上流式厭氧污泥復(fù)合床-膜生物反應(yīng)器處理垃圾滲濾液

1、上流式厭氧污泥復(fù)合床-膜生物反應(yīng)器處理垃圾滲濾液         06-03-05 10:50:00     作者：閆志明 普紅平 陽立    編輯：studa9ngns摘要：研究了厭氧污泥復(fù)合床（UASCB）-序批式膜生物反應(yīng)器（SMBR）串聯(lián)工藝處理垃圾滲濾液的工藝性能和影響因素。結(jié)果表明，厭氧段對整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用表現(xiàn)在兩方面：(1)可以提高膜生物反應(yīng)器內(nèi)硝化菌活性；(2)可以明顯提高垃圾滲濾液的可生化性，提高幅度為15.2%。該

2、工藝所能適應(yīng)的COD/NH4+-N范圍在2.512。 關(guān)鍵詞：垃圾滲濾液 厭氧污泥復(fù)合床 序批式膜生物反應(yīng)器  垃圾在堆放填埋過程中，由于厭氧發(fā)酵、有機(jī)物分解、雨水沖淋及地下水浸泡會(huì)產(chǎn)生多種代謝產(chǎn)物和水分，形成滲濾液。研究表明1，垃圾滲濾液中含有種類繁多的有機(jī)污染物，其中相當(dāng)數(shù)量屬于難降解的有毒污染物。由于滲濾液的特殊水質(zhì)特征，采用常規(guī)的生物處理工藝往往難以達(dá)到理想的處理效果。在此，對厭氧污泥復(fù)合床（UASCB）-序批式膜生物反應(yīng)器（SMBR）串聯(lián)工藝處理垃圾滲濾液進(jìn)行了試驗(yàn)研究，探索了在不同的工藝操作條件下垃圾滲濾液的生物降解效率，為垃圾滲濾液的降解提供了一定的依據(jù)。1 

3、 材料與方法1.1 垃圾滲濾液水質(zhì)特征垃圾滲濾液水樣取自昆明市西郊垃圾填埋場的滲濾液蓄水池，水質(zhì)特征：COD平均濃度為9100 mg/L；NH3-N平均濃度為870 mg/L；pH為7.8；感觀性狀為深褐色、有惡臭。1.2 試驗(yàn)系統(tǒng)由集水槽、進(jìn)水泵、流量計(jì)、蓄水槽、潛水泵、UASCB反應(yīng)器、膜生物反應(yīng)器、離心泵及時(shí)控開關(guān)組成，試驗(yàn)總示意圖如圖1所示。圖1 實(shí)驗(yàn)流程總示意圖1.集水槽；2.進(jìn)水泵；3.流量計(jì)；4.UASCB反應(yīng)器；5.蓄水槽；6.潛水泵；7.膜生物反應(yīng)器； 8.離心泵1.2.1 UASCB反應(yīng)器UASCB用有機(jī)玻璃柱制作，有效體積8 L，該UASCB的下部區(qū)域?yàn)槲勰啻?，上部區(qū)域?yàn)?/p>

4、填料床，可以有效阻止污泥的流失。填料直徑10 mm，高10 mm，壁厚0.60.9 mm，用聚丙稀復(fù)合材料注塑。厭氧反應(yīng)器在(36±1)下運(yùn)行。1.2.2 膜生物反應(yīng)器膜組件主要技術(shù)指標(biāo)為：中空纖維膜外徑450m；內(nèi)徑350m；膜厚50m；膜面積4 m2；平均孔徑0.1m；產(chǎn)水量0.60.8 t/(d·m2)；操作壓力0.3 ×105 Pa；反應(yīng)器容積為40 L。試驗(yàn)過程中檢測項(xiàng)目為COD、NH4+-N、NO3-N 、NO2-N 、pH、水溫、污泥濃度。檢測方法均為標(biāo)準(zhǔn)方法。2  結(jié)果與討論2.1 系統(tǒng)啟動(dòng)2.1.1 UASCB的啟動(dòng)2厭氧微生物特別是甲

5、烷菌增殖緩慢，馴化需要較長的時(shí)間。本試驗(yàn)厭氧污泥取自昆明市第四污水處理廠硝化池，污泥濃度為7000 mg/L左右。首先進(jìn)行厭氧污泥的靜態(tài)間歇培養(yǎng)，溫度控制在(36±1) 左右，pH為6.87.4，每天棄去上清液，并投加人工配制的葡萄糖營養(yǎng)液，C:N:P=100:5:1，COD濃度控制在1000 mg/L，經(jīng)過一周的培養(yǎng)，投加占厭氧反應(yīng)器體積40%的厭氧污泥，進(jìn)行葡萄糖-滲濾液連續(xù)進(jìn)液馴化，開始負(fù)荷控制在0.5 kgCOD/（m3·d），通過一次性投加碳酸鈉/碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH不低于6.5。運(yùn)行30 d后，COD的去除率達(dá)到25%左右，再逐步增加負(fù)荷。60 d后COD的去除率達(dá)

