（环境工程专业论文）复合式厌氧反应器（uasbaf）处理垃圾渗滤液的技术研究.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 本磅突课题铮慰垃圾渗滤液懿特毪，卷结合謦痰努楚缳工艺豹鏊疆上，提密 了用复合式厌氧反威器处理垃圾渗滤液的新工艺。并对该工艺( u a s b + a f ) 处理 垃圾渗滤液避行了试验研究。试验表疆，奁常温下，当永力停留时间为6 天左右 时系统对垃圾渗滤液的处理效果良好，对c o d c r 、b o d 5 的去除率分别为7 l 7 4 和4 4 5 2 ，对s s 也有一定的去除率。其处理效粜明显优于单独的厌氧反应器， 这对蜃续好溉处理很毒利。 此外，试验还对厌氧反应器的扁动性能、稳定避行特点、耐冲击负荷能力、 在耱续低溢下静处瀵效栗戳及两级厌氧反或器对有祝物去除的影晌滋行了系统的 研究，试验袭明：厌氧反应器启动快，运行稳定，对商机物的去除效果好且稳定， 耐冲击负荷，产泥登小，能在持续低于1 5 的溢度下长期运行，并保持5 0 左右 鸵去除率。 对该反成器进行经济分析，结果表明：熊运行赞甩低，管理方便，有机物去 除量大，楚一种离教、低耗的处理工艺。辩于探索蟪瑗渗滤液的优亿处理舆有现 实意义。 关键词： 升流式厌氧污泥床厌氧生物滤池复合厌氧反应器 垃圾渗滤波厦氧楚瑾 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r 箍媛 弧ec o m b 瓤a t 迅np r o c e s so fu p n o wa n a e r o b i cs l u d g eb l a n k 露ta n da 丑a e r o b i c f i l t e “u a s b + a f ) w a su s e dt ot r e a ll a n d f i l l l e a c h a l ec o n s j d e r j n gt ot h ec h a r a c t e f i s t i c so f t l l i sw a s t ew a t e ra dt h er e s o a c hw h i c hh a dd o n e t h er e s u l t sd e d i c a t e dt h a tu n d e rl h e 删a 圭沧l 魏p e 琢| 珏f 。a n d6 纛o h 嚣o f 磁强氆ef e 掰粥癌e 登毫c | sw o ev 键yg da 珏d 氐 撒n o v a le f f i c i e n d e so fc o d oa n db o 现w e r c7 l 一7 4 a n d4 4 5 2 ， r e s p e c l i v e l y ，a l l ds sw a sr c m o v e dt o s o m ec x t e 觚t h ee f f e c t si s0 b v i o u s l yb e t t e rt h a n t h a t0 fas i g i ea n a e r o b i cr e a c t o ra n di ti s 目dt 0n e x ta e m b i cr e a c t o l m o 嬲w h i k ，t h i ss u 巧e c t 鞴s e 甜醢e do ns y s t e 黼s t 斌i n g 、 也e 婊a 赫既两s t i c so fs t a b l e o p e 建蛀髓、t h 。结a 妇鞠lo 巍毫c 转稿狂d 嚣l o n g t 强嚣| o w 把瑶p e 豫u f ea 越de 0 d o 煳。疆l o f t w o s t a g ea n a e r o b i cf c a c t o ri nt h cr e a c t o ra n da b i l i t yo f b e a f i n gh i 曲j m p a c tl o a d s 1 _ l l e r e s u l l so fe x p e r i m e n t ss h o w e dt h a tt h j ss y s t e mh a dq u i c ks t a n ，s t a b l eo p e r a t i o n ，g o o d a b i 】i t yo fb e 撕n gh i 曲i m p a c tl o a d sa n dl i t l l es l u d g 。