开始下降，渗滤液所含有机物浓度也下降，b o d s c o d c , 7 ，氨 氮1 6 0 0 2 3 0 0m g l - 1 ，p h 8 o ，b o d 5 c 0 d b 大于0 5 ，较高，厌氧处理效果较好。 5 1 2 低负荷复合厌氧反应器去除c o d c , 的效果 试验数据列于表5 - 2 此表统计数据包括进水负荷较低、水质条件较好阶段的试验结果、吹脱后的进水试验结果和 二级厌氧验阶段的试验结果。有机物浓度有所降低，c o d 。n h 4 * - n 约为0 2 ，p h 值升高，为 8 0 8 3 ，b o d 5 c o d c 。降低到0 3 ，处理效果有所降低。 1 9 中国农业大学硕十论文第五章复合厌氧反应器处理渗滤液的试验研究 表5 - 2 怔负荷厌氧反应器的试验数据 t a b l e s - 2 t e s t i n g d a t a o f l o w l o a d e x la n a e r o b i cr e a o l o r 项目 c o d o m g l - 1b o d s m f f l 1n l l 4 + - n m g - u 1s s m g - l 1 平均进水 7 8 0 02 5 1 5 8 0 3 5 0 0 平均出水 1 8 3 05 4 01 4 5 31 8 0 0 平均去除率， 7 6 07 8 98 0 4 8 6 p h 值 7 9 8 1 7 注；c 啪k ，o 睢1 4 0 m r l | 1 悃h * - n 1 4 0 0 1 7 0 0 r a g l 1 # p 琥o 8 2 有机负荷为0 5 - 3 5 1 r , 薯( m 3 d ) lz 进水量为3 - 6 e d 1 ：温度3 0 - 3 5 c 平均产气辜；0 3 50 啦g c o d b ) 1 5 2 结果与讨论 5 2 1 c o d c r 的进水浓度、负荷与出水浓度、去除率的关系 对于试验过程中，渗滤液水质相同或大致相同时，出水c o d c ，、p h 、n i 山* - n 及碱度没有太 大变化时，高负荷厌氧反应器的有机物去除率与有机负荷呈一定的负相关性，有机负荷越高， c o d c r 的去除率越低，相应地出水的c o n o 浓度越高，如图5 - 1 。从图中可以看出，当厌氧反应 器负荷低、在进水条件较好的情况下，c o d o 去除率最高可达9 7 ，出水c o d o 可降低到 1 0 0 0 m g l 1 。当厌氧反应器负荷为1 2k g ( m 3 d ) 1 时，厌氧反应器出水为5 5 0 0m g l 1 ，但去除率仍 达8 5 。 试验结果见图5 - 1 。 024 68 1 01 21 4 有机盘莆鞭废- r ( _ 由4 图5 - 1 高浓度厌氧反应器有机负荷与c 0 d c ，去除率 f i gs - 10 l 嘶l o a da n dr e m o v i a gt a l ei nh i g hl o a d e aa n a e r o b i cr c t o r 表h 低负荷厌氧反应器有机负荷与去除率 t a b l c 5 - 30 1 幛i n i cl o a da n dr e m o v i n gr a t ei nl o wl o a d e da n a e r o b i cr e a c t o r 进水c o d c r出水c o d c r有机负荷去除率 鲤兰：鲰：奠：担呸：f 建：垡j = ! 墅 7 7 0 02 1 0 527 2 7 7 7 0 02 2 3 0 3 7 1 o 7 7 2 1 9 03 57 1 j 6 8 0 02 1 8 536 7 9 5 0 呻2 1 3 62 55 7 3 5 0 2 1 3 6 2 55 7 3 4 5 0 02 2 5 0l5 0 0 3 5 2 1 8 50 53 7 6 孵*镗雒蹦 莓moa8 中国农业大学硕+ 论文第五章复合厌氧反麻器处理渗滤液的试验研究 3 5 0 02 1 8 5l3 7 6 对于厌氧反应器，在进水浓度高，p h 值、c o d c , 、n i - 1 4 + n 都适合微生物生长的水质条件下， 可根据一定出水要求选择不同的负荷，对厌氧反应器进行运行管理。当进水条件恶劣时，厌氧 反应器对渗滤液的处理结果则有所下降，在这段时间里，由于原水水质变化很大， c 0 d o 降低， p h 升高，碱度升高，c o d o 去除率受到影响，见表5 - 3 所示。 在渗滤液进水c o d o 浓度低于8 0 0 0 m g l - i ，容积负荷在2 3 5 k g ( m 3 d ) - 1 时，c o d o 出水浓度 为2 1 0 0 2 2 0 0 r a g l 1 ，其去除率为5 0 - 7 2 7 ，与高负荷反应器相比，去除率降低。