垃圾填埋場(chǎng)滲濾液脫氮處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)課件

垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)北京交通大學(xué)趙宗升12/12/20221垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)北京交通大學(xué)趙宗升12滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn)垃圾滲濾液的處理日益成為人們?cè)絹?lái)越重視的問(wèn)題。多年來(lái)，研究學(xué)者將研究重點(diǎn)放在垃圾滲濾液有機(jī)物的去除上，取得了很多成果。但氨氮的去除效果并不理想。不同填埋場(chǎng)滲濾液的共同特點(diǎn)是水質(zhì)隨填埋齡增加有顯著的變化，填埋場(chǎng)運(yùn)行3-5年的早期滲濾液以易降解有機(jī)物及氨氮為主，BOD/COD一般大于0.3，BOD/N一般大于5，易于生物處理，并可進(jìn)行常規(guī)反硝化脫氮。運(yùn)行3-5年以后的晚期滲濾液以難降解有機(jī)物及氨氮為主，BOD/COD一般小于0.1，BOD/N一般大于1，難生物處理和常規(guī)反硝化脫氮。其中難降解有機(jī)物主要為腐殖酸類有機(jī)物。12/12/20222滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn)垃圾滲濾液的處理日益成為人們?cè)絹?lái)越重視的問(wèn)題滲濾液的難點(diǎn)滲濾液處理的難點(diǎn)是晚期滲濾液的處理：脫氮和難降解有機(jī)物的處理12/12/20223滲濾液的難點(diǎn)滲濾液處理的難點(diǎn)是晚期滲濾液的處理：脫氮和難降解我國(guó)滲濾液處理的問(wèn)題對(duì)全國(guó)292家大中型填埋場(chǎng)的調(diào)查顯示：現(xiàn)有填埋場(chǎng)中，具有滲濾液處理系統(tǒng)的僅占61%，但其中49%的滲濾液處理沒(méi)有達(dá)到國(guó)家規(guī)定的滲濾液排放標(biāo)準(zhǔn)，其余12%填埋場(chǎng)滲濾液處理出水只達(dá)到國(guó)家滲濾液排放三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。因此，垃圾滲濾液的處理是中國(guó)未來(lái)亟待解決的難題。滲濾液的污染及其處理應(yīng)引起社會(huì)各界的關(guān)注和重視。12/12/20224我國(guó)滲濾液處理的問(wèn)題對(duì)全國(guó)292家大中型填埋場(chǎng)的調(diào)查顯示：現(xiàn)主要內(nèi)容

滲濾液脫氮技術(shù)物理化學(xué)處理法生物處理法氨吹脫法磷酸銨鎂沉淀法（MAP）電化學(xué)氧化法膜法其他傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)短程硝化-反硝化（SHARON）同步硝化反硝化（SND)厭氧氨氧化（ANAMMOX）12/12/20225主要內(nèi)容滲濾液脫氮技術(shù)物理化學(xué)處理法生物處理法氨吹脫法磷酸1物理化學(xué)脫氮法氨吹脫法吹脫法是將滲濾液調(diào)節(jié)至堿性，然后在汽提塔中通入空氣或蒸汽，通過(guò)氣液接觸將游離氨吹脫并回收。一般滲濾液碳氮比較低，吹脫處理能夠達(dá)到調(diào)節(jié)C/N比，降低后續(xù)滲濾液生化處理負(fù)荷的作用，所以吹脫法經(jīng)常作為預(yù)處理。

12/12/202261物理化學(xué)脫氮法氨吹脫法12/11/20226氨吹脫法深圳市過(guò)橋窩垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理采用氨吹脫+生物處理+臭氧氧化工藝[2]，經(jīng)過(guò)半年多運(yùn)行，對(duì)于氨氮濃度高達(dá)2000-2500mg/L的滲濾液，處理出水降至2~10mg/L，總?cè)コ蔬_(dá)99%，其中氨吹脫系統(tǒng)氣液比200：1，pH為10.5的條件下氨氮去除率達(dá)60%~70%。

深圳下坪垃圾填埋場(chǎng)采用調(diào)節(jié)池+氨吹脫+混凝沉淀+厭氧生物濾池+SBR的工藝處理垃圾滲濾液，排放液達(dá)到國(guó)家垃圾滲濾液三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

12/12/20227氨吹脫法深圳市過(guò)橋窩垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理采用氨吹脫+生物處理氨吹脫法存在的問(wèn)題為調(diào)節(jié)pH需投加大量堿。投加石灰調(diào)節(jié)產(chǎn)生設(shè)備結(jié)垢現(xiàn)象，而用NaOH調(diào)節(jié)費(fèi)用高，且后期pH回調(diào)需要投加酸。曝氣增加費(fèi)用二次污染受溫度影響大，低溫下氨吹脫效率明顯下降返回12/12/20228氨吹脫法存在的問(wèn)題為調(diào)節(jié)pH需投加大量堿。投加石灰調(diào)節(jié)產(chǎn)生設(shè)磷酸銨鎂（MAP）沉淀法原理磷酸銨鎂沉淀法是向滲濾液中投加鎂鹽和磷酸鹽，使NH4+生成難溶鹽MgNH4PO4·6H20（簡(jiǎn)稱MAP），通過(guò)重力沉淀，達(dá)到去除氨氮的目的。