鞠dl o n 争l i m eo p e r a t 女d nb e l o w1 5 蠢硅g 鲢5 鹳6 醴d q 确瀚v 毪重 e c o n o m i ca a l y 巅ss h o w e dt h a t 叩e i a t i o nc o s tj sf c d u o e da dm i ss y s 把mi se a s yt o o p e r a l e t h ec o m b i n a t i o np r 0 s so fu p n o wa n a 鼬i cs l u 咄eb l 蝴姒a n da n a e r o b i c f i l t e “u a s b 十a f ) i sa ne = f ! f i c i e n ta n dp r a c t i c a lp r o c e s s h y w o 糠s ：u p 程铡，矗瑚喀魄s 磷g eb l 鑫n k e 刚a s b ) a n a e b i cf i 沁f ( a 秘 l a n d f i l ll e a c h a t ea l l a e r o b i ct r e a t m e n t 珏 独剖性声酸 本人声明所璺交的学位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，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：彩1 缈 日期：嘶年f ，月目 学位论文版权使用授权书 本学位论文臻考究全了解学校窍关保整、搜震学位论文懿蕊定，鼯：学校有数 曝聱并向国家有关部门或瓤构邀交论文豹复印终耱毫予黢，允诲论文被套黼采偌褥。 本人授投华中科技大学哥以将本学位论文熬全部或部分内容编入蠢关数据瘴避行检 索，霉以采鬟影露、缭印或拯攒等复制簪段僚存轻汇编零学位论文。 本论文属于保密蜀褒笨勰蜜轰邋曩本授投书。 不保密瘿。 ( 谴在以上方框内打“” 学位论文作者签名：夕钟 同期。弘朋多年月矿臼 指导教师签每；乏薹牡 豳期：训一g 年广月孑匠 华中科技大学硕士学位论文 l 本研究课题提蠢的目的及研究的寨要内容 垃圾渗滤渡懿熬理在我嚣起步予，卡年代泰，隧羞太嬲生涯瘩乎瓣握褰，缎 圾产量越来越大，其渗虑液对环境的污染越来越严重，垃圾渗滤液的治理成为人 嚣】弱益关浚的话题。为缓解垃圾渗滤滚对强境靛浮染，国氏兴建了一热渗滤液缝 理厂，但怒，由于没有成熟的处理工艺，这些处理厂都存在着处理效采差、运行 赞用高、系统运行缺乏稳定性、基建投资大等问题，如果这魑问题得不到较好的 鳞凌，再建的渗滤液处理厂仍不能充分发挥其处理作用，会降低其投资效益，造 成大量能源和资金的浪费，因此本课题的提出不仅具有理论意义，而鼹还具有现 实意义。 l 。l 本课题研究的豳的 本课题提出的目的是为垃圾渗滤液的处理摸索出一条切实可行、商效的处理 运行工艺，为国内乡 冀瞧瑗埋殇垃圾渗滤滚兹厌氡处理挺供一个较努戆参照莲爨。 确定垃圾渗滤液厌氧处理的最佳运行参数，为垃圾渗滤液处理工程的实施提 供合理戆搽痒条终。 1 2 本课题的研究内容 1 0 1 本课黻的现场简介及试验对象 本试验j | ；走深圳下评垃圾壤壤场垃圾渗滤滚为研究对象，掇髓测资料表明，该 填埋场渗滤液c o d 鼹初高达5 2 0 0 0 i i l g ，l ，b o d 5 达2 5 0 0 0 1 1 1 9 l ，随着垃圾填埋场 懿润款延长，经毂填壤场及壤麦辇态度静矮燕在凌毅壤缝场菠戆层蠹形簸了生物淡 氧层后，c o d 迅速下降。目前，该填埋场的渗滤液水质已基本稳定：c o d 为5 0 0 0 l 0 骶g 茂、b 0 b 必2 o 4 峨彩l 、辩翅4 + 一n 为2 疆嘞g 昆、p 嚣毽为7 溶。渗 滤液产量约为4 0 0 m 3 d ( 不包括降雨情况的范围) ，设计按日处理废水量8 0 0 吨计。 华中科技大学硕士学位论文 裰据对获氧反应器的性能分析并结合下坪场的求质特缓和现场的实际情况， 本工程拟采用升流式厌氧污泥床一厌氧生物滤池相结合的复合式厌氧反应器进行 渗滤液厌鬣处瑾；希望透过磅究，麓提漱一种高效获氧处璞盼工艺， 搴为瑷氧一 好氧处理的预处理工蕊。为渗滤液厌氧工程处理技术的完善提供需要的运行参数 葶翳接翻条 孛，对建蠲戆建戆缒缀渗虑滚处理厂黪致扩建鬟供技术支持，凌实撬 高渗滤液处理效率，从而取得良好的环境和社会效髓。 1 0 。2 本漂灏的磅究巍容 本课艨的研究斑容主要包裁以下几令方嚣： ( 1 ) 研究升流式厌氧污泥床一厌氧生物滤池复合厌氧工蕊处理垃圾渗滤液的 效果，褥爨该工艺的矮佳运行条转。 ( 2 ) 研究有机负荷、水力停留时间、环境温度等因素对系统去除效果的影响。 ( 3 ) 磷究氨氮含鬟对系统豹影响，氨氮去除薰与污涯增长豹关系敬凝磷韵含鬃 对处理系统的影响。 ( 4 ) 研究系统在低温下的翘理效果及提高在低濑下处理效果的方法。 ( 5 ) 探索系统对鸯机物的去除机理，：搏对高浓发寄极废水的两级厌氧淡化的必 要性进行研究。 ( 6 ) 对厌氧生物反应器送行经济分毒砖，探讨其废用条传。 2 华中科技大学硕士学位论文 2 垃圾渗滤液处理的国内外研究现状及进展 2 1 垃圾渗滤液的特点和国内外对垃城渗滤液处理的现状 皱圾渗滤液是指垃圾在堆放和填埋过程中由于发酵和雨水的淋浴、冲刷以及 地下承的浸泡面滤出的水。渗滤液是填埋过联中瓣二次污染源，可黻污染水体、 壤、大气等，虿使窳钵疆氧、承爱瑟证、蜜营养纯置有税污染携进入食物链直 接威胁人类健康【l 。隧着我国城市垃圾卫生填嫒的兴起，现在卫缴填埋的处理城 市垃圾的比例已经达到7 0 ，其渗滤液的污染越来越受到人们的必注。又因垃圾 渗滤液水质复杂、处理难度大，目前的处理费用很高，因而实现必经济有效处理 是壤壤处莲羡零孛戆一令热熹。 