（环境工程专业论文）汉沽垃圾填埋场渗滤液多级生化处理工艺的运行分析.pdf

中文摘要 本课题以天津滨海新区汉沽区垃圾卫生填埋场多级生化物化( m b p ) 垃圾 渗滤液处理系统为运行分析对象，该系统包括多级生化单元和深度物化单元两个 部分，多级生化处理单元，包括立环式氧化沟、生物沉淀区、纯氧强化氧化池( 富 氧池) 、臭氧催化裂解池以及物化沉淀区。深度物化处理工艺是由多介质过滤器， 微滤膜过滤设备( c m f ) 和两级反渗透( r o ) 组成。 垃圾渗滤液具有高c o d 、高含盐量、高毒性等特点。生化处理系统自2 0 0 6 年4 月开始运行至2 0 0 6 年1 1 月中旬结束运行，生化系统在进水c o d 为 l3 5 - 2 8 0 8 7 m g ，l ，氨氮为3 7 5 5 2 10 m g l ，总磷为0 5 15 8 m g l ，水力停留时间 平均为6 天左右的情况下，c o d c r 平均去除率为9 2 1 ，进水氨氮平均去除率 8 8 8 。生化系统中的立环式氧化沟对整个系统的处理效果贡献最大，立环式氧 化沟去除了进水中8 9 的c o d 和8 3 8 的氨氮。富氧曝气池填料上的挂膜效果 不好，生物量较少处理效果较差。富氧氧化池出水直接进入臭氧池，富氧池出水 中含有大量的悬浮物，影响臭氧对水中溶解性有机物的氧化作用。这些原因使得 富氧池和臭氧池处理效果很不理想，两个工艺仅仅去除了水中3 1 的c o d 和 4 9 的氨氮。由于该系统没有调节池，水质和水量的变化对生化系统造成很大的 冲击，严重影响系统的稳定运行。另外进水含有高盐度，它会强烈抑制污泥的活 性，从而影响生化系统的去除效果。 针对在工艺运行的过程中出现的立环式氧化沟中活性污泥沉降性能差出现 大量泡沫等问题进行探讨，分析问题原因：由于垃圾渗滤液可生化性差；并且立 环式氧化沟大部分时间处于低负荷状态，污泥负荷0 4 5k g c o d k g m l s s d ；而且 曝气强度相对较大，反应器活性污泥中存在大量的丝状菌；同时由于鼓风机发生 故障，造成长时间厌氧；垃圾渗滤液成分中有很多表面活性剂或疏水性物质；并 且由于立环式氧化沟反应器的泥龄较长，有利于世代时问较长的丝状菌和放线菌 的生长繁殖等。可以投加耐盐菌，抑制丝状菌生长：向反应器中投加适量的葡萄 糖或其它易生物降解基质，促进一般细菌的生长：维持稳定的水质和运行工况， 尽量减少机械故障，保持连续曝气，可在池顶部设置挡板和导流管，将泡沫收集 并引至污泥池，与污泥一起回填垃圾场。同时池顶加强压力水喷洒灭泡的拮施等。 本文对运行期间发现的些工艺问题给出一些改进的建议。建议：增建调节 池，改造生化沉淀池和富氧池，调整臭氧池管道和整修氧化塘等，以期达到更好 的处理效果。 关键词：垃圾渗滤液生化反应器氧化沟 a b s t r a c t t h i sp a p e rr e l i e do nt h ea n a l y s i sa n do p e r a t i o no fm u l t i s t a g eb i o c h e m i c a l p h y s i c o - c h e m i c a lp r o c e s s ( m b p ) f o rt h el a n d f i l ll e a c h a t et r e a t m e n to fh a n g ul a n d f i l l d i s p o s a lp l a n ti nt i a n j i n b i n h a in e wa r e a t hi s p r o c e s si n c l u d e sm u l t i - s t a g e b i o c h e m i c a lu n i ta n da d v a n c e dp h y s i c o - c h e m i c a lu n i t t h em u l t i - s t a g eb i o c h e m i c a l u n i ti n c l u d e sv e r t i c a le n c i r c l e do x i d a t i o nd i t c h ，b i o l o g i c a ls e d i m e n t a t i o nt a n k ，p u r e o x y g e n i n t e n s i f i e da e r a t i o nt a n k , o z o n e c a t a l y z e ds c h i z o l y s i s t a n ka n d p h y s i c o - c h e m i c a ls e d i m e n t a t i o nt a n k t h ea d v a n c e dp h y s i c o - c h e m i c a lu n i ti n c l u d e s m u l t i m e d i u mf i l t e r , c o n t i n u o u sm i c r