一般采用MgO+NaH2PO4或MgCl2+NaH2PO4兩種方案投加藥劑。前者所需反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，去除效果沒(méi)有后者好，但后者給系統(tǒng)帶來(lái)大量鹽類，影響后續(xù)生物過(guò)程，且后者需要投加NaOH以達(dá)到處理所需的pH值。

12/12/20229磷酸銨鎂（MAP）沉淀法原理12/11/20229磷酸銨鎂（MAP）沉淀法研究實(shí)例尚愛(ài)安等[5-6]采用磷酸銨鎂沉淀法+厭氧/好氧生物處理+混凝組合工藝處理上海老港填埋場(chǎng)滲濾液，總處理效果COD、BOD5、NH3-N、UV260（紫外260nm處吸光度，代表難降解有機(jī)物）分別達(dá)到97.5%、99.2%、87.2%、75.3%，其中磷酸銨鎂沉淀法投加藥劑MgO+NaH2PO4，Mg：N：P摩爾比為1：1：0.7時(shí)，氨氮去除效率達(dá)到了70.2%。

楊朝暉等[7]采用前置MAP-SBBR工藝處理早期及晚期滲濾液，得出氨氮處理效果均在99%以上。其中MAP沉淀法采用藥劑MgO+NaH2PO4，Mg：N：P摩爾比為1.5：1：0.8，氨氮去除效率分別為：早期滲濾液82.3%，晚期滲濾液83.4%。

12/12/202210磷酸銨鎂（MAP）沉淀法研究實(shí)例12/11/202210磷酸銨鎂（MAP）沉淀法優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：處理速度快、效果好，反應(yīng)不受溫度限制，同時(shí)形成的磷酸銨鎂沉淀是一種復(fù)合肥料，還可以作為結(jié)構(gòu)制品的阻燃劑，實(shí)現(xiàn)廢物資源化。

缺點(diǎn)：磷酸鹽和鎂鹽價(jià)格昂貴，尋找價(jià)廉高效的銨鹽沉淀劑是MAP法的研究方向之一。有學(xué)者提出可以將得到的磷酸銨鎂回收并分解，以重新得到鎂鹽和磷酸鹽，達(dá)到鎂鹽和磷酸鹽的循環(huán)利用。返回12/12/202211磷酸銨鎂（MAP）沉淀法優(yōu)缺點(diǎn)返回12/11/202211電化學(xué)氧化法原理電化學(xué)氧化是在電場(chǎng)的作用下，將溶液中的氨氧化為氮?dú)獾群镔|(zhì)，同時(shí)將滲濾液中的Cl-氧化成次氯酸，間接利用次氯酸的氧化作用達(dá)到去除氨氮的目的?；瘜W(xué)氧化法是利用一些強(qiáng)氧化劑如O3、H2O2、Fenton試劑（H2O2+Fe2+）、光催化TiO2等激發(fā)出?OH自由基，再經(jīng)過(guò)?OH的強(qiáng)氧化作用激發(fā)出一系列氧化反應(yīng)將難降解的有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，甚至進(jìn)一步礦化為CO2和H2O。但?OH很難氧化NH4+。電解作用卻能夠使NH4+優(yōu)于COD被氧化去除。

12/12/202212電化學(xué)氧化法原理12/11/202212電化學(xué)氧化法研究實(shí)例李小明等[8]采用電化學(xué)氧化法處理廣州大田山垃圾滲濾液，在pH=4，Cl-濃度5000mg/L，電流密度為10A/dm2，采用SPR陽(yáng)電極，電解時(shí)間4h，COD、NH4+去除效率分別達(dá)到了90.6%和100%。

魏平方等[9]用電化學(xué)氧化法處理某已封場(chǎng)5年的填埋場(chǎng)滲濾液，使用SPR陽(yáng)電極，12A/dm2，Cl-濃度6000mg/L，電解4h，COD去除率達(dá)到90%，NH4+去除效率同樣達(dá)到了100%。12/12/202213電化學(xué)氧化法研究實(shí)例12/11/202213電化學(xué)氧化法電化學(xué)氧化除氨速率快，處理效率可達(dá)100%，同時(shí)對(duì)COD的去除率也在80%以上，而且對(duì)難降解污染物也有良好的去除。但該方法要消耗大量的電能，運(yùn)行成本很高。目前此方法尚處于研究階段，還未見(jiàn)有實(shí)際應(yīng)用。返回12/12/202214電化學(xué)氧化法返回12/11/202214膜法反滲透膜法分離技術(shù)在壓力作用下可以去除垃圾滲濾液中懸浮物、有機(jī)物、重金屬離子，同時(shí)可以去除氨氮等污染物，出水水質(zhì)一般能夠達(dá)到國(guó)家滲濾液一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

Hurd等[10]選用三種低壓聚酰胺RO膜處理Trailroad垃圾填埋場(chǎng)滲濾液，試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)操作壓力大于10.3MPa時(shí)，透過(guò)液流量26.0~54.0L/（m2?h），TOC、Cl-和氨氮去除率分別大于96%、96%和88%。膜處理技術(shù)最大的運(yùn)行缺點(diǎn)是膜污染問(wèn)題。一般膜片壽命都在3年以下。