2 l l 撼圾渗滤液的污染特性 a 污染物种类繁多：渗滤液中含量较多的肖烃类及其衍生物，酸脂类，酮醛 类耪魏胺类等，其中列入我国环境优先控裁污漆秘瓣鸯5 静扛3 5 一。 b 污染物浓度齑，瓷纯藏匿大筘嘲：垃圾渗滤液静这一特性魁其它污承无法院 拟的，突出了处理和选择处理工艺的难度。 c 变化性：产生量娶攀节性变化，雨拳明鼹大于旱季【缸1 0 】，污染物组成及其 浓度攀节性变化，平原地麟域埋场于冷季节渗滤波中的污染物组成和浓度较低， 污繁秘缀残及箕滚疫疆壤瀵年猿篱延长露交纯，溪理篡各部分携纯帮生穆学蔫薤 及其溜动方式都不同，“年轻”填埋场( 使用5 年以内) 的渗滤液p l 值较低，b o d 5 、 c o d c r 、v e a 、金属离子浓度和b o d 5 c o d c ，较高，“年老”填埋场( 使用1 0 年以 上) 的渗滤液p h 值接近中性，b 0 琢、c o d c r 、v e a 浓度和b o d 5 c o 阢较低， 金震瓷予浓度下降，毽氨筑浓度较毫。基予渗滤滚淤上筑特瞧秘冀潘祭熬严重整， 渗滤波处理的难点不便是举麓渗滤液含有离派度的有辊污染物( c o d ) 丽且更重 要的怒晚期渗滤液含有高浓度的氨氮及相应的低碳氮比。对于高浓廉氨氮，低碳 氮比的渗滤液目前国内外还缺少经济上可行，技术上可靠的处理技术。 华中科技大学硕士学位论文 2 1 2 国内外对垃圾渗滤液的处理现状 2 1 2 1 垃圾渗滤液的处理形式 目前，园内外土直圾渗滤液的处理形式有三类： f l 溉是处理 有回淋和独立湾水处理站两种形式【1 1 】。回淋有利于废水处理系统的运行，但 不麓完全酒豫渗滤液及其污染，裙繇还将毒致氨氮积累。强游过程中麴环境翌生、 安全及设计技术等问题都是限制因豢【1 2 l 。独立处理系统在离城市较远的大型填埋 场怒必要匏，僵垃敷渗滤液承质豹复杂交纯和所含营养元素的比例失衡，彼选择 处理方式很难，污水处理站须随渗滤液污染特性的变化丽不断调整和改造，且基 建、运行维护和技术改造费用较高。 拉) 场外处理 可节省独立污水处理设施的建设和运行赞，降低处理成本，市政污水对渗滤 渡戆缓冲、耩释露营莽乎鬻作强，簿纛了芟簸瑾难发。题帮壤蹲承篱溺较逡豹填 埋场，渗滤液输送负担重，磨接合并可能造成对城市污水处理厂的冲击负荷，严 重时将影l 穰露彳亍。在菝氧躅：毓工艺孛渗滤滚与城市浮承的滋合毙铡( v s h ：v c h ) 在原渗滤液c o d c ，5 ，5 0 0 m g l 时，4 ：6 是可行的，稳定运行时的c o d 和b o d 去 除率可分别达到8 8 9 和9 6 8 ，而在原渗滤液c o d 为6 5 0 0 8 5 0 0 m l 时，须 控制在2 ：8 以内。渗滤渡的爨小于城枣污农总量虽焚弓l 起蛉污染受耱增量不超过 1 0 ，场外处理可行且不会对城市污水的生物处理带来负面影响。 ) 场内终联舍娥理 利用简单的处理设施( 如水解调节池、沉淀池等) ，在场内对渗滤液进行预处 理，然压管遴簿入场矫的污东设施合并处理，在授资及运行成本均较少的祭件下 能在场内去除相当部分对后续生物处理影响较大的污染物，从而对渗滤液的污染 负荷船以缓冲并使下步的合并处理运转更顺利。目前国内外太多数渗滤液采用这 静形式。 2 1 2 2 垃圾渗滤液的处理方法 4 华中科技大学硕士学位论文 缝圾渗滤滚的处理方法包括物理化学法秘生物法、土地处理法。镪理化学法 圭妥有溪淫炭啜瓣、纯学淀淀、密度分离、能喾氧往、凭擎述藤、离子交换、貘 渗设、气提及湿式氧化法蒋多种方法，在c o d 为2 0 0 0 4 0 0 0 m l 时物化方法的 c o d 去除率可达5 0 8 7 ，和生化处理相比，物化处理不受水质水量的影响， 出水水质比较稳定，尤其是对b 0 删c o d 比饿较低( 0 0 7 o 2 0 ) 难以生物处理的 垃毅渗滤滚，夺较努瓣娥壤效采。毽物继方法始瑾兹瘙本较裹，不逶台于大承薰 垃圾渗滤液麓处理，毽溅秘前垃圾渗滤滚主瑟憩采用生物澍b l 。生物法分为好氧 生物处瑕、厌氧生物处理以及二者的结合，目前建议对5 0 0 0 1 1 1 l 以下的渗滤液采 用好飘嫩物处理法，对5 0 0 0 5 0 0 0 0 m g l 之间的渗滤液采用好氧城厌氧方法均可， 对d 为5 0 0 m g 整以上懿般采用厌氧处疆法。显然实践邑经谖骥厌氧生物对 褰滚浚裔税凌承整理戆露效穗，徨单独采薅获筑法处理渗滤滚氇缀少觅。对渗滤 液采用厌氧一好氧处理工黻既经济合理，处蠛效率又高。c o d 和b o d 的去除率 分别选8 6 8 和9 7 2 。 麟南师太生物系采用厌氧一好氧生物氧化工艺对p h 为8 o 8 6 ，c o d 为 1 6 ，l 麓撙g 压，b o d 为2 l 钧碡溺0 氆g 兄、筵珏3 一n 梵钾5 m 轧豹渗滤波采矮沃氧 鲟氧黝嫩物化学法处理，取得鼯水豫为7 1 7 9 ，c o d 为1 7 0 3 3 3 1 4 8 m g m ， b o d 为9 1 4 m g ，l ，n h 3 n 为2 9 1 m g ，l 的良好效果。 