o f i i t e r ( c m f ) a n dt w o s t a g e r e v e r s e o s m o s i s ( r o ) h a n g ul a n d f i l l l e a c h a t eh a st h ec h a r a c t e r i s t i c so fh i g h s a l i n i t y ，h i g h - t o x i t y ， h a r d l yc o d t h eb i o c h e m i c a ls y s t e mh a sb e e no p e r a t e df r o ma p r i l2 0 0 6t ot h e mi d d l e t e n - d a yo f n o v e m b e r2 0 0 6 d u r i n gt h eo p e r a t i o n ，t h er a n g eo fc o d ， a m m o n i a n i r t o g e n a n d t o t a l p h o s p h o r o u s i ni n f l u e n tw e r e13 5 - 2 8 0 8 7 m g l ， 3 7 5 - 5 2 1 0 m g l ，0 5 - 1 5 。8 m g l ，r e s p e c t i v e l y t h ea v e r a g er e m o v a le f f i c i e n c yo f c o d a n da m m o n i a n i r t o g e na ta no v e r a l lh r to f6 dr e a c h e d9 2 1 ，8 8 8 ，r e s p e c t i v e l y t h ev e r t i c a le n c i r c l e do x i d a t i o nd i t c hh a st h eg r e a tc o n t r i b u t i o nt ot h er e m o v a l i t s r e m o v a lo fc o da n da m m o n i a n i r t o g e nr e a c h e d8 9 ，8 3 8 ，r e s p e c t i v e l y t h ep u r e o x y g e ni n t e n s i f i e da e r a t i o nt a n kh a sb a dr e s u l t so f b i o f i l ma t t a c h m e n t ，s oi t sr e m o v a l e f f e c ti sb a d t h ei n f l u e n to ft h eo z o n ec a t a l y z e ds c h i z o l y s i st a n ki st h ee f f l u e n to f o x y g e ni n t e n s i f i e da e r a t i o nt a n k t h es u s p e n d e ds o l i d so ft h ee f f l u e n ti n f l u e n c et h e o x i d a t i o ne f f e c to ft h eo z o n ec a t a l y z e ds c h i z o l y s i st a n kt os o l u b l eo r g a n i cm a r e r s t h o s er e s u l ti nt h eb a dp e r f o r m a n c eo ft h et w ot a n k s t h e s et w ot a n k so n l yr e m o v e 3 1 o fc o da n d4 9 o fa m m o n i a - n i n o g e n b e c a u s eo ft h el a c k i n go fr e g u l a t i n g t a n k , t h eq u a li t ya n dq u a n t i t yo ft h ei n f l u e n tr e s u l t si ng r e a ts h o c kt ot h eb i o - c h e m i c a l s y s t e ma n ds t a b l eo p e r m i o no fs y s t e m i na d d i t i o n ，t h eh i g h - s a l i n i t yo ft h ew a t e r i n h i b i ta c t i v i t yo ft h ea c t i v a t e ds l u d g eb a d l ya n dr e m o v a lp e r f o r m a n c e t h ep