C深度處理垃圾滲濾液生化尾水的試驗研究

1、C深度處理垃圾滲濾液生化尾水的試驗研究論文摘要：采用自制柑橘皮活性炭構(gòu)建生物活性炭反響器(BAC)，并以重慶某垃圾燃燒廠滲濾液生化尾水為處理對象，通過對柑橘皮BAC反響器在不同水力負(fù)荷下對污染物的去除效果進(jìn)行研究，得出反響器運(yùn)行的最正確負(fù)荷。當(dāng)控制進(jìn)水水質(zhì)COD為300400 mg/L，色度值為120200，氨氮為4560 mg/L，總氮為6080 mg/L，柑橘皮BAC反響器在水力負(fù)荷為2.25 m / 色度/ 倍 NH -N/ 總氮 B/C 數(shù)值 300400 120200 4560 6080 從表2可以看出，垃圾燃燒廠的滲濾液經(jīng)過UASB/A/O工藝處理后，其出水水質(zhì)不能到達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)GB

2、16889-2021的要求。因此，研究BAC工藝處理垃圾滲濾液生化出水的處理效果，選擇最正確的工藝運(yùn)行參數(shù)，從而實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放是十分必要的。 1.4實驗方法BAC反響器采用自制柑橘皮活性炭，菌濃度為3000mg/L。進(jìn)水流量分別取Q=4ml/min，Q=6ml/min，Q=8ml/min，Q=10ml/min；對應(yīng)水力負(fù)荷分別為q=1.50m/m.d，q=2.25m/m.d，q=2.99m/m.d，q=3.74m/m.d，氣水比為6:1。試驗采用4種進(jìn)水負(fù)荷q=1.50m/m.d，q=2.25m/m.d，q=2.99m/m.d，q=3.74m/m.d考察BAC對污染物的去除情況。2結(jié)果與討論2.

3、1柑橘皮BAC反響器在不同負(fù)荷下對COD、色度、氨氮和總氮去除效果分析柑橘皮BAC反響器在4種不同負(fù)荷下對COD的去除效果見圖2。圖2BAC在不同水力負(fù)荷下對COD的去除Fig.2RemovalofCODbybiologicalactivatedcarbonunderdifferenthydraulicload.在q負(fù)荷下，經(jīng)過生物活性炭柱后，COD從進(jìn)水的300400mg/L下降到60100mg/L，去除率的變化范圍為74.2980%；在q負(fù)荷下，COD從進(jìn)水的300390mg/L下降到60100mg/L，去除率的變化范圍為71.8880%；在q負(fù)荷下，COD從進(jìn)水的300400mg/L下降

4、到80150mg/L，去除率的變化范圍為61.2974.19%；在q負(fù)荷下，COD從進(jìn)水的300360mg/L下降到95150mg/L，去除率的變化范圍為5068.33%。由上可知，COD去除率隨著進(jìn)水負(fù)荷的增加而逐漸降低。在q、q負(fù)荷下，生物活性炭反響器對COD的去除率相近，污水中的有機(jī)物和活性炭濾料外表的生物膜有充分的接觸時間，為微生物的生長提供足夠的營養(yǎng)物質(zhì)，污水中的有機(jī)物得到充分降解，出水能夠?qū)崿F(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。q、q負(fù)荷下，污水和生物膜的接觸時間縮短，污水中的有機(jī)物還沒有被活性炭內(nèi)外表吸附或沒有被微生物充分利用即被水流帶出，處理效果變差，COD出水濃度不能保證滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，在q負(fù)荷下

5、，達(dá)標(biāo)率為50%，在q負(fù)荷下，達(dá)標(biāo)率僅為20%。因此，柑橘皮BAC去除COD適宜的水力負(fù)荷范圍是1.50m/柑橘皮活性炭BAC反響器在4種不同負(fù)荷下對TN的去除效果見圖5。圖5BAC在不同負(fù)荷下對TN的去除Fig5RemovalofTNbybiologicalactivatedcarbonunderdifferenthydraulicload.在q負(fù)荷下，TN從進(jìn)水的55.1877.83mg/L下降到29.7243.14mg/L，去除率的變化范圍為40.7547.83%，平均43.75%；在q負(fù)荷下，TN從進(jìn)水的58.573.46mg/L下降到29.5339.31mg/L，去除率的變化范圍為4

6、3.9150.05%，平均46.78%；在q負(fù)荷下，TN從進(jìn)水的55.1877.83mg/L下降到31.2337.34mg/L，去除率的變化范圍為40.4145.65%，平均42.97%；在q負(fù)荷下，TN從進(jìn)水的44.1379.12mg/L下降到27.1346.62mg/L，去除率的變化范圍為38.4341.72%，平均39.74%。由上述結(jié)果可見，水力負(fù)荷的增加對COD和色度的去除影響最大，其次是TN、NH-N。水力負(fù)荷為1.50m/md、2.25m/md時BAC對COD、色度的去除效果到達(dá)最好，水力負(fù)荷為2.25m/md時BAC對TN的去除效果最好，四種負(fù)荷下NH-N均具有很好的處理效果。

7、而在水力負(fù)荷允許的范圍內(nèi)提高負(fù)荷，有利于對老化生物膜的更新，維持微生物的活性，節(jié)約本錢，因此試驗得出最優(yōu)水力負(fù)荷為2.25m/md。2.2柑橘皮BAC反響器在最優(yōu)負(fù)荷下對COD、色度、氨氮和總氮去除效果分析試驗選取在最優(yōu)水力負(fù)荷2.25m/md下運(yùn)行柑橘皮BAC，考察BAC的運(yùn)行效果。柑橘皮BAC反響器在最優(yōu)負(fù)荷下對COD的去除效果見圖6。圖6BAC對COD的去除Fig6RemovalofCODbybiologicalactivatedcarbonBAC反響器對COD的平均去除率為75.3%，當(dāng)進(jìn)水COD濃度在300400mg/L時，出水COD濃度保持在100mg/L以下，能夠滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要