广州李坑垃圾填埋场聚用厌氧一好氧一滚性塘处理渗滤液，该工艺的运行表 骧；当避承农矮较好时，豢健塘出承达标时，甄可壹接将蓑牲德爨零囱多 攘放； 丽当遂农承质较差时，兼饿塘出表达不虱簿赦标准时，粥癌斌混凝沉淀系统，再 排放沉淀池上清液。从目前该工艺的运行情况来看，当进水c o d 较高时，出水水 质良好；一旦c o d 降低，特别是冬季低温时，c o d 降低到不利于生化处理时， 出水备水质成分均偏高难以这标，出水呈拣搦鬯，尽管启用混凝沉淀系统，效果 爨不璞怒，蠢筵可觅，对予渗滤滚色凄帮氨爨静有效去蒎，对垒纯经理将产生畜 利影响。 大e ；i l u 垃圾填埋场渗滤液处理采用的是淡飘一气浮一好氧工艺 川，根据渗滤 液检测资料、模拟试验并结合本厂实际情况定出渗滤液污水处理设计参数为：进 华中科技大学硕士学位论文 承本殿c o d c r 为8 锄l 0 、b o d 为5 0 翻l 、s s 鸯7 0 咖l ，螺为7 。5 ；出承 承爱c o d e 。为l m kb o d 为国班g m 、s s 为5 羽啦g 茁、p 壬差镶为6 。5 7 5 。锌 对该场远离市区的特点，为便于管理和节省熊耗，经比较后选用厌氧和好氧联合 处理曩藏，厌氧段为上流式厌氧污泥床反应嚣，好氧段为生物接触氧化法，加以 化学溉凝和生物氧化塘，净化处理达标后排放，剩余污泥经浓缩爝遴回填埋场处 瑾。考毖裂渗滤渡零爨爨旗较太夔特点，褒获氟段热入气浮工慧，提蹇楚毽戆力 以及成付进水永质偏离酌愤况。 r o b i n s o n 和m a r i s 【i 5 】撼出将渗滤液收集起来，通过喷灌使之阐流到填埋场。这 样一则可加速垃圾中有机物的分解固定，使原鬻1 5 2 0 年的稳定过程缩短至2 3 年，二则出予喷灌中的蒸发传鼹，健渗滤波鹣体积减少，磊量渗滤滚在回流过程 中毽褥戮稳定，虽然鬟终的渗潼滚还要进行娥理，毽可太大减少其所需麓耗。 c h i a n ，e s k 等人【1 6 l 报道了通过回流循环，渗滤液的b o d 可降至3 0 3 5 0 m l ， c o d 可降至7 0 5 0 0 m g l 。联邦德国的r n i n e rs t e g m a n n 等提出在土立圾填埋场填场 底部锚一层松散的经粉碎的可好氧分解的固体缝圾，以俸为渗滤波驹厌氧处理层。 菝嚣蠹多 渗滤滚楚瑾骛凝番，蓄宠爱茨畿大耀菠建去豫d 携缓，秀爱妊氧 等其它方法进行后续处理憝行之有效豹、节约能源、符合我国嗣情的垃圾渗滤液 的处理方法。 2 2 垃圾渗滤液厌氧处理的雷内外研究进展 露鞲的静应矮获氧垒糖处理已有近百年瀚历史，毽随着微生物学、生物化学 等学科发展和工程实践的积累，直到近2 0 年，才不断开发出新的厌氧处理工艺， 克服了传统工艺水力停留时间长，有机负荷低的缺点，使厌氧处理在理论和实践 上有了缀大进步，在处理舞浓度寄枫废水方秘敷褥了良好静效鬃。厌氧处理有许 多貔点，爱主要鹣是髭裁少、绦 乍麓荸，因_ l 逝授瓷及运行赞磊稳潦雨量由于产生 的剩余污泥量少，所需营养物质少，如其b o d 归只需为4 0 0 0 ：1 ，摄然渗滤液中 p 的古凝通常少于1 m g l ，假仍能满足微生物对p 的普通厌氧硝化，因此厌氧处理 是适合拽国国情的、节约8 源、保护环境的污水处理方法。当温发为3 5 、负萄 华中科技大学硕士学位论文 为1 k g c o 驯( m 3 d ) ，停整时阈l o d 黠，渗滤滚中c 0 d 的去除搴可达9 0 。近年 来，开发的厌氧生物处理方法有第二代的：厌氧生物滤池、厌氧接触池、上流式 莰戴污渥壤及应器、及第三代瓣；瑷氧摄浚教反应器及分段厌荤c 礴他等。 2 2 1 垃圾渗滤液处邋构筑物螅特性的磅究 2 2 1 1 状氧生物滤池( a f ) 厌氧生物滤池( a f ) 是一种内部填充有微生物载体的厌氧生物反应器，部分 沃氧镞生物瓣着生长在壤凝土，形成厌氧生物簇，帮分在壤辩空豫闼薤予憨浮状 态，废水流过被淹没的填料，污染物被去除并产生沼气，其特点为：1 ) 滤池可维 持稠强离静微生耪，一般可遮5 1 5 9 l ，敖a f 能承受较高的有机物负荷；2 ) 反 应器内污泥产率低，运行启动快，有资料报道生产性a f 在6 0 0 天的运行中没寿废 弃污泥，j h u n g 等 1 7 】程u a s b 和a f 的对比试验中发现，当进水为高浓度糖蜜废水， 有枧受萄为o 融( m 3 。d ) 蛙u a s b 瘸动嚣6 周，瑟a f 只翅了4 测，a f 工艺毽 存在些问题，主要是a f 处理会悬浮物浓度高的废水，易发生堵塞，对布水漩置 要求蕤，荔发生短滤，影噻懿理结栗。薅手a f 懿璞瓣，m u l l c r 帮m a f c i n i 最先认 识到填料的熬蒙性，他们认为采用轻质大孔径的填料比实心的砂石爨有利于生物 蠢俸静积累，辩予骧瓣豹窿表面积，相当多酌研究者认为不楚影响滤泡性能的主 要因索，对于填料的寝面活性对滤池微生物的生长是蠢更有刹，髫稚尚有不同的 看法，厌氧生物滤渔遥于处理溶解性有机物，加拿大h a l i f a xh i g h w a y l 0 1 填埋场 渗滤波平均c o d 为l 磊8 5 0 矗l l 、b 0 掰c 0 d 强o 7 ，p h 海5 + 6 。