r o b l e m ss u c ha sd e t e r i o r a t i o no fs e d i m e n t a t i o np e r f o r m a n c eo fa c t i v a t e d s l u d g ea n df o a mt h a to c c u w e dd u r i n gt h eo p e r a t i o na r ed i s c u s s e d t h ep r o b l e m c a u s e dm a i n l yb ys e v e r a lr e a s o n s ：t h el a n d f i l ll e a c h a t eh a sb a d b i o d e g r a d a b l e p e r f o r m a n c e ；t h ev e r t i c a le n c i r c l e do x i d a t i o nd i t c ha l w a y so p e r a t e sa tl o w l o a d i n g ， t h ea c t i v a t e ds l u d g el o a d i n gi s0 4 5k g c o d k g m l s s d ；t h ea e r a t i o ni n t e n s i t yi s h i g h ；t h e r ea r eal o to ff i l a m e n t o u sf u n g u si nt h es y s t e m ；i th a sl o n g t i m ea n a e r o b i c s i t u a t i o nb e c a u s eo fb r e a k d o w no fa i rb l o w e r ；t h el a n d f i l ll e a c h a t ec o n t a i n sl o t so f s u r f a c ea c t i v e a g e n ta n dh y d r o p h o b i cn a t u r em a t t e r ；t h el o n gs r to fv e r t i c a l e n c i r c l e do x i d a t i o nd i t c hi sg o o df o rt h eg r o w t ho ff i l a m e n t o u sf u n g u s t h ep r o b l e m c a nb er e s o l v e db ys e v e r a lm e t h o d s ：a d d i n gh a i o t o l e r a n tb a c t e r i at ot h e s y s t e mi n o r d e rt oi n h i b i t g r o w t h o ff i l a m e n t o u s f u n g u s ；a d d i n gg l u c o s e a n do t h e r b i o d e g r a d a b l em a t t e rt ot h es y s t e mf o rt h eg r o w t ho fa c t i v a t e ds l u d g e ；m a i n t a i nt h e s t a b i l i t yo ft h es y s t e ma n dw a t e rq u a l i t y ；r e d u c et h em e c h a n i c a lf a i l u r e ；i tc a l la d d b a f f l ea n df a i rw a t e rf i na tt h et o po ft h et a n kt oc o ll e c tf o a ma n dl e a dt h ef o a mt ot h e s l u d g et a n ki no r d e rt ob a c k f i l lt h ef o a mt ot h el a n d f i l lw i t ht h es l u d g e ；a tt h es a m e t i m e ，i tc a na l s oa d dh y d r a u l i cs p r a yt oe l i m i n a t ef o a m t h i sp a p e ra l s og i v es o m ea d v i c et ot h ep r o c e s sp r o b l e m sd u r i n gt h eo p e r a t i o n s u g g e s t i o n s ：a d d i n gr e g u l a t i n gr e s e r v o i r ；i m p r o v i n gp u r eo x y g e ni n t