12/12/202215膜法反滲透膜法分離技術(shù)在壓力作用下可以去除垃圾滲濾液中懸浮膜法膜污染問(wèn)題運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用高DT-RO膜組件國(guó)內(nèi)應(yīng)用不廣泛。北京安定垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)滲濾液采用多級(jí)DT-RO反滲透膜處理滲濾液，出水可達(dá)滲濾液一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)生一定量的濃縮液需要后續(xù)處理返回12/12/202216膜法膜污染問(wèn)題運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用高DT-RO膜組件國(guó)內(nèi)應(yīng)用不廣泛其他物理化學(xué)方法離子交換與吸附法乳狀液膜法折點(diǎn)氯化法等離子體法超聲波法返回12/12/202217其他物理化學(xué)方法離子交換與吸附法返回12/11/202212生物脫氮法傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)包括硝化與反硝化兩個(gè)階段

單污泥工藝

雙污泥工藝

交替的好氧區(qū)與厭氧區(qū)

分離的硝化和反硝化反應(yīng)器

如果硝化在后，需要將硝化廢水進(jìn)行回流;如果硝化在前，需要外加電子供體12/12/2022182生物脫氮法傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)單污泥工藝雙污泥工藝交替短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）SHARON:singlereactorhighactivityammoniumremovalovernitrite首先控制水中的氨氮轉(zhuǎn)化過(guò)程，使硝化過(guò)程僅僅進(jìn)行到亞硝化階段，接著進(jìn)行反硝化，水中的亞硝酸鹽氮在厭氧條件下由反硝化菌轉(zhuǎn)化為氮?dú)舛摮?/p>

對(duì)比傳統(tǒng)硝化-反硝化的優(yōu)勢(shì)？12/12/202219短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）SHARON:sin短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）節(jié)省25%的硝化曝氣量；減少投堿量

節(jié)省40%的反硝化碳源、節(jié)省50%的反硝化反應(yīng)器容積對(duì)比傳統(tǒng)硝化-反硝化的優(yōu)勢(shì)12/12/202220短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）節(jié)省25%的硝化節(jié)省40短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）實(shí)現(xiàn)手段：一般：當(dāng)溫度在30℃以上、溶解氧控制在1.0~1.5mg/L、SRT在1~2.5d、pH在8~9時(shí)，反應(yīng)器中氨氧化細(xì)菌的生長(zhǎng)速度高于亞硝酸氧化細(xì)菌，可以實(shí)現(xiàn)亞硝酸根積累。低DO，高SRT：RobertoCanziani等人用MBR-MBBR工藝處理某老齡填埋場(chǎng)垃圾滲濾液的研究得出：當(dāng)DO<0.5mg/L時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)亞硝酸氧化菌長(zhǎng)久而穩(wěn)定的抑制，這種低氧條件下甚至SRT>45d時(shí)仍然能夠保證亞硝酸鹽的積累，當(dāng)溫度在30℃以上、FA>2.5mg/L時(shí)，亞硝酸的積累現(xiàn)象更加明顯。

12/12/202221短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）實(shí)現(xiàn)手段：12/11/2短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）FA抑制控制：通過(guò)控制水中FA濃度可以達(dá)到NO2-積累。本文作者得研究表明由于抑制作用氨氧化過(guò)程存在多穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象，由于亞硝酸氧化菌對(duì)抑制的適應(yīng)，不同的學(xué)者得到的FA抑制濃度也不相同。本文作者的研究得出，F(xiàn)A濃度高于1mg/L即對(duì)亞硝酸氧化菌造成抑制。鹽類（NaCl，KCl，Na2SO4）對(duì)短程硝化反硝化的影響：Mosques-Coral等指出，當(dāng)每種鹽類的摩爾濃度為100mmol時(shí)，有40%的氨氮受到抑制；但當(dāng)NaCl濃度為427mmol時(shí)，該工藝運(yùn)行卻很穩(wěn)定，不會(huì)受到抑制。同時(shí)與不加鹽類相比，當(dāng)NaCl濃度為85mmol時(shí)，短程硝化反硝化下氨氮脫除率增加了30%。12/12/202222短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）FA抑制控制：通過(guò)控制水短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）控制手段：pH控制、DO控制和SRT控制；DO控制存在問(wèn)題，通過(guò)pH和SRT控制比較容易實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用實(shí)例：荷蘭的Delft大學(xué)開(kāi)發(fā)出Sharon工藝后成功將其應(yīng)用到Dokhaven污水處理廠，該反應(yīng)器為CSTR反應(yīng)器，在溫度35~40℃、SRT=2.5d下，將平均1230mg/L氨氮降到2.2mg/L。短程硝化-反硝化是一種新型高效生物脫氮技術(shù)，將其應(yīng)用于垃圾滲濾液的脫氮處理的報(bào)道還不多見(jiàn)，今天應(yīng)該加強(qiáng)針對(duì)垃圾滲濾液的試驗(yàn)研究。