垮鼗渗滤波建经 石灰调节至p h = 7 8 ，沉淀1 h 后进厌氧滤池。当负荷为4 k g c o d ( m 3 d ) 时，c o d 去除攀爵达9 2 疆上；当霉壤攘受楚辩，箕丧除率惫籍下洚。麓拿大强n l o 大 学的j g h e n r y 等也在室温条件下成功地用厌氧滤池分别处理年龄1 5 年和8 年 静壤疆场渗滤液，它们豹c 0 d 备荛1 4 ，妇龋稻4 ，o o o m 岁l ，b o d c o d 各为o 7 和o 5 ，当负荷为o 2 6 1 4 5 c o d ( m 3 d ) ，水力停留时间为2 4 9 6 小时时，c o d 的去滁均可达9 0 以上，当负荷再增加，其去除率也急剧下降。由此可见，撮然 华中科技大学硕士学位论文 厌氧滤池处理褒浓度有机污水时受耱可达5 2 0 k g c o 掰( m 3 d ) ，但对于垃圾渗滤 液必须保持较低c o d 水平才能得到理想的处理效果。近十年来，在普通厌飘生物 滤漶匏基磁上逐濒爨瑷了一揍变形，魏厌襞生浆滤涟嚣级攀联工艺、疆琢工艺、 变速厌氧缺氨生物滤池等。 2 。2 1 2 上流式援氧污混床( t i a s b ) 污淀爱疲寨肉没有载蒋，污淀絮俸在上爵蕊承流稿气逡彳乍霜下憝于悬浮获态， 絮体是直径为1 5 m m 的颗粒，具有生物膜的结构。上流式厌氧污泥床在结构上 静特点是集生耪反禽与沉淀予一体，是一种结构紧凑的厌氧反应器。萁工麓特点 是污泥床内嫩物量多，折合浓度计算可达2 0 3 0 9 l 。容积负荷高，在中澡发酵条 件下，一般可达1 0 k g c o d ，( m 3 d ) ，甚至可达1 5 4 0 k g c o d ( m 3 d ) ，废水水力 停髫时闯可大大缩小。英国的求研究巾心掇邀赐上浚式厌氧涎泥疼( u a s b ) 处理 c o d 为1 0 ，g ，l 的垃圾渗滤液，负荷为3 6 1 9 7 l 【g c o d ( m 3 d ) ，平均泥龄为 l 。0 4 3 d ，滋度燕露d ；整嚣0 d 戆去狳率各为8 2 秘s 5 ，其受蘅院获 氧滤池要大的多。 2 2 1 3 厌鬣析流板反液器( a b r ) 厌氧舞滚叛反藏器是个壹多戮室组藏熬离效躲整爱瘟器圈，其有求力条佟 好，生物固体截留能力强，微生物种群分布好，结构简单，启动较快及运行稳定 等优良性能，运行中的a b r 怒一个熬体为攉流、各隔象为完全混合的反应器 2 0 啦】， 因而可获得稳定的处理效果。沈耀良对厌氧拆流板反应器( a b r ) 【2 2 】处理城市污 水与垃圾渗滤液混合废水过禊中的水解酸化作用及污泥特性进行了研究，结果表 明a b r 可有效地改骜混合波废水敕可生化髅。遴拳器o 毯蟛0 d c f 爻e 。2 o 。3 畦， 出水b o d c o d c r 可提高到0 4 0 6 ；容积负荷达4 7 l k g c o d ( m 3 d ) 时，可形 残泼褥鼗爱篷好、粒径舞l 5 翔接翁捧袋鬏粒污淀，各疆室中靛污滚滚度为2 0 3 8 9 l ，混合废水经a b r 预处理后，大大促进了废水进一步好氧处理的运行稳定 性，在实际工程中庭注意对避水中擀 3 一n 浓度控剩，宜将n h 3 一n o d 控制在 华中科技大学硕士学位论文 5 2 0 并需淀意在赢混合比下的缺磷问题，a b r 可明显提高废水的可生化悛且进 水b o d c o d 越低其提高幅度越大。 蕤着沃畿生耱楚疆菝拳豹发震，对渗滤液楚理工装静往张组台及辩沃氧蔽斑器 开发的越来越受到重视，厌氯反应器焱对高浓度有机废水及垃圾渗滤液处理中得到 越来越广泛静应用，厌氧复含床是指厌氧滤洮( a f ) 和厌氧污泥床( u a s b ) f 2 3 4 l 组成的新型反应器厌氡反应器。同济大学的陈绍体等1 2 6 1 磺究了鼹蝴厌氧污泥康 一生物滤池组合型系统在不同的条件下，处理垃圾填埋场渗滤液的运行特性，研究 结累袭弱；薄鞠厌氧瀵他用予处理零骥突的渗滤波没蠢显著馋矮，原闲在于试验繇 用的渗滤液业已酸化，再用两相消化法处理已没有显藩的效果，数据如下：第一相 窭拳瓣p h 壤览入拳戆褰密窳，v 】黼d c r 擅魄逡窳降低，两总藏疫在2 钓0 3 0 0 蛳g ，l 之间，若采用单相厌飘系统，当温度为3 5 0 c ，水力停留时间为1 2 h ，c o d 豹容积受荷为筠堍内皤m 3 固，每天每千克豹d 暇负荷率为o 5 3 k g m 时，d c r 的去处率为9 4 ，产气量为4 。7 ( d - l ) ，其中甲烷含量为7 5 + 8 ，结合了撼泥床 和厌瓴生物滤池的优点，启动快，运于亍了一个月的污混驯化，即可承受1 0 k g c 0 d c r ( m 3 d ) 。用获氧法处理垃圾渗滤渡建议采用d 。必4 0 o o 她g 麓封瘩力终整 时间1 2 h ，容积负荷率取1 0 k g c o d 甜确定v ，其中滤床约占1 3 ，并设三相分离器， 爰氧法处理戆爨拳套帮分矮嚣不这舔，应存瑟处理。建议式力箨餐辩溺与c q 的去处率关系应以出水c o d c r 是否达到排放标准来确定，当b o d 5 n h 3 一n 3 ，6 时 箍宣蠲耪毽法魏氮。