6、到35%以上，測反應(yīng)器底部污泥濃度達(dá)到6300 mg/L，至此認(rèn)為啟動(dòng)成功。2.1.2 SMBR的啟動(dòng)接種污泥取自昆明第四污水處理廠二沉池。先采用人工配水，然后逐步投加厭氧出水，溫度控制在35 左右，經(jīng)過20 d 的馴化培養(yǎng)，污泥濃度達(dá)到6000 mg/L左右，一個(gè)運(yùn)行周期為4 h，依次為進(jìn)水、攪拌、好氧曝氣、厭氧和抽吸5個(gè)階段，好氧曝氣2.5 h，厭氧1.5 h。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行40 d，得到較穩(wěn)定的COD及NH4+-N的去除率，分別穩(wěn)定在91.0%94.0%和79%84%，馴化基本成功。2.2 整套工藝的運(yùn)行效果本階段進(jìn)水濃度分別經(jīng)歷了10、8、6、5、4倍5個(gè)稀釋比的變化。進(jìn)水水質(zhì)見表1。表

7、1 串聯(lián)工藝進(jìn)液水質(zhì)情況時(shí)間/d進(jìn)水氨氮/mg·L-1進(jìn)水COD/mg·L-111078.1386.66896.32912.77112195.24117.691113.321181.682229134.32146.921520.751553.1430404160151.31173.18208.65232.791796.311827.482141.562328.232.1.1 厭氧反應(yīng)器的COD降解情況圖2表示厭氧反應(yīng)器的進(jìn)出水COD以及去除率關(guān)系。厭氧反應(yīng)器運(yùn)行經(jīng)歷了兩個(gè)階段，前40 d，進(jìn)液流量為1 L/h，厭氧停留時(shí)間為8 h，COD降解率基本上在25%以下，本階段厭氧

8、段對整個(gè)工藝COD的降解貢獻(xiàn)不大，可以認(rèn)為厭氧反應(yīng)主要停留在“水解酸化”階段。40 d以后，通過減小進(jìn)液流量，將厭氧反應(yīng)器的HRT增加到14 h，COD降解率可達(dá)到45%。 圖2 厭氧反應(yīng)器COD降解情況2.2.2 整套工藝運(yùn)行效果圖3表示整套工藝進(jìn)水NH4+-N、出水NH4+-N、NO3-N 、NO2-N 以及COD的降解率隨時(shí)間的變化情況。圖3 整套工藝運(yùn)行效果本階段試驗(yàn)說明了厭氧段進(jìn)行到不同程度對膜生物反應(yīng)器脫氮效率有不同的影響。在第10 d時(shí)，由于曝氣裝置出現(xiàn)故障，出水氨氮出現(xiàn)暫時(shí)性升高，但很快恢復(fù)。當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行到35 d時(shí)，進(jìn)水NH4+-N達(dá)到162.7 mg/L，進(jìn)水C

9、OD為1813.3 mg/L，此時(shí)出水NH4+-N開始上升，最高達(dá)到37.8 mg/L，說明硝化能力受到抑制。這是由于降解COD的異養(yǎng)菌抑制了硝化菌的活性。從第40 d開始，將厭氧反應(yīng)器的HRT延長到14 h，降低膜生物反應(yīng)器的COD負(fù)荷，硝化能力逐漸恢復(fù)，第46 d時(shí)出水NH4+-N又降到10 mg/L左右。由此可看出，厭氧反應(yīng)器對系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行有很好的調(diào)節(jié)作用。另外，由圖3還可看出系統(tǒng)的COD去除率、反硝化能力比較穩(wěn)定。2.3 COD/NH4+-N對整套工藝處理效果的影響C/N比對微生物的生長和有機(jī)物的降解有重要影響。原水C/N比大約在10左右，可以看出在以上試驗(yàn)條件下，系統(tǒng)有較好的降解有機(jī)物和氨氮的能力。本階段通過向5倍稀釋的原水中適當(dāng)投加NH4HCO3和葡萄糖來改變C/N比，考察系統(tǒng)的處理能力。由圖4可以看出，本套工藝可以適應(yīng)較寬的C/N比范圍。C/N比過大，則厭氧反應(yīng)