12/12/202223短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）控制手段：pH控制、DO短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）由于短程硝化-反硝化工藝需要利用中高溫度條件以達(dá)到亞硝酸鹽的積累，對(duì)于低溫下垃圾滲濾液的氨氮去除是很不利的，特別是冬季以及北方地區(qū)的垃圾滲濾液。因此，研究中低溫度條件下Sharon工藝的可行性是今后研究的一個(gè)方向。

12/12/202224短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）由于短程硝化-反硝化工藝厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)厭氧氨氧化工藝是由荷蘭Delft工業(yè)大學(xué)在20世紀(jì)90年代開(kāi)發(fā)的一種新型脫氮工藝。其特點(diǎn)是在厭氧的條件下，以NH3-N為電子供體，以NO2-N為電子受體，將氨氮氧化為氮?dú)狻?/p>

不用向系統(tǒng)投加有機(jī)碳源，節(jié)約了成本

且厭氧氨氧化產(chǎn)生的CO2是傳統(tǒng)反硝化的1/10，減輕了二次污染問(wèn)題

12/12/202225厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)厭氧氨氧化工藝是由荷蘭De厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)厭氧氨氧化進(jìn)水需要1：1的NH4+：NO2-，如果考慮微生物的生長(zhǎng)，用CH2O表示細(xì)胞物質(zhì)，則ANAMMOX反應(yīng)可以表示為：可見(jiàn)，NH4+/NO2-值為1/1.3是保證處理效果必須的。如何為ANAMMOX提供合適的進(jìn)水是ANAMMOX工藝的前提條件。而SHARON工藝可以將氨氮氧化停留在亞硝酸鹽階段，是為厭氧氨氧化提供進(jìn)水的最合適的工藝。因此，SHARON-ANNAMMOX聯(lián)合工藝通常一起用來(lái)處理高濃度氨氮廢水，比如垃圾滲濾液。

12/12/202226厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)厭氧氨氧化進(jìn)水需要1：1的厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)厭氧氨氧化技術(shù)存在的難題：厭氧氨氧化菌增值速度非常慢，世代周期很長(zhǎng)（11d以上），為達(dá)到一定去除效率就需要擴(kuò)大反應(yīng)器體積。因此，如何選擇合適的反應(yīng)器，防止厭氧氨氧化菌體的流失是研究的方向之一?？梢杂糜趨捬醢毖趸姆磻?yīng)器有：SBR、UASB、流化床、MBR等。12/12/202227厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)厭氧氨氧化技術(shù)存在的難題：厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)研究及應(yīng)用實(shí)例郭勇等人對(duì)生物流化床厭氧氨氧化脫氮處理垃圾滲濾液的研究表明，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)水氨氮濃度為357.8mg/L時(shí)，出水氨氮的平均濃度為211.8mg/L，平均去除率達(dá)39.2%。本人在研究利用厭氧——缺氧——好氧——沉淀池工藝處理北京某垃圾填埋場(chǎng)滲濾液時(shí)，把沉淀池出水對(duì)厭氧流化床回流和不進(jìn)行回流做對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示，回流工藝在厭氧反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)了厭氧氨氧化，總氮去除率可以提高15%。

12/12/202228厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)研究及應(yīng)用實(shí)例12/11/厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)Jettern等人進(jìn)行了SHARON-ANAMMOX的研究試驗(yàn)，進(jìn)水NH4-N為584mg/L，NH4-N去除率達(dá)到95%，試驗(yàn)中總氮的去除率可以提高到80%，而且無(wú)需外加碳源。

何巖等主要針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部能否實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的亞硝酸氮自給和厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動(dòng)這兩個(gè)關(guān)健條件進(jìn)行研究。結(jié)果表明，在氨氮負(fù)荷率(ALR)為0.069-0.2843gNH4-N/(gVSS·d)條件下，前置亞硝酸型硝化反應(yīng)器(SBR)能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的亞硝酸氮積累，出水NH4-N/NO2--N在1.45左右，NO2--N/NOx--N大于90%，在進(jìn)水氨氮和亞硝酸氮濃度不超過(guò)250mg/L的條件下，厭氧氨氧化反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)NH4-N和NO2--N的去除率分別可達(dá)到80%和90%左右。12/12/202229厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)Jettern等人進(jìn)行了S同步硝化/反硝化技術(shù)（SND）當(dāng)好氧環(huán)境與缺氧環(huán)境在一個(gè)反應(yīng)器中同時(shí)存在，硝化和反硝化在同一反應(yīng)器中同時(shí)進(jìn)行時(shí)則稱為同時(shí)硝化/反硝化（SND）。

同時(shí)硝化/反硝化不僅可以發(fā)生在生物膜反應(yīng)器中，如流化床、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)中，還可以發(fā)生在活性污泥系統(tǒng)中，如氧化溝、曝氣池。

12/12/202230同步硝化/反硝化技術(shù)（SND）當(dāng)好氧環(huán)境與缺氧環(huán)境在一個(gè)反同步硝化/反硝化技術(shù)（SND）研究實(shí)例

