厌氧_好氧组合工艺处理垃圾渗滤液短程硝化的二次启动_刘牡

城市生活垃圾渗滤液往往呈黑色且具有恶臭，其中含有的高浓度氨氮和有机物尤其难以处理[1]。由于生物脱氮工艺能够对氮进行真正的去除而非氮元素的转移，被认为是最经济有效的的方法，例如氧序批式处理[2]、升流式厌氧污泥床（UASB）[3]、膜生物反应器（MBR）[4]、好氧序批式反应器（SBR）[5]和厌氧氨氧化（Anammox）[6]，都已成功的应用于垃圾渗滤液的处理中。此外，因为短程硝化可以减少25%的能耗，节省40%的有机碳源（COD/TKN>2.5即可）[7-8]，缩短约4.3倍的反应历程[9]，而成为提高渗滤液生物处理效率的有效途径。厌氧生物处理具有能耗低、污泥产量少、有机负荷率高且能够回收能源等优点，往往用于垃圾渗滤液的预处理[10]。但是，由于氨氮厌氧降解的有效途径尚未找到[11]，厌氧处理与好氧处理的组合工艺成为同时去除垃圾渗滤液高氨氮与有机物的最佳的选择。Agdag等[12]采用两级UASB-CSTR系统处理垃圾渗滤液，COD与氨氮去除率分别达到了98%和99.6%。Chen等[10]采用厌氧好氧MBBR反应器，在厌氧MBBR和好氧MBBR中分别去除了97%的COD和97%的氨氮。关于上述反应器有机物与氨氮的去除效果研究较多，却少见专门针对厌氧好氧组合工艺的二次启动的研究，而该类型反应器短程硝化的二次启动研究更为鲜见。事实上，由于厌氧-好氧组合工艺的启动过程要兼顾好氧与厌氧两类独立而互补的生化系统，因而与单一的厌氧或者好氧反应器的启动差异较大，研究这一类反应器的二次启动具有较高的实际意义。本文在获得稳定的有机物与氮同步去除的前提下，重点考察了温度、pH、碱度、有机负荷、VFA和DO等相关因素对“两级UASB－A/O组合工艺”处理实际高氨氮城市生活垃圾渗滤液短程硝化的二次启动的影响。1试验部分1.1试验装置及启动过程试验装置如图1所示，由两级UASB与A/O反应器组成。UASB1（一级UASB）、UASB2（二厌氧－好氧组合工艺处理垃圾渗滤液短程硝化的二次启动刘牡，彭永臻，宋燕杰，吴莉娜，张靖倩（北京工业大学，北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室，北京100124）摘要：采用“两级UASB-A/O”组合工艺处理实际高氨氮城市生活垃圾渗滤液，对反应器二次启动的方法和影响因素进行了分析与考察。试验结果表明，通过逐步提高两级UASB的有机负荷，并创造有利于厌氧消化的温度、pH、碱度和VFA等条件，在较短的时间内使得两级UASB内颗粒污泥的SS、VSS、VSS/SS、沉降速率和平均粒径呈阶段性增加，生物活性得到迅速恢复；以FA为主要控制因素，创造适宜的温度、pH、碱度和DO等其它条件，并辅以过程控制，使得A/O系统中的NO2--N累积率从启动初期的19.4%上升到90%的短程硝化并得以稳定维持。兼顾两类生化系统使其达到相互协调而且优势互补的状态，6周内即完成反应器的启动，在平均进水NH4+-N、TN质量浓度和COD分别为2315、2422、12800mg·L-1的条件下，去除率分别可达99%、87%、92%，能同时实现有机物和氮的高效深度去除。关键词：垃圾渗滤液；二次启动；游离氨；短程硝化中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1000-3770(2011)02-0052-007收稿日期：2010-04-20基金项目：国家自然科学基金（50978003）；北京市自然科学基金重点项目（8091001）作者简介：刘牡（1986－），男，硕士研究生，研究方向为高氨氮废水生物处理及其过程控制联系电话：010-67392627；E-mail：liumubeigongda@163.com第37卷第2期2011年2月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.37No.2Feb.,201152DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2011.02.014级UASB）和A/O反应器的有效容积为分别为4.25、8.25、15L，其中A/O反应器均分为10个格室，第1格室为缺氧区（A1），其余依次为好氧区（O2、O3、O4、O5、O6、O7、O8、O9、O10）。渗滤液经两级UASB进入A/O反应器，最后到沉淀池，整套反应器串连运行。A/O反应器的出水回流到UASB1,对原渗滤液起到稀释作用，并且使回流液中的NOx--N借助原水中丰富的有机碳源进行厌氧反硝化同时产甲烷，以去除部分COD和部分TN；UASB2主要通过厌氧产甲烷反应进一步降解COD；在A/O反应器中利用剩余COD继续反硝化并实现高氨氮的去除。1.2试验水质及分析方法试验用水取自北京市六里屯垃圾填埋场调节池，其水质范围为：COD为12600～13800mg·L-1，BOD5为6350～6920mg·L-1，ρ(NH4+-N)=2