e n s i f i e da e r a t i o n t a n ka n do z o n ec a t a l y z e d s c h i z o l y s i st a n k a d j u s t i n gt h ep i p e l i n eo ft h eo z o n e c a t a l y z e ds c h i z o l y s i st a n ka n dr e f i tt h eo x i d a t i o np o n d k e yw o r d s ：l a n d f i l ll e a c h a t e ，b i o c h e m i c a lr e a c t o r , o x i d a t i o nd i t c h 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得鑫鲞盘堂或其他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。 学位论文作者签名：杨拓 签字r 期： 学位论文版权使用授权书 年多月 j7 日 本学位论文作者完全了解墨盗盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权苤盗盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：杨拓 签字吼唧年多月j 日 导师签 签字同 厂 日 第一章绪论 第一章绪论弟一早 三百下匕 1 1 垃圾渗滤液的产生以及水质特征 随着现代化城市的迅速发展，城市垃圾已经成为困扰城市的严重问题。据统 计，目前我国城市垃圾的年产量已经超过1 4 亿吨，且每年以8 0 - - 1 0 的速度增 长，人均日产垃圾量已超过l 垤，接近工业发达国家的水平【2 j o 城市固体垃圾又称为城市固体废弃物，它是指城市居民日常生活产生和丢弃 的生活垃圾( 包括有机物、无机物和危险品等) 、与人们生活有关的厨房有机垃 圾( 又称厨房剩余废物) 、卫生间废弃物、居室清扫废物、以及公共场所垃圾、 环卫部门道路清扫废物及部分建筑垃圾、工业垃圾等的总称。 填埋作为城市固体废物处理方式已被国内外广泛应用，在我国目前有9 0 左右的城市同体废物是用填埋法处理的p j 。在垃圾( m s w ) 填埋的过程中，由 于压实和微生物的分解作用，垃圾中所含的污染物将随水分溶出，并与降水、径 流等一起形成垃圾渗滤液( 浸出液) 。渗滤液是一种污染很强的高浓度有机废水， 其成分主要由垃圾种类和垃圾成分所决定，并随垃圾填埋场的“年龄”而变化。 以往垃圾简单填埋处理所产生的渗滤液主要依靠下层土地来净化，但随时间的延 长和地质构造对污染物去除容量的有限性，渗滤液会对地下水、地表水及垃圾填 埋场周围环境造成污染，使地表水体缺氧、水质恶化、富营养化，威胁饮用水和 工农业用水水源，使地下水质污染而丧失利用价值。有机污染物进入食物链将直 接威胁人类健康【4 1 5 j 。为了防止垃圾渗滤液污染水体，美、英等国家对垃圾填埋 场提出了严格的技术要求1 6 。我国也早在1 9 8 9 年颁布了城市生活垃圾卫生填 埋技术标准( g j j l 7 8 8 ) ，1 9 9 7 年颁布了生活垃圾填埋污染控制标准 ( g b l 6 8 8 9 - - 1 9 9 7 ) ，对垃圾渗滤液的排放极限值提出了严格的要求i7 1 。 1 1 1 垃圾渗滤液的产生 垃圾渗滤液的产生受诸多因素影响，不仅水量变化大，而且变化无规律性。 垃圾渗滤液的产生来自以下五个方面【8 1 。 ( 1 ) 降水的渗入。降水包括降雨和降雪，降雨的淋溶作用是渗滤液产生的主 要来源。 ( 2 ) 外部地表水的流入。包括地表径流和地表灌溉。 第一章绪论 ( 3 ) 地下水的渗入。当填埋场内渗滤液水位低于场外地下水水位，并没有设 置防渗系统时，地下水就有可能渗入填埋场内。 ( 4 ) 垃圾本身含有的水分。这包括垃圾本身携带的水分以及从大气和雨水中 的吸附量。当垃圾含水为4 7 时，每吨( t ) 垃圾可产生o 0 7 2 2t 渗滤液。 ( 5 ) 垃圾填埋后，微生物厌氧分解产生的水。垃圾中的有机组分在填埋场内 分解时会产生水分。 1 1 2 垃圾渗滤液的水质特点 城市垃圾渗滤液的水质由垃圾成份、填埋时间、气候条件和填埋场设计等多 种因素决定。另外，城市的消费水平及消费结构不同，生活垃圾渗滤液的水质也 有差异。表1 1 为我国不同城市垃圾渗滤液的水质特征【9 1 。 