用MBR-PAC方法处理垃圾渗滤液的研究

用MBR-PAC方法处理垃圾渗滤液的研究梁军波1,杨开1,张大义2,陈睿3(1.武汉大学土木建筑工程学院,武汉430072;2.湖北孝感市城市规划设计院员,孝感432100;3.华中师范大学生命科学学院,武汉430079)摘要:利用MBR-PAC对垃圾渗滤液进行了试验研究,其短期内可以达到较好的处理效果,COD去除率为72%,BOD去除率85%,氨氮的去除率72%,并对其处理机理进行了简单的分析。关键词:垃圾渗滤液;MBR-PAC;去除率中图分类号:X705文献标识码:A文章编号:1003-6504(2006)06-0093-02垃圾渗滤液,又称渗沥水或浸出液,是垃圾在堆放或者填埋过程中由于发酵、降雨及径流的影响以及地表水的浸泡而滤出的污水[1]。其主要来源于降水和垃圾本身所含的水分,因而渗滤液的产生随季节变化较大,对此MattiasAkesson等有过报道[2],经试验所在地武汉市垃圾填埋场了解,降雨是垃圾填埋场渗滤液的主要来源,降雨量的大小直接影响垃圾渗滤液的多少。垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度废水,含有大量的有机化合物、无机离子,处理方法较为复杂,并且对周围的地下水和地表水环境造成比较严重的污染。本试验利用微污染水处理方法———MBR-PAC工艺,对垃圾渗滤液的处理的效果进行了尝试。1试验装置与原水来源试验采用武汉某垃圾填埋场初沉池的垃圾渗滤液作为试验用水,由于垃圾场1998年投入使用,属于“年龄较老”[3]的垃圾填埋场,其BOD5/COD约为0.4,属于生化性良好的有机废水。试验装置见图1,反应器采用圆柱铁罐,内径800mm,高3.0m,体积约为1.5m3,距离底部约50mm处设有一钢板,上面均匀布满许多小孔,以便曝气,钢板上设置有细格钢丝网,钢丝网一方面与钢板一样使罐内布气均匀,另一方面防止粉末活性炭流失过快,膜组件放于反应器中央,出水采用小型离水泵抽吸。2污泥驯化本试验采用异步培养法,取周边污水处理厂的干污泥作为接种污泥,逐渐提高渗滤液的浓度,又投加葡萄糖和磷酸二氢钾培养,培养期间平均水温24℃,污泥经过20天左右培养很快适应水质,呈褐棕色,生物非常丰富,活性较好,沉降性能好,较密实。测得此污泥的MLSS为2560mg/L,SV为15%,达到了培养的目的。3MBR-PAC去除效果研究试验先进行了首期20天的调试阶段后,分别单独进行了膜工艺(MBR)、粉末活性炭工艺(PACT)的尝试,MBR-PAC工艺阶段从2004年3月27日到2004年4月15日开始,将膜组件放置于运行过PACT的反应器中,再投加定量的粉末活性炭,使得反应器内活性炭的浓度保持在2g/L,试验利用浮球阀连续进水到生物反应器,采用时间继电器和泵联动控制膜组件出水,保持反应器的进出水平衡,同时对好氧生物反应器连续曝气,为了不使污泥在膜组件表面沉积堵塞膜孔,且不影响膜表面的生物层,控制曝气强度为100∶1～200∶1的气水比。(1)对COD去除情况。从图2可以看出MBR-PAC反应器进水COD值较大,在1135mg/L左右,出水COD值相对较低,迅速下降到319mg/L左右。从图3可以看出COD去除率迅速提高,从52%很快升到72%,并稳定在72%左右。这是因为前期试验期间卫生物已经达到成熟,微生物已经在膜表面形成凝胶层并稳定下来,而凝胶层对有机物的截留起到决定性的作用,且由于投加了粉末活性炭,在反应器中形成了活性炭的物理吸附的过程,使得大量有机物被有机炭吸附,使得经过膜组件出水的有机物大量减少,去除效率迅速提高,随着反应时间的延长,活性炭物理吸附也逐渐饱和,微生物种群也取得了新的平衡,出水COD稳定在319mg/L,去除率稳定在72%左右。作者简介:梁军波(1980-)男,在读硕士,研究方向为水工艺和工程,(电话)13607126984(电了信箱)ljbo1999@126.com。用MBR-PAC方法处理垃圾渗滤液的研究梁军波,等93··第29卷第6期2006年6月(2)对BOD去除情况。从图4可以看出进水BOD值在465mg/L～481mg/L之间波动,变化幅度较小。出水BOD值开始较高,迅速降到72mg/L左右,并稳定在此值附近。从图5可以看出去除率迅速提高稳定在85%左右,显示了MBR-PAC反应器良好稳定的BOD去除效果。这主要是反应器内活性炭吸附大量的小分子有机物,而膜能将大分子有机物截留下来,使得该反应器对BOD的去除率很高,并且比较稳定。(3)对氨氮的去除。从图6中可以看出进水氨氮浓度很高,约为1130mg/L左右,出水氨氮浓度开始较高,但迅速降到316mg/L左右。从图7看出去除率迅速提高并稳定在72%左右。附着在粉末活性炭表面上的硝化细菌和曝气吹脱的共同作用下,氨氮去除率大大提高。但经测量反应器内上清液与膜出水的氨氮浓度相差不大(见