Paul等人利用厭氧濾池和生物轉(zhuǎn)盤(pán)（RBC）對(duì)氨氮濃度高達(dá)2140mg/L的垃圾滲濾液，在RBC的氨氮負(fù)荷為1.5-3.0g/（m2·d）的條件下，氨去除率高達(dá)80%-90%。反應(yīng)器中堿度消耗和COD去除的情況說(shuō)明氨氮去除是通過(guò)同步硝化反硝化的途徑。王文斌等對(duì)深圳下坪垃圾填埋場(chǎng)滲濾液作了同步硝化反硝化研究，證實(shí)了SBR反應(yīng)器水溫為31℃，DO濃度在3.4—5.2mg／L之間時(shí)，進(jìn)水COD為1011.14mg／L，氨氮濃度為137.89mg／L，出水COD為105.42mg／L，氨氮為0.55mg／L時(shí)，TN的去除率達(dá)到70.51％，同步硝化反硝化現(xiàn)象較明顯。但其同時(shí)得出，當(dāng)水中氨氮濃度超過(guò)100mg/L時(shí)很難觀察到同步硝化反硝化現(xiàn)象。因此，同步硝化反硝化可能不適合高濃度氨氮廢水的脫氮處理。

12/12/202231同步硝化/反硝化技術(shù)（SND）研究實(shí)例因此，同步硝化反硝3總結(jié)與展望垃圾滲濾液的處理是未來(lái)中國(guó)環(huán)保事業(yè)必須解決的問(wèn)題之一。但由于其水質(zhì)復(fù)雜特別難以處理達(dá)標(biāo)。物化法處理效果穩(wěn)定并且可以提高滲濾液可生化性，但處理費(fèi)用高；生物技術(shù)相對(duì)處理費(fèi)用低但受水質(zhì)影響大，且各種新型生物脫氮工藝的理論尚不成熟，實(shí)踐參數(shù)少。應(yīng)該針對(duì)滲濾液水質(zhì)對(duì)這些工藝進(jìn)行組合以達(dá)到最好的經(jīng)濟(jì)性與處理效果之間的平衡。此外，各種新生物脫氮工藝應(yīng)該更多的走出實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用到實(shí)際廢水的處理中。12/12/2022323總結(jié)與展望垃圾滲濾液的處理是未來(lái)中國(guó)環(huán)保事業(yè)必須解決的結(jié)束謝謝12/12/202233結(jié)束謝謝12/11/202233垃圾填埋場(chǎng)滲濾液脫氮處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)課件垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)北京交通大學(xué)趙宗升12/12/202235垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)北京交通大學(xué)趙宗升12滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn)垃圾滲濾液的處理日益成為人們?cè)絹?lái)越重視的問(wèn)題。多年來(lái)，研究學(xué)者將研究重點(diǎn)放在垃圾滲濾液有機(jī)物的去除上，取得了很多成果。但氨氮的去除效果并不理想。不同填埋場(chǎng)滲濾液的共同特點(diǎn)是水質(zhì)隨填埋齡增加有顯著的變化，填埋場(chǎng)運(yùn)行3-5年的早期滲濾液以易降解有機(jī)物及氨氮為主，BOD/COD一般大于0.3，BOD/N一般大于5，易于生物處理，并可進(jìn)行常規(guī)反硝化脫氮。運(yùn)行3-5年以后的晚期滲濾液以難降解有機(jī)物及氨氮為主，BOD/COD一般小于0.1，BOD/N一般大于1，難生物處理和常規(guī)反硝化脫氮。其中難降解有機(jī)物主要為腐殖酸類有機(jī)物。12/12/202236滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn)垃圾滲濾液的處理日益成為人們?cè)絹?lái)越重視的問(wèn)題滲濾液的難點(diǎn)滲濾液處理的難點(diǎn)是晚期滲濾液的處理：脫氮和難降解有機(jī)物的處理12/12/202237滲濾液的難點(diǎn)滲濾液處理的難點(diǎn)是晚期滲濾液的處理：脫氮和難降解我國(guó)滲濾液處理的問(wèn)題對(duì)全國(guó)292家大中型填埋場(chǎng)的調(diào)查顯示：現(xiàn)有填埋場(chǎng)中，具有滲濾液處理系統(tǒng)的僅占61%，但其中49%的滲濾液處理沒(méi)有達(dá)到國(guó)家規(guī)定的滲濾液排放標(biāo)準(zhǔn)，其余12%填埋場(chǎng)滲濾液處理出水只達(dá)到國(guó)家滲濾液排放三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。因此，垃圾滲濾液的處理是中國(guó)未來(lái)亟待解決的難題。滲濾液的污染及其處理應(yīng)引起社會(huì)各界的關(guān)注和重視。12/12/202238我國(guó)滲濾液處理的問(wèn)題對(duì)全國(guó)292家大中型填埋場(chǎng)的調(diào)查顯示：現(xiàn)主要內(nèi)容