表1 1 我国城市垃圾渗滤液的水质特征 项目上海杭州广州深圳台湾某市 1 5 0 啦l o o o 一1 4 0 0 5 0 0 0 0 - -4 0 0 0 - - c o d ( m g l ) 8 0 0 05 0 0 05 0 0 08 0 0 03 7 0 0 0 2 0 0 4 0 0 - -4 0 0 - 2 0 0 0 0 - - 6 0 肛 b o d ( r a g l ) 4 0 0 02 5 0 02 0 0 03 5 0 0 02 8 0 0 0 t n ( m g l ) 1 0 0 7 0 0 8 0 8 0 01 5 0 1 9 04 0 0 2 6 0 0 2 0 0 - 2 0 0 0 2 0 0 0 - s s ( m g l ) 3 0 5 06 m 击5 02 0 0 o5 0 伊之0 0 0 7 0 0 0 n h 3 - n ( m g l ) 6 m 4 5 05 0 5 0 01 6 0 - 5 0 05 0 0 2 4 0 01 0 0 1 0 0 0 p h 5 - 6 56 6 56 5 7 56 2 - 6 65 6 7 5 由表1 1 可知，垃圾渗滤液c o d 和b o d 5 浓度是生活污水的1 0 - 1 0 0 倍，其它 污染物是国家地表水环境质量标准( g b 3 8 3 8 2 0 0 2 ) 规定的v 类水体的数十 倍，甚至数百倍，其污染浓度极高且成分复杂。 通常，垃圾渗滤液中的有机物可分为3 种：( 1 ) 低分子量的脂肪酸；( 2 ) 中等分子量的灰黄霉酸类物质；( 3 ) 高分子量的碳水化和物类物质、腐殖质类。 渗滤液中的有机成分随填埋时间而变化。填埋初期，渗滤液中的有机物的可溶性 有机碳约9 0o 6 0 是短链的可挥发性脂肪酸，其中以乙酸、丙酸和丁酸浓度最大。 其次的成分是带有相对高密度的羟基和芳香族羟基的灰黄霉酸。随着填埋时间的 增加，填埋场逐步趋于相对稳定，此时，渗滤液中挥发性脂肪酸含量减少，而灰 黄霉酸和腐殖赝类成分则增加。垃圾渗滤液的特性如下： 第章绪论 ( 1 ) 有机污染物种类繁多，水质复杂垃圾渗滤液中含有大量的有机物，含 量较多的有烃类及其衍生物、酸脂类、醇酚类、酮醛类和酰胺类等。郑曼英【l o 】等 对广州大田l i j 垃圾渗滤液有机污染物的分析研究表明，渗滤液中含有丰要有机物 7 7 种，其中有芳烃类2 9 种，烷烃、烯烃类18 种，酸类8 种，酯类5 种，醇、 酚类6 种，酮、醛类4 种，酰胺类2 种，其他5 种。这7 7 种有机物中，有可疑 致癌物1 种，辅致癌物5 种，被列为我国环境优先污染物“黑名单”的有机物5 种以上。上述7 7 种有机化合物仅占该渗滤液中c o d 的10 左右。张兰英i j 等采 用g c m s d s 联用技术测定出垃圾渗滤液中含有9 3 种有机化合物，其中2 2 种被 列为我国和美国e p a 环境优先控制污染物的黑名单。 美国环保局1 9 8 8 年公布了垃圾填埋场中检测到的2 0 余种非甲烷类有毒有害 挥发性有机化合物，如苯、二甲苯、含卤素化合物等，部分具有致癌作用，其浓 度达到1 0 _ 6 ( p p m ) 级1 12 1 。近年来，从渗滤液中还监测出含有致癌物卤代烃( a o x ， 为可吸附的有机卤化物) 。工业部门使用的垃圾填埋场，其渗滤液中还会含有有 毒有机物和无机物，水质更为复杂。 ( 2 ) 污染物浓度高和变化范围大垃圾渗滤液的这一特性是其他污水所无法 比拟的，其中的b o d 5 和c o d 浓度最高可达每升几万毫克，主要是在酸性发酵阶 段产生，p h 达到或略低于7 ，此时b o d 5 与c o d l i 己值为0 5 0 6 。一般而言，c o d 、 b o d 5 、b o d s c o d 随填埋场的“年龄”增长而降低，碱度则上升。 ( 3 ) 水质水量变化大垃圾渗滤液水质水量变化大，主要体现在以下方面： 产生量随季节变化大，雨季明显大于旱季；污染物组成及其浓度也随季节变化， 例如，平原地区填埋场在干冷季节渗滤液中的污染物组成和浓度较低；污染物组 成及其浓度随填埋时间而变化。 ( 4 ) 金属含量高垃圾渗滤液中含有1 0 多种金属离子，由于国内垃圾不像 国外某些城市那样经过严格的分类和筛选，所以国内城市垃圾渗滤液的金属离子 浓度与国外某些城市垃圾渗滤液中金属离子浓度有差异。其中铁浓度可高达 2 0 5 0m g l ，铅的浓度可达1 2 3m g l ，锌的浓度可达1 3 0m g l ，钙的浓度可达 4 3 0 0m g l 1 9 1 。 ( 5 ) 氨氮含量高城市垃圾渗滤液是一种组成复杂的高浓度有毒有害有机废 水，其中高n h 3 n 浓度是城市垃圾渗滤液的重要水质特征之一。渗滤液中的氮多 以氨氮的形式存在，约占t n 的7 0 8 0 。当氨氮( 尤其是游离氨) 浓度过高时， 会影响微生物的活性，降低生物处理的效果。 ( 6 ) 营养元素比例失调对于生化处理，污水中适宜的营养元素比例是 b o d s ：n ：p = 1 0 0 ：5 ：l ，而一般的垃圾渗滤液中的b o d s p 大都大于3 0 0 ，与微生 物生长所需的磷元素相差较大。 第一章绪论 ( 7 ) 其他特点渗滤液在进行生物处理时会产生大量泡沫，不利于处理系统 正常运行。由于渗滤液中含有较多难降解的有机物，一般在生化处理后，c o d 浓度仍在5 0 0 - 2 0 0 0m g l 范围内。 1 2 垃圾渗滤液处理技术研究和发展 垃圾渗滤液处理作为一个卫生填埋场必不可少的环节，近几年来越来越受到 人们的重视，我国渗滤液排放标准( g b l 6 8 8 9 1 9 9 7 ) 【7 1 见表1 2 。 