导致上述结 果有诸多方面原因，主要是两个相关连的方面，最关键的是p h 值增高，对微生物活性有一定的 抑制作用；同时反应器中n h 4 + - n 为8 0 0 - 2 0 0 0m g - l 1 ，在这种高n h 4 + - n 、高p h 水质情况下，大 量游离氨对厌氧菌的产生抑制作用。 5 2 2 厌氧反应c o d o 负荷对产气率的影响 在进水有机物浓度高，c o d c ，为3 0 0 0 0 - 5 0 0 0 0m g - l 1 ，n h 4 + - n 为2 0 0 0 , - 2 8 0 0m g l 1 ，厌氧反 应器产气率很高碱度为7 0 0 0m g l - 1 ，p h 为5 7 巧5 。厌氧反应器内p h 值为7 9 以1 ，比较适合 产甲烷菌的生长，在此p h 值下，对产酸卣有一定的抑制作用，使产酸反应速率和产甲烷反应速 率相匹配，处理效果好，产气率高，展高产气率可达0 5 6m ? k g c o d c 1 。负荷为1 2k g ( m h y l 时， 试验沼气计量表计量产气量为3 0 m 3 d 1 ，产气率约为0 3 5m 3 k g c o d o 1 而当c o d o 负荷为2 k g - ( m 3 - d ) 1 时，产气率最高达o 5 6 岔k g c o d o 1 。变化关系如图5 - 2 分析原因，在负荷高时，出水c o d o 浓度高，说明厌氧产反应过程中产甲烷反应不充分，而 当负荷低时，厌氧反应中，产甲烷反应彻底进行，因此产甲烷率较高。 2 自未“卅” ” m s - 2r & r i m * p f i g 5 - 2 l o a d a n d g a s p t o d e c t e d r a t i a i a a n a e r o b i c u ：a c t a t 而对于进水水质相对恶化的情况下，厌氧反应器内微生物性能受到一定抑制，有机物本身反 应不彻底，即使负荷很低，在0 5 - 3 s k g ( m 3 d y l 范围内，产气率也很低，一般在0 3 0 m 3 k g c o d c i 左右，甚至更低。 综上所述，产沼气情况与厌氧反应器内生化过程密切相关，产沼气量和产沼气率能在一定程 度上判断厌氧反应器的运行状况。 啷 ” 吣 f卫5t，毒rk 中国农业大学硕士论文第五章复合厌氧反麻器处理渗滤液的试验研究 5 2 3 厌氧反应器中碱度、n h 4 + - n 对c o d q 去除的影响分析 渗滤液内有一个庞大的酸碱缓冲体系，在这个缓冲体系中，包括n l l 4 + n ，矿、各种阳离子 k 、n a + 、c a ，、m 矿等，h c 0 3 。、产、a 。、有机酸阴离子和其他各种阴离子。在高浓度垃圾 渗滤液中，酸化阶段所产生的各种有机酸在整个缓冲体系中占优势时，渗滤液呈酸性，p h 值为 5 7 撕5 。在反应器内随厌氧阶段的进一步深入，有机酸被产甲烷菌逐步利用，并且有一小部分 n h 4 + - n 等酸碱缓冲剂被作为营养物质在细胞合成中利用，但与有机酸的消耗相比较所占比率甚 低，整个缓冲体系被打破，p h 值不断提高，反应器出水呈弱碱性，p h 值在7 8 8 1 0 之间，在这 个p h 值条件下大部分厌氧菌活性能正常发挥，由于厌氧负荷在2 1 2k g c o d c ：( m 3 d ) 。1 变化，厌氧 出水c o d c ，也有变化，在5 5 0 0 _ 1 0 0 0m g l 1 之间变化。此时厌氧出水中n i - 1 4 * - n 为1 5 0 睢1 8 0 0 m g l - l ，进水碱度为5 7 0 0 - - 7 0 0 0m g l 1 ，出水碱度稍有降低，为4 0 0 0 - 5 5 0 0m g l 1 ，基本属于厌氧 消化过程的正常范围，在这个缓冲体系中，n i - h + - n 本身并没有对整个体系引起太大毒害作用。 5 2 4p h 值对c o d o 去除率的影响 随着季节的变化，渗滤液中碱度升高，p h 值升高，冬季渗滤液中碱度上升到1 2 0 0 0m g - l 1 以上，而c o d o 却下降很快。在3 5 0 0 - 8 0 0 0 m g l - 1 之间，p h 值7 9 - 8 2 ，渗滤液本身已经处于厌 氧反应产甲烷阶段中后期，出水p h 值在8 1 以3 之间变化 有关资料表明厌氧反应器中一定浓度的n h 4 + - n 本身并不是抑制剂，而是由于p h 值升高， 分子态氨比例升高，分子态氨对厌氧微生物具有一定的毒害作用。据报道分子态氨浓度为5 0 m g l 1 是极限值。因此，有必要对c o d c g n h 4 + - n 7 ，p h 8 0 ，n 1 4 + - n1 6 0 0 - 2 3 0 0m g l 1 ，b o d s c o d o 较高渗滤液，厌氧反应器 对c o d o 去除率为8 5 ，卯。