邹莲麓在研究麓复合式获氧反藏器处理渗滤液时也发璃嘲， 平均负荷率为( 容积) 9 。5 k g c o d ( m 3 d ) 时，平均去除率为8 1 6 ，啦水b o 风 在2 3 6 以下，去处率为8 8 4 ，并发现c o d 与v e a 的变化趋势基举一致，出水 v f a 随c o d 、b o d 的降低蕊降低，当出水v e 气为7 0 0 m l 杰右| l 重厌氧豳东 c 0 d s 0 0 0 ，b o d l ；乏下，篷a f 奁 楚毽海解牲发生露受穗霹麓这l o 1 5 堍c o i 联掇3 。d ) 矧，a f 豹发袋大大提高了厌氧 反应器的处理效率，使反威器容积大大减少。 a f 作为高速厌氧反威器地位的确定，还强予它采用了生物固您化的技术，极 大地延长了污泥在反应器内的停留时间( s r t ) 实践表明：在满足处理效率相同的 翦据下，s 强罩豹提高可淤大大缝短疲拳懿零力势窝鹭闽( 脚) ，觚嚣减少反鏖器 鹃容襁，或在反应器窭积定时增热处瑗量。 o 霪 竺i 图3 。2 厌氧滤池示意圈 华中科技大学硕士学位论文 如图3 2 是舞流使生物滤池的示意图。污水从反应器底郏进入获壤滤波后国上 流缎虑料，与滤料表面的生物膜接触，在生物膜的吸附、代谢和滤料截留的共同 作用下，污水中的有机物得以分解去除。厌氧生物过程中产生的沼气则由滤池顶 部的集气罩袄集并g | 入沲矫。处臻出永从池上部流出。 在获氧生褥滤涟中，茨氧微生秘大部分存在予生伤貘中，少数黻厌氧污混韵 形式存在于滤料的蚓隙中。生物滤池中的滤辩必擞生物娓黠誊生长提供了缀大豹 表面积，使滤池可以维持很简的微生物浓度，此外由于s r t 远远大予h r t ，反应 器中积累了大壤高浓度的厌氧污泥，决定了升流式厌氧生物滤池能够承受高的有 机负荷，具有耐冲击负荷能力强、有机物去除速度快的优点。 3 。1 3 升流式厌氧潍泥廉一厌氧生物滤池复食厌氯工艺 舞浚式茨氯污漉床一茨戴生秘滤沲复合获氧工艺( u a s b + a f ) 藏在阍一反应 爨肉憋蠢流式茨氧污泥寐( u a s b 与茨氧生窃滤漉( a f ) 寤橇缩台在一怒鹣笺台 式厌氧处理工艺1 3 0 翊 如隧3 3 所示，反应器底部是设毒域没露三攘分藏器的丹漉式厌裁泻瀑疼，上 部是厌氧生物滤池，废水从反应器底部进入，向上流经污泥庆的污溅层，经过滤 池的滤料层后排出。 接濯气 图3 3 复合式厌氧工麓流程图 华中科技大学硕士学位论文 复合式获氧工艺潮对其有u a s b 窥a f 豹优点，既能充分发挥获氧污滢床蠢颡 粒污泥吸附能力强、沉淀性能好的优势，又能充分利用生物滤池截留生物污泥和懋 浮强薅懿珐籀，是一耱筵理效暴好、楚蘧爨臻羝、逡应戆力强瓣生兹楚疆工艺。 3 2 复合式厌氧反应器在污水处理中的应用 加拿大安大略市湖景水污染控制厂建有2 套u a s b + a f 装嚣，每个崴径2 7 米， 密积为2 9 1 0 舻，废水流量为3 2 9 0 藏1 3 d ，进农b o d 5 为5 3 7 2 m g 阻，c o d 为1 0 7 艇m g 鹰， 平均水力停留时间为3 8 小时，b o d 5 和c o d c r 的平均去除率为8 0 和7 5 ，产 气量平均为1 2 6 0 0 l i l = 确，甲烷含最为6 8 【3 2 l 。 河托科技大学( 淼轻亿工学院) 避幸予了采用升流式应用污泥床纤维填料滤 池复合厌氧法处理河北制药集团的维生索c 废水的中式研究。发现容积负荷为 l g 1 1 2 焉k g c o 礅n 3 d ，窳力符窝薅闻为1 8 2 4 夺嚣，遗承d 为8 6 1 2 0 0 0 m g ，l ，对c o d 的平均去除率为8 4 5 产气量为o 3 7 o 4 5 m 瑰g c o d 【3 2 。 诲玉末阁霜u a s 嚣射臻复会获襞工慧与s b 爻王艺联台鲶瑾屠宰袋窳，其孛 u a s b + a f 段在容积负荷为o 1 1 4 o 3 4 3 k g c o d m 3 h 时，出水水质稳定在c o d 为 4 5 7 6 8 5 i 珏g 疋，b o d 必2 1 3 2 锣撙舡对c o d 窝b o 转懿去狳攀分裂为5 8 + 4 5 0 。2 ，耐水质水量冲击负荷能力强。 韩洪军阱魄u a s b + a f 工装处理商浓度涤纶聚腊废水，遴水流量为2 4 0 矗d 遴水c o d 为9 5 0 0 1 2 0 0 0 m g 儿当容积负荷为9 2 瑰c o 脚n 3 d ，污泥浓度稳定在 1 9 5 7 k g s s m 3 时，对c o d 的去除率达到8 0 ，系统处理效果稳定。 箩入葫等i 3 5 j 焉t 璩s b + a f 获戴工艺处理甲醇废水稻辞滔废永，最高c o d 容积 负荷可达3 0 k g c o d 厦m 3 d ) 以上，c o d 去除率超过9 5 ，系统对于冲击负荷及温度、 瓣谴豹交纯鸯较爵静承受蕤力。 其他采用复合厌氧法处理废水的应用实例1 3 2 】见下表3 1 ： 】s 华中科技大学硕士学位论文 表3 1 我国复合厌氧法处理废水实例 注；荛嚣缀涟纯 从表中阿以看继，u a s b 列匹复念厌氧工艺大多数用于中温、麓浓度、态负萄 有机废水的处理，水力停留时间短，处理效果好，对有机物的去除率均达到5 0 以上，是一辨先进、裹效款茨氧处褒工艺。 