表l - 2 我国城市垃圾渗滤液的捧放标准 项目 c o db o dn h d j ns s 排放标准 三级 1 0 0 06 0 04 0 0 二级 3 0 01 5 02 5 2 0 0 一级 1 0 03 01 57 0 注：三级标准是处理后排入市政管网的标准，二级和一级标准分别足排入地表水的标准。 针对垃圾渗滤液的水质特征，产生了物理化学法、生物处理法等不同的处理 方法，常用的垃圾渗滤液处理工艺效果见表1 3 表l - 3 垃圾渗滤液常用处理工艺 参考参考 处理工艺处理效果 处理工艺处理效果 文献 文献 能减量8 7 0 5 的渗滤 经过芦苇湿地的c o d液并显著降低渗滤液 人工湿地 去除率约6 6 ，氨氮去【1 3 】 回灌 的s s 、c o d 、n i - 1 4 + o n【1 4 除率约4 6 浓度，提高p h 值，改善 渗滤液水质 人工湿地 初步处理后c o d 去除率 【1 5 】 化学混凝 c o d 和色度去除率分 【1 6 】 第一章绪论 6 8 ，b o d 5 去除率别达5 8 和9 5 以上 4 6 ，氨氮去除率8 1 反应3 0m i n 后，c o d c o d 去除率为7 9 ， 混凝吸附 氨氮去除率为4 6 ，重u v i - 1 2 0 2 去除枣约8 0 0 6 ，脱色率 【1 7 】【1 8 】 草酸铁 法金属去除率为 达9 0 0 , 6 以上 5 3 r 9 8 u v t i 0 2 c o d 去除率达8 8 6 ，催化电解 最优工艺参数下c o d 【1 9 】 去除率为8 2 6 ，氨氮 【2 0 】 0 3 u v 3 3 5 褪色率达9 7 9 法 去除率将近1 0 0 活性炭对c o d 和色度去除率除氨氮外，各项污染物 一h 2 0 2 催化 分别为8 2 8 和8 5 5 ， 【2 1 】 a m t 系统指标的去除率均达到 【2 2 氧化法 同时还可消除臭味9 0 以上。 进水c o d 为50 0 0 - - 1 2 u a s b0 0 0m g l 。h r t 为19 - 2 7 【2 3 】 m b r 工艺国家一级标准 【2 4 】 h ，c o d 去除率达9 0 两级串联 c o d 最大去除率为 a b r 一接触 好氧出水去除率 8 0 * 0 - - 8 5 ；f e n t o n 氧 u a s b 8 0 ，好氧出水中氨氮 【2 5 1 氧化一化学 【2 6 化处理，出水c o d 小 c s t r 去除率达9 9 6 0 o氧化 于1 0 0 m g l 。 出水c o d 2 0 0m g l ， u a s b f 出水水质达到垃圾渗 混凝一s b rb o d 1 0 0m g l ，氨氮 【2 7 】【2 8 s b r 滤液二级排放标准。 下，溶液水分子大量渗入微生物体内，使微生物细胞发生膨胀，严重者 破裂，导致微牛物死亡；( 3 ) 在高渗透压( n a c i 浓度为2 0 0g l ) 下，微生物 水分子大量渗到体外，使细胞发生质壁分离。细菌在不同渗透压下的反应见图 1 2 。 第一章绪论 瓣三i 誊藏| | ：i 水l ： ；叶爿一；i a 等；参溶液 b 低渗溶液c 高潘溶液 图1 - 2 细菌在不同渗透压溶液中的反应 1 3 2 高含盐废水的生物处理对策 d a e h e e 等【5 0 】采用f e n t o n 氧化法、活性炭吸附法与固定床生物膜反应器联合 处理高含盐量、高色度的印染废水，结果证明，该方法能有效提高废水可生化性， 进而取得较好的处理效果，是处理该种废水的有效方法。j j e db r o w n l 5 1 1 等在运用 咸水植物处理海产品 j n t 废水的试验中发现，即时在较高的盐度下，所用的三种 咸水植物对废水中氮、磷的去除率均达到9 0 以上，证明采用专性植物对废水进 行降解也是处理高盐废水的有效方法。 对普通活性污泥法来说，由于高盐废水的上述危害，使得该方法在高盐废水 处理领域受到了限制，而生物膜法由于微生物固着生长于载体表面，不会随水流 失，因此在高盐废水处理中具有较高的实用价值。此外，利用培养专性微生物对 其进行处理，尽管前期工作量较大，费用较高，但仍不失为一种有效的高盐废水 处理技术。 第一章绪论 紫麟蹬藏 e ， j a fg 7 b ， 7 藕 j r ，q 、 池、 渊琶 _ - p ? 、：。： 感国 i 叛童鲁崔 冀、 l 、。! 、 mo -n0 。茹； i ：o： 。t h 一 和 ：t 。飞一 ：辽 k 囝i - 3 此圈为部分适盐微生物形态的电镜图 1 3 3 本课题组在高含盐垃圾渗滤液处理方面的研究成果 本课题组在垃圾渗滤液处理方面进行过长时间的探讨和研究，在高含盐垃圾 渗滤液处理方面也作了大量的研究工作。姜少红采用厌氧生物滤池一好氧移动床 膜生物反应器( a f - m b b r ) 工艺盘 理天津大港填埋场的高含盐垃圾渗滤液，试 验结果表明，对高盐量的垃圾渗滤液采用生物膜法处理，可以保持系统中较稳定 的生物量，避免了活性污泥法中污泥流失的问题，具有较高的处理效率。