两级UASB_SBR工艺处理垃圾渗滤液启动研究_王淑莹

第36卷第7期2010年7月北京工业大学学报JOURNALOFBEIJINGUNIVERSITYOFTECHNOLOGYVol．36No．7Jul．2010两级UASB－SBR工艺处理垃圾渗滤液启动研究王淑莹1，时晓宁1，2，王希明1，孙洪伟1(1．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;2．中国中轻国际工程有限公司，北京100026)摘要:为了实现生活垃圾渗滤液的高效脱氮，采用两级UASB－SBR组和工艺处理实际垃圾渗滤液进行试验研究．本系统启动阶段共经历75d，通过对原渗滤液不同比例的稀释，分4个阶段逐步提高进水浓度，ρCOD从3.5g/L提高到12g/L，ρ(NH+4－N)从0.2g/L提高到1.1g/L，启动成功后实现了有机物及氨氮的深度去除．SBR采用硝化出水回流的运行方式，对原水既有一定的稀释作用，又可使富含NOx－N的硝化液借助原水中丰富的有机碳源在缺氧UASB内进行反硝化，实现生物脱氮及降解有机物的双重目的，最终ηCOD稳定在95%以上，η(NH+4－N)可达99%左右，ηTN达到85%以上，出水剩余ρTN低于15g/L．关键词:垃圾渗滤液;两级UASB－SBR;启动;高氨氮中图分类号:X703.1文献标志码:A文章编号:0254－0037(2010)07－0971－06收稿日期:2008-06-05．基金项目:“十一五”国家科技支撑计划重点项目(2006BAC19B03);北京市教委科技创新平台项目(PXM2008－014204－050843);北京市属高等学校学术创新团队(PHR(IHLB));北京市自然科学基金重点项目(8091001);国家自然科学基金资助项目(50978003)．作者简介:王淑莹(1953—)，女，黑龙江肇源人，教授，博士生导师．垃圾渗滤液具有有机物成分复杂且浓度高、氨氮浓度高、磷元素缺乏，营养物质比例失调、水质随季节、填埋年限等因素复杂多变等特点．渗滤液生物处理法是目前为止最为经济、实用的处理方法，尤其是在脱氮方面表现出了更突出的优势，可以彻底将废水中的氨氮转变成无毒无害的氮气．其中负荷高、抗冲击能力强的高效厌氧反应器处理原生渗滤液，不仅效果好、成本低，而且生成的气体可以利用，污泥产量少，而且无病原体，可以作为施肥．厌氧－好氧组合工艺是处理垃圾渗滤液经济、有效的方法，既可充分利用厌氧生物法的优点，又可通过生物脱氮实现真正意义的氮去除，Kennedy等［2］、ZHANG等［3］、Aˇgdaˇg等［4］应用UASB处理垃圾渗滤液均取得很好的处理效果．本试验采用两级UASB－SBR组合工艺处理城市生活垃圾渗滤液，对其快速启动进行了较为充分的研究，并取得了较高的处理效率．其中SBR扮演着氨氮去除的主要角色，SBR为单池序批式运行，底物浓度高、抗冲击负荷能力强;通过对运行方式的适当调节，有利于深度脱氮，SBR法的这些特点正适合处理垃圾渗滤液的需要．1试验材料与方法1.1试验装置试验模型如图1所示，采用2个连续进水的UASB厌氧反应器串联，以SBR反应器作为后续处理工艺，2个UASB反应器的有效容积不同，UASB1(U1)的有效容积为V有效=2.78L，高H=1.45m;UASB2(U2)的有效容积为V有效=4.96L，高H=1.35m;SBR反应器D=0.20m，V有效=11L．两级UASB反应器采用预热加保温的方式控制反应温度，用加热棒加热保温材料保温，U1与U2的温度分别控制在(30±2)℃、(35±2)℃，SBR好氧反应器在室温下运行．渗滤液从原水水箱通过蠕动泵打入U1反应器，同时与按一定的比例回流的SBR硝化出水混合进入U1，使富含NOx－N的硝化液在U1反北京工业大学学报2010年应器内借助于原水中丰富的有机碳源进行硝化，并且对原水起到一定的稀释作用．U1的出水进入U2，主要进行降解有机物的厌氧反应，进一步去除污水中高浓度有机物．经过两级UASB处理的渗滤液进入SBR好氧反应器，完成生物脱氮的硝化－反硝化生物反应以及残余有机物的去除．为了达到充分利用原水的有机碳源及对原水进行稀释2个目的，SBR反应器采用A、B两种模式交替运行:A模式:静止进水→曝气→静沉、排水，富含NO3－N的硝化液回流至U1反应器．B模式:静止进水→曝气→缺氧搅拌(外加碳源)→静沉、排水，出水外排．进水为瞬时进水，硝化、反硝化时间采用WTWDO330i和WTWPH330i仪器控制，由于缺氧/厌氧反应器相串联，厌氧反应器的停留时间为缺氧反应器的1.6倍．UASB是连续进水，SBR是间歇进水，中间水箱用来连接这2种不同流态的反应器．图1两级UASB－SBR系统流程图Fig．1Flowdiagramoftwo-stageUASB－SBRsystem1.2接种污泥与水质UASB厌氧反应器污