滲濾液脫氮技術(shù)物理化學(xué)處理法生物處理法氨吹脫法磷酸銨鎂沉淀法（MAP）電化學(xué)氧化法膜法其他傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)短程硝化-反硝化（SHARON）同步硝化反硝化（SND)厭氧氨氧化（ANAMMOX）12/12/202239主要內(nèi)容滲濾液脫氮技術(shù)物理化學(xué)處理法生物處理法氨吹脫法磷酸1物理化學(xué)脫氮法氨吹脫法吹脫法是將滲濾液調(diào)節(jié)至堿性，然后在汽提塔中通入空氣或蒸汽，通過(guò)氣液接觸將游離氨吹脫并回收。一般滲濾液碳氮比較低，吹脫處理能夠達(dá)到調(diào)節(jié)C/N比，降低后續(xù)滲濾液生化處理負(fù)荷的作用，所以吹脫法經(jīng)常作為預(yù)處理。

12/12/2022401物理化學(xué)脫氮法氨吹脫法12/11/20226氨吹脫法深圳市過(guò)橋窩垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理采用氨吹脫+生物處理+臭氧氧化工藝[2]，經(jīng)過(guò)半年多運(yùn)行，對(duì)于氨氮濃度高達(dá)2000-2500mg/L的滲濾液，處理出水降至2~10mg/L，總?cè)コ蔬_(dá)99%，其中氨吹脫系統(tǒng)氣液比200：1，pH為10.5的條件下氨氮去除率達(dá)60%~70%。

深圳下坪垃圾填埋場(chǎng)采用調(diào)節(jié)池+氨吹脫+混凝沉淀+厭氧生物濾池+SBR的工藝處理垃圾滲濾液，排放液達(dá)到國(guó)家垃圾滲濾液三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

12/12/202241氨吹脫法深圳市過(guò)橋窩垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理采用氨吹脫+生物處理氨吹脫法存在的問(wèn)題為調(diào)節(jié)pH需投加大量堿。投加石灰調(diào)節(jié)產(chǎn)生設(shè)備結(jié)垢現(xiàn)象，而用NaOH調(diào)節(jié)費(fèi)用高，且后期pH回調(diào)需要投加酸。曝氣增加費(fèi)用二次污染受溫度影響大，低溫下氨吹脫效率明顯下降返回12/12/202242氨吹脫法存在的問(wèn)題為調(diào)節(jié)pH需投加大量堿。投加石灰調(diào)節(jié)產(chǎn)生設(shè)磷酸銨鎂（MAP）沉淀法原理磷酸銨鎂沉淀法是向滲濾液中投加鎂鹽和磷酸鹽，使NH4+生成難溶鹽MgNH4PO4·6H20（簡(jiǎn)稱MAP），通過(guò)重力沉淀，達(dá)到去除氨氮的目的。

一般采用MgO+NaH2PO4或MgCl2+NaH2PO4兩種方案投加藥劑。前者所需反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，去除效果沒(méi)有后者好，但后者給系統(tǒng)帶來(lái)大量鹽類，影響后續(xù)生物過(guò)程，且后者需要投加NaOH以達(dá)到處理所需的pH值。

12/12/202243磷酸銨鎂（MAP）沉淀法原理12/11/20229磷酸銨鎂（MAP）沉淀法研究實(shí)例尚愛(ài)安等[5-6]采用磷酸銨鎂沉淀法+厭氧/好氧生物處理+混凝組合工藝處理上海老港填埋場(chǎng)滲濾液，總處理效果COD、BOD5、NH3-N、UV260（紫外260nm處吸光度，代表難降解有機(jī)物）分別達(dá)到97.5%、99.2%、87.2%、75.3%，其中磷酸銨鎂沉淀法投加藥劑MgO+NaH2PO4，Mg：N：P摩爾比為1：1：0.7時(shí)，氨氮去除效率達(dá)到了70.2%。

楊朝暉等[7]采用前置MAP-SBBR工藝處理早期及晚期滲濾液，得出氨氮處理效果均在99%以上。其中MAP沉淀法采用藥劑MgO+NaH2PO4，Mg：N：P摩爾比為1.5：1：0.8，氨氮去除效率分別為：早期滲濾液82.3%，晚期滲濾液83.4%。

12/12/202244磷酸銨鎂（MAP）沉淀法研究實(shí)例12/11/202210磷酸銨鎂（MAP）沉淀法優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：處理速度快、效果好，反應(yīng)不受溫度限制，同時(shí)形成的磷酸銨鎂沉淀是一種復(fù)合肥料，還可以作為結(jié)構(gòu)制品的阻燃劑，實(shí)現(xiàn)廢物資源化。

缺點(diǎn)：磷酸鹽和鎂鹽價(jià)格昂貴，尋找價(jià)廉高效的銨鹽沉淀劑是MAP法的研究方向之一。有學(xué)者提出可以將得到的磷酸銨鎂回收并分解，以重新得到鎂鹽和磷酸鹽，達(dá)到鎂鹽和磷酸鹽的循環(huán)利用。返回12/12/202245磷酸銨鎂（MAP）沉淀法優(yōu)缺點(diǎn)返回12/11/202211電化學(xué)氧化法原理電化學(xué)氧化是在電場(chǎng)的作用下，將溶液中的氨氧化為氮?dú)獾群镔|(zhì)，同時(shí)將滲濾液中的Cl-氧化成次氯酸，間接利用次氯酸的氧化作用達(dá)到去除氨氮的目的?；瘜W(xué)氧化法是利用一些強(qiáng)氧化劑如O3、H2O2、Fenton試劑（H2O2+Fe2+）、光催化TiO2等激發(fā)出?OH自由基，再經(jīng)過(guò)?OH的強(qiáng)氧化作用激發(fā)出一系列氧化反應(yīng)將難降解的有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，甚至進(jìn)一步礦化為CO2和H2O。但?OH很難氧化NH4+。電解作用卻能夠使NH4+優(yōu)于COD被氧化去除。