试验确 定a f 反应器的最佳容积负荷范围为4 5k g c o d ( m 3 d 1 晟佳h r t 为1 0h m b b r 反应器的晟佳有机负荷范围为33 8 - - 5 7 5k g c o d ( m3 - d ) ，最佳h r t 为1 0h ，在该 运行条件下，经过适当的启动与驯化阶段，整套厌氧生物滤池一好氧移动床生物 膜反应器对渗滤液c o d 的平均去除率为2 2 ，昂高可达5 0 。霍真有采用好氧 膜生物反应器( m b r ) 处理进一步上述厌氧一好氧工艺的出水，试验结果表明 m b r 对生化工艺出水仍有一定的降解能力，但由于生化工艺出水中难生物降解 或不可生物降解的物质较多，所以m b r 对这些有机物的降解能力是有限的。另 第一章绪论 外该进水的高含盐度，它会强烈抑制污泥的活性，从而影响m b r 的去除效果。 由于生色有机物以小分子溶解态的有机物居多，所以m b r 对渗滤液色度的去除 能力也有限。针对霍真的研究情况，张亮采用厌氧生物滤池一膜生物反应器串联 工艺处理大港高含盐垃圾渗滤液原液，并在m b r 反应器中投加筛选的耐盐菌强 化处理。试验结果表明投加耐盐菌可明显改善m b r 对c o d 去除效果。在c o d 负 荷2k g c o d m 3 - d ，气水比3 0 ：l ，投菌周期5 天，反应器中m l s s4 0 0 0 5 0 0 0m g l ： 投加耐盐菌的m b r 反应器对c o d 的去除率可达到5 0 0 o - - 7 0 ( 采用普通微生物细 菌的m b r 仅为2 0 左右) 。色度的去除率基本保持在6 0 8 0 之间( 采用普通 微生物细菌的m b r 色度去除率仅为l5 左右) ：同时还表明应用m b r 处理高含 盐渗滤液时，不论是普通m b r 还是投加耐盐菌强化的m b r ，对氨氮的去除率都 能达到几乎1 0 0 的去除。 1 4 研究的目的及内容 1 4 1 研究目的 本课题旨在通过对天津滨海新区汉沽区垃圾填埋场高含盐垃圾渗滤液处理 工艺的运行状况分析，总结经验，发现问题，改进运行管理，提出提高垃圾渗滤 液处理效果的措施，以期达到较好的处理效果。 1 4 2 研究内容 本课题重点研究以下几个方面的内容： l 、对工程运行参数和进出水水质等进行近一年时问的采集和分析，分析汉 沽区垃圾渗滤液水质特征和生化工艺对主要污染物的去除效果。 2 、针对工程运行中出现的一些现象、问题进行研究，分析探讨其原因，并 提出提高处理效果，增加处理工艺稳定性的措施。 3 、在上述工作的基础上，帮助该厂提高管理水平，使生化工艺达到最佳运 行状态。 薷二章汉沾垃圾填埋场渗滤液处理系统 第二章汉沽垃圾填埋场垃圾渗滤液处理系统 2 1 工程概况 天律滨海新区汉沽区垃圾填埋场( 一期工程) 于2 0 0 1 建成并投入运行，主 要接纳汉沾区、塘沽区、开发区、保税区等的城市生活垃圾，设计处理能力6 5 0 删，现垃圾迸场量2 2 0t d 。 垃圾趾理场所在地汉沽区1 9 9 4 1 ”8 年平均气温1 24 ，最低和最高气温 分别为- 1 4 6 。c 和3 54 c ，夏季最高温度出现在七月和八月。冬季最低在一月。根 据平均值，1 1 月1 5 日到2 月1 5 日之间气温低于0 1 2 。 汉沽区9 4 9 8 年平均年降雨量为5 1 6m m ，降雨量范围为5 - 1 9 0m m 。大部 分降雨量在夏季( 6 - - 8 月) ，历史平均蒸发量是1 8 4 4m m ，大约三倍于年平均降 雨量。 天津市随着季节的变化风向变化很大，因此总的来讲在这一区域，没有个 主要风向起主导作用。大体上可以认为夏季以东南风为主导风向，冬季以西北风 为主导风向。填埋场位置图如图2 1 。 圈2 - 1 垃圾壤埋场的位置 第二章汉沽垃圾填埋场渗滤液处理系统 2 2 原水水质与排放标准 2 2 1 原水水质 天津市滨海新区汉沽区垃圾卫生填埋场垃圾渗滤液处理工艺，在设计时根据 汉沽地区年平均降水量5 7 3m m 的降水情况，采用远近期相结合的原则，确定近 期处理规模为5 5m 3 d ，远期为2 2 0m 3 d 。在设计时根据实地调研和测量，确定设 计进水水质。依据2 0 0 6 年渗滤液的监测数据，设计进水水质和实际监测进水水 质有差别。水质见下表2 1 表2 - l 汉沽垃圾填埋场渗滤液水质 b o d 5 c o ds s n h 3 一n t pt d s 项目 ( m g l )( m g l )( m g l )( m g l )( m g l )( m e l ) 设计 2 0 0 03 0 0 05 0 02 0 086 4 0 0 进水 实际 5 l 1 1 7 013 5 2 8 0 0 01 7 3 0 0 0 3 7 5 5 2 0 0 o 5 1 4l5 0 0 - - 3 0 8 0 0 进水 设计生 1 5 04 0 02 0 02 5 l 6 4 0 0 化出水 杂用水 l o5 0】o2 01 2 0 0 标准 由表2 1 可知，汉沽垃圾渗滤液的水质特征有：c o d 相对于普通垃圾渗滤 液来说变化范围较大，以溶解性有机物为主；可生化性极差，以难降解有机物为 主；营养不均衡，尤其是磷含量低，且氨氮变化范围较大：溶液偏碱性，该垃圾 渗滤液最突出的特点是盐度高。 