3 3 用厌戴工艺处理垃圾渗滤溅的可行性分毫蓐 在厌氧缀物处煅中，厌氧微生物生长缓慢，世代时间长，对生长环境的要求 鞍褰。瑟量爝酱逶静压氧宝物工艺鲶瑾褒承，瘊需停留薅阏长，造藏处理效架低， 所需的反应器容积和基本建设费用大。 疆着入稻对环麓闯舔和憨源蠲灏魏认识越来越深裁，辩获氧垒物处理工艺进 行了比较深入的研究，近三十多年来厌氧生物处理技术得到了飞速发展。尤其是 一系疑基予微生裙霞定纯原理、提藤泥承混合效率鹣高速获氧反应耢( 如u a s b 、 a f 等) 的出现，使废水的反应器内的停留时间缩短到几小时，提高了厌氧反应器 静整理效率，使得爱应器静容积大大缩小。忿辨，由于商这厌氧反应器内酒泥停 留时问的延长与污泥浓度的提高，使得厌氧系统更舆稳定性，有效增强了对不良 困素( 弼翔商毒物横) 酌逶瘫性，极大魄扩展了厌氧生物处理技术在污承处理中 的应用范围。 磊前，函内外对厌氧生物处理技术的研究已扩髓到污水处理的各个领域，并 取得了。定的成果，已有的研究和应用成果表面，厌氧生物技术应用于垃圾渗滤 华中科技大学硕士学位论文 液躲处理是霹行豹，鼹簧熬承力转髫瓣阉一般较长蔻a 天左右，霹达劐戆e 0 d 去 除率为5 0 8 5 ，b o d 5 的去除率为4 0 7 5 ，出水水质一般不达标，可以再用 适当的好氧法迸行处理，即可在基建投资、运行费用远低于单独的好氯法，而且 逐链圈浚一定量静沼气。 单独的井流式涎泥床( u a s b ) 葶厌毓生物滤漶( a f ) 处理各秘工业废东羁 垃圾渗滤液废水已柯报邋，但是对由升流式厌氧污泥床和厌氧生物滤池这两者组 合邃来瀚复合式厌氧工艺的报道却不多。尤其怒针对垃圾渗滤液的报道就更为鲜 觅了。 垃圾渗滤液所含的脊机物浓度高、水质水爨变化大、氨氮含量裹，污水温度 交化较大( 一般在1 0 3 5 之间) 废水中除了溶解性有机物外，还有大量悬浮性 戴荻俸获舂枫物。淡氧法憝理窿浓凌疲求豹一个主要隈麓艇函素是厌氧处理过程 反应速度缓慢，生物增长攫低，仅鸯少量的有枧物转化为毅细腿，针对这一拳荸征， 只疆维持反应器内很高的网体浓度，保持定的水力停留时间以及台适的处理条 串，就麓提高反应器的去豫能力。另外，研究表明：温度给厌氧除了工艺带来的 不利影响迮霹以逶避延长霾 搴箨蟹露阕寒褥到 偿。 升流式厌氧污泥床一厌氧生物滤池复合式厌氧工艺同时具有舞流式厌氧污泥 床( u a s b ) 和厌氧生物滤池( a f ) 两种工艺的特点：在a f 段由于生物膜固定在 壤辩表瑟，不仅减少了徽生耪懿流失，延长了箕在爱斑器蠢静簿留对阔，提高了 微生物浓度，网时，滤料还有截鼹上污泥秘悬浮潮体的功能，从霹减小了出承s s ； 在u a s b 段，污泥停留时间长，浓度高，吸附能力强，沉降性能好。融有研究表 明，单独的u a s b 和a f 除了垃圾渗滤液都取得了一寇的去除效采，而u 蟠b + a f 的复合厌氯工艺因黪具有u a s b 萋鞋a f 瓣优点，翅它寒处瑗垃圾渗滤滚滚永，在 理论上和实践上都是可行的。 华中科技大学硕士学位论文 4 复合厌氧工艺处理垃圾渗滤液的启动 4 1 试验过程与方法 4 1 1 试验污水水样 本试验的处理对象是深圳下坪垃圾渗滤液，主要水质指标为，c o d c r 5 0 0 0 1 0 0 0 0 m 叽；b o d 5 为2 0 0 0 4 0 0 0 m 班；n h 3 一n 为1 5 0 0 3 l ，t p 为7 5 2 8 m 啦；p h 值为6 7 7 9 。 4 1 2 工艺流程及结构 本试验工艺采用厌氧一好氧的处理工艺流程，为减少氨氮对厌氧反应器的不 利影响，在废水进入厌氧反应器前，先经过混凝，后经调高p h 值吹脱氨，而后再 回调p h 值，废水从复合式厌氧反应器的底部进入，经两级后进入s b r 调节池， 最后进行s b r 好氧处理。工艺流程图4 1 如下： 氨气 排沼气 1 畎脱塔 2 啷反应器3 鼓风机 出水 s b r _ _ 一 图4 1 綮个处理工艺流程图 复合式厌氧反应器就是在同一反应器内将位于下部的上流式厌氧污泥床与上 1 8 一 一 左一丽一 华中科技大学硕士学位论文 部的厌裁生物滤漶有机地结合在一起，充分发攥污泥涑悫鬏粒污娓浓度丈与去除有 机物效率高、滤池能有效截留生物污泥与悬浮嘲体的功能。国内有研究表明，磁环 或纤维填料均可用做厌氧生物滤池的填料。在复合式厌氧反应器中，厌氧污泥床内 生物鬃犬，承受容积负荷商( 一般可这l o 堍c o 饼( m 3 d ) ，处联渗滤液应低于此值。 污泥床的反应区由污泥床躐和悬浮污泥层组成，反应区悬蒋机污染物被微生物分解 氧纯能主要鄢谴，上酃为黧定滤爱，充分茇箨滤层填耩能有效截窝污泥的能力。 ( 1 ) u a s b 段高度的确定 枣子t 琏s b 羧污淀凑书积熏了大量毫活瞧瓣获氧浮滋，医鼗t a s b 驳瑟骞较 高的净化能力， k e r t g e 用u a s b 产嫩制糖废水的试验表明：污水通过反应器底部 o 。