A_O_MBR+RO工艺处理垃圾渗滤液的中试研究

A/O/MBR+RO工艺处理垃圾渗滤液的中试研究黄磊1,2，张峥1,2，万美玲1,2，韦烽1,2，陈业祖1,2，邓冬梅*1,2（1.广西科技大学生物与化学工程学院，广西柳州545006；2.广西糖资源绿色加工重点实验室（广西科技大学），广西柳州545006）摘要：垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，若不加处理而直接排入环境，会造成严重的环境污染，研发高效可行的渗滤液处理工艺具有重要意义.通过建立“缺氧（A）/好氧（O）/膜生物反应器（MBR）+反渗透（RO）”中试设备，现场处理实际垃圾渗滤液，探讨进水浓度和温度条件对垃圾渗滤液中污染物去除影响，考察A/O/MBR+RO工艺处理垃圾渗滤液的工艺可行性.结果表明：该工艺在冬季时（5~15°C）对COD、NH3-N、TN去除率仍可达60%、63%和47%左右.冬季低温时，MBR出水中含有一定的NO2-N，而此时COD满足不了完全反硝化需求，初步说明可能存在一定的短程硝化反硝化.对MBR出水进行RO深度处理后，出水中NH3-N、COD和TN等水质指标均达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889－2008）要求.关键词：垃圾渗滤液；MBR；短程硝化反硝化；总氮中图分类号：X703DOI：10.16375/j.cnki.cn45-1395/t.2019.04.0070引言垃圾渗滤液是由于垃圾填埋场中的雨水和水分渗透形成的高强度废水[1].渗滤液含有有机和无机污染物的混合物，包括腐殖酸、氨氮、重金属、异生素和无机盐，其成分取决于垃圾填埋年龄，废物的质量和数量，处置过程中发生的生物和化学过程，垃圾填埋场中的垃圾，降雨密度和水渗透率[2-3].要提高垃圾渗滤液处理效果，脱氮是关键步骤.目前，我国垃圾渗滤液处理大多采用“生化处理+深度处理”工艺，实验室小试研究表明：通过控制水质和温度等条件，序批式生物反应器（SBR）等反应器中可以实现短程硝化反硝化，从而提高脱氮效率[4].目前，膜生物反应器（MBR）是我国垃圾渗滤液生化处理的主流工艺[5]，实验室研究表明，MBR中也可实现短程硝化反硝化[6].但在中试或工程规模上，MBR现场处理垃圾渗滤液时，温度和水质均有一定变化.在此情况下，其脱氮性能及是否可实现短程硝化反硝化有待进一步探讨.本试验采用内置式平板MBR，构建A/O/MBR+RO工艺的中试设备，处理实际垃圾渗滤液，考察不同进水浓度和温度条件下垃圾渗滤液的氮污染物去除影响，以期为利用平板MBR处理垃圾渗滤液提供参考.1材料与方法1.1实验装置A/O/MBR+RO工艺流程图如图1所示，由MBR生物处理和RO两部分组成.MBR生物处理部分材质为不锈钢，分为缺氧（A）、好氧（O）和MBR池3个部分，其中A池容积6m3、O池容积12m3、MBR池容积12m3，如图2所示.收稿日期：2019-04-03基金项目：广西自然科学基金项目（2017GXNSFBA198099）；广西重点实验室基金项目（YB2014201，2016TZYKF10，2015TZYKF06）资助.*通信作者：邓冬梅，博士，副教授，研究方向：水污染治理和环境微生物，E-mail：deng-dongmei@163.com.第30卷第4期2019年12月广西科技大学学报JOURNALOFGUANGXIUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYVol.30No.4Dec.2019第4期A池安装搅拌器装置，在MBR池内放置SMBRP-PVDF-1.4型平板MBR膜组件（柳州森淼环保技术开发有限公司），MBR膜为PVDF超滤膜（孔径0.08μm，膜过滤面积50m2），MBR池底部安装穿孔曝气管，曝气供氧并且使得在膜面形成一定的紊流，减缓膜污染.垃圾渗滤液由进水箱经进水泵从底部进入A池后，经过上部溢流至MBR池；在膜组件的过滤后回流至A池，回流比为2.如图2所示整个反应装置中进水、回流水、出水流量及曝气量由转子流量计监测.如图1所示MBR出水经保安过滤器，泵至RO膜组件，RO膜组件出水2∶1回流至RO膜组件进水处，RO膜组件为HPA2-4040（美国海德能）.反渗透系统由低压泵、保安过滤液、高压泵和RO膜组件构成，低压泵运行压力为0.1MPa，高压泵运行压力为1.5MPa.1.2启动及运行以柳州市立冲沟垃圾渗滤液为中试设备的进水，接种柳州市市白沙污水厂剩余污泥到MBR生物处理部分，连续进水，生物处理部分HRT=120h，开始驯化，当MRB出水中水质稳定时作为启动成功，开始运行，通过调节进水流量大小来控制HRT.在除掉运行异常和调试适应期，共稳定运行330d.在运行过程中1~2个月排泥1次，使MBR池污泥质量浓度控制在9000~12000mg/L范围，MBR池中DO值控制为3~6mg/L，A池DO控制为0~0.5mg