前置MAP_SBBR工艺处理早期及晚期垃圾渗滤液试验_杨朝晖

前置MAP-SBBR工艺处理早期及晚期垃圾渗滤液试验＊杨朝晖李晨曾光明高锋邓久华(湖南大学环境科学与工程学院,长沙410082)摘要针对垃圾填埋渗滤液水质随填埋时间的延长而日渐恶化的特点,设计前置MAP-SBBR耦合工艺处理早、晚期垃圾渗滤液。试验结果表明,在最佳运行条件下,对早期垃圾渗滤液NH+4-N的总去除率为99.6%,CODCr的总去除率为94.0%;对晚期垃圾渗滤液NH+4-N的总去除率为99.3%,CODCr,的总去除率为87.1%。前置MAP-SBBR耦合工艺适用于各期垃圾渗滤液的处理。关键词垃圾渗滤液MAPSBBR脱氮＊国家自然科学基金资助项目(50478053);国家863高技术资助项目(No.2003AA644010)0引言由于垃圾填埋场渗滤液的水质会随着填埋时间的延长而出现较大的变化,成分越来越复杂,生物难降解的成分增加,可生化性下降,氨氮含量上升,一定填埋时间后会出现CN<3的情况,造成营养比例的严重失调,不利于有机质降解和生物脱氮反应的进行[1]。生化法因其高效低耗的特点而在渗滤液处理中被广泛采用[2-5],然而单纯生化法工艺往往难以适应渗滤液水质日趋恶化的特点,处理效率日趋下降,因此探求一种处理渗滤液的组合工艺,使其既能充分发挥生化法的优势,又能适应渗滤液水质水量日趋变化的特点,显得非常之必要。本研究采用MAP(磷酸铵镁沉淀法)-SBBR(序批式生物膜反应器)工艺处理垃圾渗滤液。MAP法具有脱氮效果好、速度快等特点,而且形成的磷酸铵镁是一种很好的缓释性肥料[6,7],通过MAP法预处理将渗滤液中大部分氨氮转化成了磷酸铵镁肥料,同时达到了降低后续SBBR生化处理负荷的目的,并起到调整废水CN的作用。SBBR工艺是在SBR基础上发展起来的一种新型水处理工艺。既保留了SBR工艺具有脱氮除磷的功能等诸多优点,又具备脱氮能力强、设备处理能力大、剩余污泥量少、动力消耗少、工艺过程稳定等很多自身优势,正被越来越多的应用于中高浓度有机废水的处理[8-10]。1试验材料与方法1.1工艺路线本研究提出了一套既能有效去除有机物又能高效脱氮的垃圾渗滤液处理工艺,处理工艺见图1。图1处理工艺流程图1.2废水水样早期渗滤液取自湖南长沙黑靡峰垃圾填埋场,该场于2003年初投入运行;晚期渗滤液取自湖南衡阳吉兴垃圾填埋场,该填埋场已运行10a左右。早晚期渗滤液水质见表1。表1早晚期渗滤液水质对比mgL(pH除外)水质指标早期晚期CODCr3000～40001700～1800BOD51400～1500340～360NH+4-N1500～16001000～1100pH7～88～9PO3-4-P9～103～41.3试验装置试验所用SBBR反应器为圆柱形有机玻璃容器,有效容积2.0L,以粘砂块作为微孔曝气头,采用鼓风曝气,转子流量计调节曝气量;DHC型可编程时控器控制反应器中曝气和搅拌的交替进行,温控仪和加热器控制水温,试验中反应器水温控制在25～30℃。1.4试验方法MAP法试验中采用数个400mL烧杯盛取垃圾渗滤液原水,加入不同摩尔比例的Mg∶N∶P,启动搅拌器在不同搅拌速度下操作。反应结束后,静止沉淀20min,分离并取出上清液测定相关水质指标。分离后的上清液在4℃条件下冷藏,作为SBBR反应器的试验用水。SBBR反应器的进出水均采用瞬时操作的14环境工程2006年2月第24卷第1期DOI:10.13205/j.hjgc.2006.01.003进出水方式。试验中水质指标的测定均按国家标准方法进行[11]。2结果与讨论2.1前置MAP试验2.1.1MAP药剂组合的选择以往磷酸铵镁法试验,多以MgCl2与NaH2PO4为组合脱除氨氮。若作为工艺流程中唯一脱除氨氮的方法是最为有效的,因为MgCl2是易溶的,反应时间很短,约15min。但由于该种药剂组合含有大量的盐类,在本试验中作为预处理会给后续SBBR处理带来高盐度的负担,因此采用MgO与NaH2PO4这一药剂组合。MgO虽难溶,却是一种很好的缓冲碱剂,其饱和溶液的pH值通常不超过9.5,因此在预处理脱氨氮过程中无需外加碱液既能满足垃圾渗滤液MAP法的pH值。2.1.2MAP反应时间对处理效果的影响若在一个确定的搅拌速度下,使每一样参与反应的物质摩尔数保持一定的值,则随着反应时间的加长,由于镁盐、磷盐的物质颗粒越来越小,与渗滤液中的氨氮接触得愈加充分,则反应得越彻底。但随着反应时间的进一步加长,最终会到达一个极限值。因此试验中,在搅拌速度130rmin,Mg∶N∶P摩尔比为1∶1∶1的条件下,研究了处理效果随反应时间的变化,具体试验结果见图2、图3。2.1.3不同搅拌速度的影响图2废水中NH+4-N及CODCr浓度随搅拌时间的变化(早期渗滤液)图3废水中NH+4-N及CODCr浓度随搅拌时