2 2 2 排放标准 回用水( 中水) 是指城市污水或者生活污水经过处理后，达到规定的水质标 准，可在一定范围内重复使用的非饮用水，其水质介于上水( 饮用水) 与下水( 生 活污水) 之间。回用水虽不能饮用，但它可以用于些对水质要求不高的场合。 为保证回用水回用的安全性，我国针对回用水的不同途径，制定了系列的 第二章汉沾士上圾填埋场渗滤液处理系统 城市污水再生利用相关标准。 生活杂用水是指用于冲厕、道路清扫、消防、城市绿化、车辆冲洗、建筑施 工的非饮用水。 该工程自2 0 0 3 年运行以来设计要求经过生化处理部分出水基本达到国家渗 滤液排放标准( g b l6 8 8 9 1 9 9 7 ) 中二级标准，效果较好的时候可以达到 g b t 1 8 9 2 0 2 0 0 2 城市污水再生利用城市杂用水水质标准，这部分水用于满 足场区绿化和堆体压沉需要，其根据需要确定处理的深度和水量。本工程参考的 相关标准如下表2 2 。 表2 2g b t 1 8 9 2 0 - 2 0 0 2 城市污水再生利用城市杂用水水质 标准 道路清扫、 序号项目冲厕城市绿化车辆冲洗建筑施工 消防 1 p h 6 0 9 0 2色( 度)3 0 3嗅无不快感觉 4 浊度( n t u ) 51 01 052 0 溶解性总同体 5 1 5 0 01 5 0 01 0 0 0 1 0 0 0 ( m g l ) 五日生化需氧 61 0 1 5 2 01 01 5 b o d 5 ( m e l ) 7 氨氮( m g l ) 1 0 1 0 2 0l o2 0 阴离子表面活性 8 1 o1 o1 oo 51 0 剂( m g l ) 9 铁( m g l ) 0 30 3 1 0 锰( m g l ) 0 1o 1 1 1 溶解氧( m g l ) 1 o 1 2 总余氯( m g l ) 接触3 0 m i n 后1 0 ，管嘲末端0 2 总大肠菌群 1 33 ( 个l ) 2 2 3 水质监测指标、方法和仪器 监测方法参照国家规定的水质分析标准方法【5 2 1 ，测量项目及测定方法、使 第二章汉沽垃圾填埋场渗滤液处理系统 用仪器详见表2 3 表2 - 3 监测项目及测定方法和仪器 分析项目测定方法 测晕仪器 s s 重鼍法d g g 1 0 1 1 型鼓风干燥箱 过硫酸钾消解法与钼锑分光u v 2 8 0 0 型紫外可见分光光 总磷 光度法 度计 过硫酸钾氧化法与紫外分光u v 2 8 0 0 型紫外可见分光光 总氮 光度法度计 p h 值 玻璃电极法 h 1 9 3 2 1 型p h 计 c o d 标准重铬酸钾法电子万用炉、冷凝管 b o d 5 稀释法2 5 0 b 数显生化培养箱 氨氮纳氏试剂光度法7 2 1 型分光光度计 全盐量蒸发称重法恒温水浴锅 氯离子硝酸银滴定法 2 5m l 酸式滴定管 m f l s s重量法电子天平 溶解氧 膜电极法溶解氧测定仪 由于渗滤液中高含量的c 1 会对c o d 的测定产生严重干扰，因此，在测定c o d 时需加入0 4g h g s 0 4 以掩蔽过多的c l - 。 2 3 垃圾渗滤液处理工艺流程与设备 渗滤液处理工艺采用多级深度生化物化处理工艺( m u l t i - s t a g eb i o - c h e m i c a l p h y s i c o c h e m i c a lp r o c e s s ，简称m b p 工艺) ，该工艺采用钢结构模块化设计，在 室外，故在北方的冬季无法运行，每年冬季停止运行。该工艺分为两个主体部分， 分别为多级生化单元和深度物化单元。工艺流程如下图2 2 第二章汉沽垃圾填埋场渗滤液处理系统 图2 - 2 工艺流程图 第二章汉沽垃圾填埋场渗滤液处理系统 主要特点及优点： ( 1 ) 多种成熟技术全新组合，立环式氧化沟、富氧曝气池、臭氧催化裂解池 以及连续微滤和反渗透，都是目前在污水处理中应用的比较成熟的技术。 ( 2 ) 减少投资并降低运行成本，由于采用的是目前比较成熟的技术，同时其 根据需要确定垃圾渗滤液处理的深度和水量，故整个工艺比较经济。 ( 3 ) 在模块化、设备化方面创新性，由于采用模块化设计，可以节省占地， 同时便于现场组装，缩短工程建设周期。 ( 4 ) 在一定程度上可以实现零排放，处理水根据需要可以满足场区绿化和堆 体压沉需要。 2 3 1 生化工艺流程 图2 - 3 多级生化工艺流程图 多级生化处理单元，即综合生化处理装置，由碳钢制成，包括立环式氧化沟、 生物沉淀区、纯氧强化氧化池( 富氧池) 、臭氧催化裂解池以及物化沉淀区。 多级生化处理工艺的主要特点是： ( 1 ) 最大限度发挥生化处理作用 ( 2 ) 成熟技术的全新组合 ( 3 ) 采用模块化设计，可节省占地 ( 4 ) 便于现场组装，缩短工程建设周期，扩建方便 嚣醢蝴莉i 、，1 1 一p ，tr 螭曲，s 喁粼 髻疆 2 3 2 物化工艺流程 圈2 主要生化工艺照片 除去水中盐舟等 以离子、分子形 圉2 - 5 深度物化工艺流程 第。章汉站垃圾