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MBR工艺应用于垃圾渗滤液处理的研究2009-12-29 14:05 环卫科技网 作者：罗宇 发表/查看评论 摘要：结合我国垃圾渗滤液的特点，利用MBR工艺处理垃圾填埋场的渗滤液，发现按常规MBR工艺处理垃圾渗滤液，重金属离子会在反硝化反应器中富集，从而影响处理的效果，需要在MBR运行中采用适当的方法尽量减低重金属离子的影响。经过调整后的MBR工艺处理垃圾渗滤液可以达到国家一级排放标准。 关键词：渗滤液；MBR工艺；重金属离子 1引言 膜生化反应器MBR(Module Biological Reactor)是生化反应器和膜分离相结合的高效废水处理系统，生化反应器内微生物浓度从35g/L提高到1520g/L，生化反应器体积小，生化反应效率提高，出水无菌体和悬浮物，在处理高浓度有机废水方面已得到较多的应用1。目前国内采用MBR工艺处理城市垃圾填埋场渗滤液的研究正在逐渐开展，本文就应用MBR工艺处理垃圾渗滤液进行了研究。 2城市生活垃圾渗滤液的性质 城市生活垃圾卫生填埋场的渗滤液成分十分复杂，其中的各类有机物成分多达100种以上2，并且随着垃圾填埋场使用年限的增加，渗滤液的可生化性逐渐降低3，而其中不仅NH+4-N和CODCr的比例严重失调46，其中的营养元素比例也随时间的延长而逐渐趋于恶化，而且有研究表明，随着填埋场使用年限的延长，渗滤液中的有机污染物和重金属离子随水量变化的相关性很差7，尤其是运行较长时间的填埋场中，其中的重金属离子对渗滤液处理造成极大的影响。这与常规应用MBR工艺处理的高浓度有机废水有一定的差别。 3试验 3.1试验工艺流程 试验工艺流程见图1，生物反应器采用全密封钢筒，其中反硝化反应器容积为150L，硝化反应器容积为350L；膜分离单元采用侧压式超滤膜组件，采用出水回流的方式来保障反应器内稳定的液位高度，整套系统采用PLC系统进行控制。在系统的运行中，稳定硝化反应器中的氧含量为5mg/L，pH控制在6.58.5之间，由于取样的垃圾填埋场已使用7a，其渗滤液中的BOD5/CODCr仅为0.21，因此，在实验中采用投加醋酸来提高其比例，并总体上提高C/N到91，同时也投加磷酸作为养分。 图1试验工艺流程 3.2试验用原料 试验中，取用某使用7a的填埋场垃圾渗滤液，其成分见表1。 表1垃圾填埋场渗滤液成分 药剂：醋酸(工业级)，小苏打(工业级)，磷酸(分析纯)，FeSO47H2O(AR)。 试验用污泥选用普通城市生活污水处理厂活性污泥，经浓缩后加入反应器中。 3.3分析项目及方法 本研究中所采用的分析方法以国家标准方法和快速测定方法相结合进行。CODCr测定采用重铬酸钾法(回流法/光度法)；NH+4-N测定采用纳氏试剂光度法/快速试纸测定法；MLSS测定采用重量法。 4结果及讨论 4.1试验结果 在本次试验中采用了前级加FeSO47H2O絮凝沉淀以去除渗滤液中重金属离子的影响以及不作前级处理2种方式，经过30d的试验，其试验结果分别见表2、表3。 表2经过前处理后的试验结果 表3未经过前处理后的试验结果 4.2讨论 4.2.1渗滤液中重金属离子对NH+4-N去除率的影响 重金属离子对NH+4-N去除率的影响如图2所示。 图2重金属离子对NH+4-N去除率的影响 由图2可以看出，渗滤液在加入反应器后，在污泥的驯化期间，超滤出水的NH+4-N去除率逐渐下降，随着渗滤液进水量的稳定，出水的NH+4-N去除率逐渐回升，但未经前级絮凝沉淀处理的NH+4-N去除率会随着时间的延长逐渐下降，同时，通过对NO-2-N的检测表明，其中的NO-2-N含量也迅速增长。通过分析，我们认为，在渗滤液进入反硝化反应器后，由于其中的渗滤液与回流液混合后的流速较慢，并且在反硝化反应器中液体是以向上推流的方式运动，因此，就造成了其中的重金属离子在反硝化反应器中富集，虽然由垃圾渗滤液带入的重金属离子量较低，但长期的运行，将会导致重金属离子在反硝化反应器中的浓度增加，从而严重影响了反硝化反应器中的反硝化进程，造成其中的NO-2-N浓度增加，影响生化反应的效率，降低了NH+4-N去除率。这样就导致了未经前级处理的垃圾渗滤液的NH+4-N去除率在前期比较稳定，而到一定的时间后就急剧下降。由于MBR工艺所采用的生化反应器的容积普遍较小，因