12/12/202246電化學(xué)氧化法原理12/11/202212電化學(xué)氧化法研究實(shí)例李小明等[8]采用電化學(xué)氧化法處理廣州大田山垃圾滲濾液，在pH=4，Cl-濃度5000mg/L，電流密度為10A/dm2，采用SPR陽(yáng)電極，電解時(shí)間4h，COD、NH4+去除效率分別達(dá)到了90.6%和100%。

魏平方等[9]用電化學(xué)氧化法處理某已封場(chǎng)5年的填埋場(chǎng)滲濾液，使用SPR陽(yáng)電極，12A/dm2，Cl-濃度6000mg/L，電解4h，COD去除率達(dá)到90%，NH4+去除效率同樣達(dá)到了100%。12/12/202247電化學(xué)氧化法研究實(shí)例12/11/202213電化學(xué)氧化法電化學(xué)氧化除氨速率快，處理效率可達(dá)100%，同時(shí)對(duì)COD的去除率也在80%以上，而且對(duì)難降解污染物也有良好的去除。但該方法要消耗大量的電能，運(yùn)行成本很高。目前此方法尚處于研究階段，還未見(jiàn)有實(shí)際應(yīng)用。返回12/12/202248電化學(xué)氧化法返回12/11/202214膜法反滲透膜法分離技術(shù)在壓力作用下可以去除垃圾滲濾液中懸浮物、有機(jī)物、重金屬離子，同時(shí)可以去除氨氮等污染物，出水水質(zhì)一般能夠達(dá)到國(guó)家滲濾液一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

Hurd等[10]選用三種低壓聚酰胺RO膜處理Trailroad垃圾填埋場(chǎng)滲濾液，試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)操作壓力大于10.3MPa時(shí)，透過(guò)液流量26.0~54.0L/（m2?h），TOC、Cl-和氨氮去除率分別大于96%、96%和88%。膜處理技術(shù)最大的運(yùn)行缺點(diǎn)是膜污染問(wèn)題。一般膜片壽命都在3年以下。

12/12/202249膜法反滲透膜法分離技術(shù)在壓力作用下可以去除垃圾滲濾液中懸浮膜法膜污染問(wèn)題運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用高DT-RO膜組件國(guó)內(nèi)應(yīng)用不廣泛。北京安定垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)滲濾液采用多級(jí)DT-RO反滲透膜處理滲濾液，出水可達(dá)滲濾液一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)生一定量的濃縮液需要后續(xù)處理返回12/12/202250膜法膜污染問(wèn)題運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用高DT-RO膜組件國(guó)內(nèi)應(yīng)用不廣泛其他物理化學(xué)方法離子交換與吸附法乳狀液膜法折點(diǎn)氯化法等離子體法超聲波法返回12/12/202251其他物理化學(xué)方法離子交換與吸附法返回12/11/202212生物脫氮法傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)包括硝化與反硝化兩個(gè)階段

單污泥工藝

雙污泥工藝

交替的好氧區(qū)與厭氧區(qū)

分離的硝化和反硝化反應(yīng)器

如果硝化在后，需要將硝化廢水進(jìn)行回流;如果硝化在前，需要外加電子供體12/12/2022522生物脫氮法傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)單污泥工藝雙污泥工藝交替短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）SHARON:singlereactorhighactivityammoniumremovalovernitrite首先控制水中的氨氮轉(zhuǎn)化過(guò)程，使硝化過(guò)程僅僅進(jìn)行到亞硝化階段，接著進(jìn)行反硝化，水中的亞硝酸鹽氮在厭氧條件下由反硝化菌轉(zhuǎn)化為氮?dú)舛摮?/p>

對(duì)比傳統(tǒng)硝化-反硝化的優(yōu)勢(shì)？12/12/202253短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）SHARON:sin短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）節(jié)省25%的硝化曝氣量；減少投堿量

節(jié)省40%的反硝化碳源、節(jié)省50%的反硝化反應(yīng)器容積對(duì)比傳統(tǒng)硝化-反硝化的優(yōu)勢(shì)12/12/202254短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）節(jié)省25%的硝化節(jié)省40短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）實(shí)現(xiàn)手段：一般：當(dāng)溫度在30℃以上、溶解氧控制在1.0~1.5mg/L、SRT在1~2.5d、pH在8~9時(shí)，反應(yīng)器中氨氧化細(xì)菌的生長(zhǎng)速度高于亞硝酸氧化細(xì)菌，可以實(shí)現(xiàn)亞硝酸根積累。低DO，高SRT：RobertoCanziani等人用MBR-MBBR工藝處理某老齡填埋場(chǎng)垃圾滲濾液的研究得出：當(dāng)DO<0.5mg/L時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)亞硝酸氧化菌長(zhǎng)久而穩(wěn)定的抑制，這種低氧條件下甚至SRT>45d時(shí)仍然能夠保證亞硝酸鹽的積累，當(dāng)溫度在30℃以上、FA>2.5mg/L時(shí)，亞硝酸的積累現(xiàn)象更加明顯。