4 o + 6 寒褰度射，已有必戆有投穆教转健i 嬲，枣于垃缎渗滤滚澎零熬浓发较嘉， 需要污泥量较大，为了充分发挥u a s b 的去除作用，所以u a s b 段高度较高为2 5 来。 ( 2 ) a f 段填料高度的确定 在a f 段，填料是固定的，由予坐物膜的作用，废水的组成在填料高度商所不 同，因藏微生物稀群的分布也随着填精高度酶不简而呈现定的蕊律往。由予反应 器是升流式，因此在生物域料底部，细菌由于得到营养最多，因而污泥浓度嫩高， 显污混的浓度隧离度逐渐斌少，簿溺瓣这种分布特征，决定了废承啐t 有祝豹豹去除 主要是在a f 段的底部进行，据y o n g 和d a l l a b 报道，厌躐生物膜反应器在1 米以 上辩c 熬去豫攀足乎不褥臻热，瑟大部分c o 蛰是在o 3 寒竣内去狳瓣。陵魏在 一定的容积负荷下，浅床反应器比深床反应器具有更好的处理效率【2 4 j 6 】过多地增加 填糕蹇发只是增大了反应嚣体积，在邀承量秘浓发一定豹祭转下，艇鑫器骞积增鸯曩 了，但c 0 d 去除率没有明短的提高，但是反廨器填料高度小于一定值时，污泥就 会有被冲出反应器豹危险 掰不能保持较高豹处理效率，网瓣，由于燃水悬浮物缒增 多，致使出水水质下降f 朔，因此综合以上分析并结合垃圾渗滤液的特性，确定反应 器中a f 段的填料高度为1 5 米。填充体积为4 0 左右。 ( 3 ) 澄清离菠的确定 本试验工程不设三相分离器，在填料生物膜区的上部就是澄清分离区，畦j 于前 华中科技大学硕士学位论文 = = ：茹= = = 三= 端：= = = = = = = = = = 燃= = = = 黼= = = = 黧= = = 篇茹；= = = 篇= = = = 篇= = = = 瑞= = = = 段已蔟本完成了生物降解和沉淀过程，澄瀵区只是进一步掇离系统的露液分离效 果，因而澄清区高度并不需要很高，但鉴于受水力冲击负荷的影响，将澄清隧高度 定为l 张。 本工程厌氧反应池的尺寸结构如下：共由4 个1 4 ，5 0 0 1 6 ，5 0 0 5 ，5 0 0 m m 的矩 形漶子篷戒，获氧爱寝器分为两个独立静系统，记为a 段帮b 段，每段两个池子 串联，为两级厌氧消化结构，第一个池的出水为第二个池子的进水，但两个池子 的发酵气钵怒相通的。在每个池子中厌氧污混床高度为2 5 米，生物滤池的商度为 1 5 米，采用乘性纤维壤料，填料占溅体的l o 左右。为使厌氧池的避水均匈，每 个池子采用两台潜水搅拌机进行均匀配水，不设三相分离器以简化工程结构，每 个滤上部均密封，每个系统嚣个滤予瓣沼气收集簧程连莠羧送到废气燃浇煮燃烧。 每个池子的梭修口均用玻璃镦封。 在试验审，渗滤液褒求溺爱应器瘾部进入，壹下两上i 疆窿流经两个u a s b 翻 a _ f 段，在a f 段生物膜填料表面形成生物膜，厌氧污泥和生物膜对废水中的有机 污染物进行絮凝吸附分解焉形成污溅絮体沉淀，使灌水得以净化，缀两级艏的出 水为该工艺的最终如水。 4 1 0 反应器使用的填料 反应器所用生物填料为聚丙稀半软性填料，该填料是一种耐腐蚀、耐温、耐 老纯的孛翘瓣定式立体弹毪季葶精。魄表藩积为l o 。l l 铂l 瓠n 3 ，壤辩单元直径为 1 5 0 m m ，固定索距1 s o m m ，填料竖威间距6 0 m m ，孔隙率大于9 9 。该填料的特 点是疆膜迅速；材质寿命长，造价较低。 4 。1 4 瘸动磺究内容 研究分为三部分，第一部分是反应器启动特性的研究：第二部分通过改变试 验条件，研究系统的稳定处理效果，确定最健运行条件；第三部分是研究系统的 处理效果和运 亍稳定憷，并研究系统对氨氮的去除效果，预测系统数污混产豢。 华中科技大学硕士学位论文 4 。l 。5 试验獠溯王委番凝分耩方法网 c o d 群：重铬酸钾法； b o 现：恒温培养法； n h 3 n ：纳氏试弃q 分光光度法； p h ：精密p h 计法； t n 滴定法； 四分淹毙废法； 4 2 反应器的启动试验 4 2 1 反应器启动试验 厌氧反庶器的寤动试验及i 曩程： 本试验所用接种污泥取自滨河污水厂的浓缩污泥，于2 0 0 2 。6 月一次性对厌氧反 菠器投翔缓释污掘l 淹，该漓纯污泥含窳率为8 0 ，v s s ，s s 为o 4 5 左右， 发现污泥中含有少量球菌，杆菌和丝状菌，活性较麓。先将软性填料与消化污泥究 分淫会，奁避蘸承之熬，宠绘及蕊漶遂清蕊承豹l 蕴渔，再将欢麓东稀释l 2 倍簸 进到滤池，使进水c o d 浓度在2 0 0 0 3 0 0 0 m l 左精，接种詹反应器内的污泥浓度 终瓷l l ，2 k g v s s 盘珏3 ，淘茨壹污滋滚失，开始除段罴惩较大约掇疆= l o 天，著每天 投加一定量的浓缩污淀( 每天投加2 0 吨) 持续一个月，运行个月后，对软性填 料纤维进褥镜检，发现蠢一层黑魏絮绒状您生物膜，健生物稳不丰富，鹰少量丝状 菌，多为杆菌和球菌，污泥床层开始有污泥颗粒形成。污泥颗粒直径约在0 2 2 m m 之间，此后逡渐加大进水浓度，液到吹脱墩水不经稀释直接遂戮滤浊，莠保持h r ! r = i o 天，又通过近一个月的运行，再对填料进行镜检，发现生物膜较以前密实，生 物相很丰富，由大量熊状菌，杆菌，球菌和弧菌组成，污泥床层中形成大部分