8、求。反響器運(yùn)行初期，活性炭巨大的比外表積和豐富的孔隙結(jié)構(gòu)使其具有充分的截留和吸附能力，微生物生命活動旺盛，生物量豐富，生物活性較強(qiáng)，活性炭吸附和生物降解的協(xié)同作用使其具有較好的去除效果。隨著進(jìn)水時間的延長，活性炭的一些孔隙由于吸附了過多的有機(jī)物而堵塞失效，降低了活性炭的吸附能力，在取樣的30天和80天，COD去除率分別從75.14%、77.2%下降到70.58%、66.67%，此時對生物炭柱進(jìn)行反沖洗，反沖洗后的12天，COD的去除率即得到恢復(fù)。BAC反響器在穩(wěn)定運(yùn)行的后期階段對COD仍然保持較好的處理效果，原因一方面是生物炭的生物再生作用使活性炭保持了較強(qiáng)吸附能力，活性炭吸附和生物降解協(xié)同作

9、用，實現(xiàn)對COD的穩(wěn)定去除；另一方面可能是實驗后期時間正處于夏天，環(huán)境溫度的升高促進(jìn)了微生物的新陳代謝，生物量增加，生物活性增強(qiáng)，增強(qiáng)了微生物對有機(jī)物的去除效果。柑橘皮BAC反響器在最優(yōu)負(fù)荷下對色度的去除效果見圖7：圖7BAC對色度的去除Fig7Removalofcoloritybybiologicalactivatedcarbon.BAC反響器對色度的平均去除率為78.68%，當(dāng)進(jìn)水色度值在120200時，出水色度值保持在40以下，能夠滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。在取樣的30天和80天，色度去除率分別從83.08%、77.64%下降到72.37%、70.53%，此時對生物炭柱進(jìn)行反沖洗，反沖洗后的1

10、2天，色度的去除率即得到恢復(fù)。BAC反響器在穩(wěn)定運(yùn)行的后期階段對色度仍然保持較好的處理效果，原因一方面是微生物可以降解吸附于活性炭上能緩慢釋放的可降解有機(jī)物，另一方面是長期運(yùn)行的生物炭柱形成了復(fù)雜的生物膜系統(tǒng)，可以利用局部難降解有機(jī)物。當(dāng)去除效果下降時，對炭柱進(jìn)行反沖洗也有利于恢復(fù)活性炭的截污能力和吸附能力。柑橘皮BAC反響器在最優(yōu)負(fù)荷下對NH-N的去除效果見圖8。圖8BAC對NH-N的去除Fig.8RemovalofNH-NbybiologicalactivatedcarbonBAC反響器對NH-N的去除率范圍為85.79%94.18%，平均去除率90.59%，出水氨氮濃度小于10mg/L，

11、能夠滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。BAC反響器在穩(wěn)定運(yùn)行階段一直保持著對氨氮的高效去除，主要是因為反響器運(yùn)行過程中，活性炭載體為生物膜的生長提供了更為適宜的環(huán)境，有利于生物炭吸附和微生物降解協(xié)同作用的充分發(fā)揮。此外，由于穩(wěn)定運(yùn)行階段處在春夏季節(jié)，適宜的溫度有利于硝化菌的快速生長繁殖，增強(qiáng)硝化菌的生物活性，從而實現(xiàn)對氨氮的高效去除。柑橘皮BAC反響器在最優(yōu)負(fù)荷下對TN的去除效果見圖9。圖9BAC對TN的去除Fig.9RemovalofTNbybiologicalactivatedcarbonBAC反響器對TN的去除率范圍為43%53.71%，平均去除率48.92%，出水TN濃度小于40mg/L，能夠滿足排

12、放標(biāo)準(zhǔn)的要求。BAC反響器運(yùn)行初期，在活性炭截留吸附和生物降解的協(xié)同作用下對TN的去除率維持在43%46%，隨著時間的延長，反響器對TN的去除率逐漸上升，原因可能是生物炭柱的長期運(yùn)行過程中豐富的孔隙結(jié)構(gòu)中形成了更多適宜反硝化菌生存的區(qū)域，加之外界氣溫的不斷升高，反硝化菌活性增強(qiáng)，對TN的去除率增加。3結(jié)論通過對柑橘皮BAC反響器在不同水力負(fù)荷下對COD、色度、氨氮和總氮的去除效果進(jìn)行分析，得出水力負(fù)荷的增加對COD和色度的去除影響最大，其次是TN、NH-N，q=2.25m/md為反響器運(yùn)行的最正確負(fù)荷。當(dāng)控制試驗水質(zhì)COD為300400mg/L,色度為120200，氨氮為4560mg/L，總氮

13、為6080mg/L，柑橘皮BAC反響器在水力負(fù)荷為2.25m/md的條件下能夠穩(wěn)定運(yùn)行，實現(xiàn)滲濾液尾水的達(dá)標(biāo)排放。參考文獻(xiàn)1 W. Nishijima, M. Tojo. Biodegradation of organic substances by biologicalactivated carbon stimulation of bacterial activity on granular activated carbon. Water Science and Technology, 1992, 26 (9-11) : 2031-2034.2 Alexander S Sirotkin, L

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