12/12/202255短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）實(shí)現(xiàn)手段：12/11/2短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）FA抑制控制：通過(guò)控制水中FA濃度可以達(dá)到NO2-積累。本文作者得研究表明由于抑制作用氨氧化過(guò)程存在多穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象，由于亞硝酸氧化菌對(duì)抑制的適應(yīng)，不同的學(xué)者得到的FA抑制濃度也不相同。本文作者的研究得出，F(xiàn)A濃度高于1mg/L即對(duì)亞硝酸氧化菌造成抑制。鹽類（NaCl，KCl，Na2SO4）對(duì)短程硝化反硝化的影響：Mosques-Coral等指出，當(dāng)每種鹽類的摩爾濃度為100mmol時(shí)，有40%的氨氮受到抑制；但當(dāng)NaCl濃度為427mmol時(shí)，該工藝運(yùn)行卻很穩(wěn)定，不會(huì)受到抑制。同時(shí)與不加鹽類相比，當(dāng)NaCl濃度為85mmol時(shí)，短程硝化反硝化下氨氮脫除率增加了30%。12/12/202256短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）FA抑制控制：通過(guò)控制水短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）控制手段：pH控制、DO控制和SRT控制；DO控制存在問(wèn)題，通過(guò)pH和SRT控制比較容易實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用實(shí)例：荷蘭的Delft大學(xué)開(kāi)發(fā)出Sharon工藝后成功將其應(yīng)用到Dokhaven污水處理廠，該反應(yīng)器為CSTR反應(yīng)器，在溫度35~40℃、SRT=2.5d下，將平均1230mg/L氨氮降到2.2mg/L。短程硝化-反硝化是一種新型高效生物脫氮技術(shù)，將其應(yīng)用于垃圾滲濾液的脫氮處理的報(bào)道還不多見(jiàn)，今天應(yīng)該加強(qiáng)針對(duì)垃圾滲濾液的試驗(yàn)研究。

12/12/202257短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）控制手段：pH控制、DO短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）由于短程硝化-反硝化工藝需要利用中高溫度條件以達(dá)到亞硝酸鹽的積累，對(duì)于低溫下垃圾滲濾液的氨氮去除是很不利的，特別是冬季以及北方地區(qū)的垃圾滲濾液。因此，研究中低溫度條件下Sharon工藝的可行性是今后研究的一個(gè)方向。

12/12/202258短程硝化-反硝化技術(shù)（SHARON）由于短程硝化-反硝化工藝厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)厭氧氨氧化工藝是由荷蘭Delft工業(yè)大學(xué)在20世紀(jì)90年代開(kāi)發(fā)的一種新型脫氮工藝。其特點(diǎn)是在厭氧的條件下，以NH3-N為電子供體，以NO2-N為電子受體，將氨氮氧化為氮?dú)狻?/p>

不用向系統(tǒng)投加有機(jī)碳源，節(jié)約了成本

且厭氧氨氧化產(chǎn)生的CO2是傳統(tǒng)反硝化的1/10，減輕了二次污染問(wèn)題

12/12/202259厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)厭氧氨氧化工藝是由荷蘭De厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)厭氧氨氧化進(jìn)水需要1：1的NH4+：NO2-，如果考慮微生物的生長(zhǎng)，用CH2O表示細(xì)胞物質(zhì)，則ANAMMOX反應(yīng)可以表示為：可見(jiàn)，NH4+/NO2-值為1/1.3是保證處理效果必須的。如何為ANAMMOX提供合適的進(jìn)水是ANAMMOX工藝的前提條件。而SHARON工藝可以將氨氮氧化停留在亞硝酸鹽階段，是為厭氧氨氧化提供進(jìn)水的最合適的工藝。因此，SHARON-ANNAMMOX聯(lián)合工藝通常一起用來(lái)處理高濃度氨氮廢水，比如垃圾滲濾液。

12/12/202260厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)厭氧氨氧化進(jìn)水需要1：1的厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)厭氧氨氧化技術(shù)存在的難題：厭氧氨氧化菌增值速度非常慢，世代周期很長(zhǎng)（11d以上），為達(dá)到一定去除效率就需要擴(kuò)大反應(yīng)器體積。因此，如何選擇合適的反應(yīng)器，防止厭氧氨氧化菌體的流失是研究的方向之一?？梢杂糜趨捬醢毖趸姆磻?yīng)器有：SBR、UASB、流化床、MBR等。12/12/202261厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)厭氧氨氧化技術(shù)存在的難題：厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)研究及應(yīng)用實(shí)例郭勇等人對(duì)生物流化床厭氧氨氧化脫氮處理垃圾滲濾液的研究表明，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)水氨氮濃度為357.8mg/L時(shí)，出水氨氮的平均濃度為211.8mg/L，平均去除率達(dá)39.2%。本人在研究利用厭氧——缺氧——好