垃圾渗滤液中难降解有机物与氮同步脱除试验研究

Ｖｏｌ.８ꎬＮｏ.３Ｍａｙꎬ２０１８环境工程技术学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ第８卷ꎬ第３期２０１８年５月赵琛ꎬ席北斗ꎬ马涛ꎬ等.垃圾渗滤液中难降解有机物与氮同步脱除试验研究[Ｊ].环境工程技术学报ꎬ２０１８ꎬ８(３):２６４￣２７３.ＺＨＡＯＣꎬＸＩＢＤꎬＭＡＴꎬｅｔａｌ.Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｒｅｆｒａｃｔｏｒｙｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｍｏｖａｌｉｎｌａｎｄｆｉｌｌｌｅａｃｈａｔｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１８ꎬ８(３):２６４￣２７３.收稿日期:２０１８￣０１￣２６基金项目:“广西特聘专家”专项经费资助ꎻ中国博士后科学基金资助项目(２０１７Ｍ６１０９６９)作者简介:赵琛(１９９０—)ꎬ女ꎬ硕士ꎬ主要研究方向为垃圾渗滤液的生物处理技术ꎬｚｈａｏｃｈｅｎ１０３０＠ｓｉｎａ.ｃｎ∗责任作者:席北斗(１９６９—)ꎬ男ꎬ研究员ꎬ博士生导师ꎬ主要从事固体废物污染防治与资源化技术研究ꎬｘｉｂｅｉｄｏｕ＠１６３.ｎｅｔ垃圾渗滤液中难降解有机物与氮同步脱除试验研究赵琛１ꎬ２ꎬ席北斗２∗ꎬ马涛２ꎬ张列宇２ꎬ黄亮亮１１.桂林理工大学环境科学与工程学院ꎬ广西桂林５４１００４２.中国环境科学研究院国家环境保护地下水污染过程模拟与控制重点实验室ꎬ北京１０００１２摘要通过ＵＡＳＢ模拟系统研究了不同环境因子对垃圾渗滤液中难降解有机物及氮同步去除效果的影响ꎬ分析了ＵＡＳＢ模拟系统利用垃圾渗滤液中腐殖质类物质为碳源ꎬ对渗滤液中难降解有机物及氮的去除效果ꎮ结果表明ꎬｐＨ为７第３期赵琛等:垃圾渗滤液中难降解有机物与氮同步脱除试验研究高级氧化法、吸附法、膜技术等物化处理技术得到有效去除[３]ꎮ对于高浓度氨氮废水主要采用离子交换法、氨吹脱法等进行处理ꎮ物化处理法处理晚期垃圾渗滤液操作运行复杂ꎬ运行费用较高ꎻ而生物处理技术工艺流程简单ꎬ处理成本低[４]ꎬ广泛应用于垃圾渗滤液中氮和有机物的脱除[５]ꎮ厌氧生物处理技术广泛应用于垃圾渗滤液的处理[６]ꎬ厌氧生物处理过程的关键控制因子包括温度、ｐＨ、ＤＯ、ＯＲＰ(ｏｘｉｄａｔｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌꎬ氧化还原电位)以及碱度等[７]ꎬＯＲＰ可作为垃圾渗滤液处理过程中的控制参数ꎮＪｅｅ等[８]研究发现ꎬ氧化还原电位对厌氧消化过程存在强烈影响ꎬ甲烷菌的最佳生长速率与最佳产甲烷速率分别在溶液的ＯＲＰ为－５００~－３７０和－３１５~－３５０ｍＶ时急剧下降ꎮ溶解氧在线监测仪在低氧浓度条件下灵敏度与准确性不佳ꎬ而ＯＲＰ较为稳定ꎬ可以用于表征污水生物处理过程的氧化还原能力[９]ꎬ每种微生物均有适宜其代谢的最佳ＯＲＰ范围ꎮ垃圾渗滤液中高浓度的难降解有机物和氮是渗滤液处理的关键ꎬ有机物包括腐殖质类物质和小分子有机酸ꎬ小分子有机酸通过生化过程即可去除ꎬ腐殖质类物质是垃圾渗滤液中主要的难降解物质ꎬ腐殖质类物质是多功能的有机分子ꎬ主要包含胡敏素、富里酸、胡敏酸ꎬ是由复杂的芳香和脂肪分子组成的大分子ꎬ含有羧基、氨基、酚基等多种官能团ꎬ这些官能团使得腐殖质类物质具有离子吸附性、对金属离子的络合性、氧化还原性及生理活性[１０]ꎮ部分腐殖质类物质可以与小分子有机酸在生化过程中通过共降解同步去除ꎬ而剩余腐殖质类物质可生化性差ꎬ并且包含有机氮ꎬ难以生化去除ꎬ是影响渗滤液总氮和ＣＯＤ最终达标的关键[１１]ꎮ在一些以难降解的腐殖质类物质为主要成分的污水厂尾水中ꎬ污水可生化性低ꎬ通常需要外加碳源以取得较好的总氮去除效果ꎬ但一些研究者在利用人工湿地对污水厂尾水的深度处理过程中未添加碳源ꎮ如王玉双等[１２]发现人工湿地对ＴＮ的去除率高达６３％ꎬ出水ＣＯＤ从６０ｍｇ∕Ｌ降至４０ｍｇ∕Ｌꎻ张志扬等[１３]在研究湿地处理再生水的试验中也发现对硝态氮的去除率高达６０％ꎻ杨长明等[１４]研究水平潜流人工湿地对城镇污水处理厂尾水中有机物的去除ꎬ发现对难降解的腐殖质类物质有较好的去除效果ꎻ王丽君等[１５]在研究深型渗滤系统有机物的转化过程中也发现了水溶性的类富里酸物质可以被处理系统降解ꎬ研究发现在２ｍ深的垂直流人工湿地的脱氮过程中ꎬ下段(１环境工程技术学报第８卷１第３期赵琛等:垃圾渗滤液中难降解有机物与氮同步脱除试验研究法及仪器如表２所示ꎮ表２试验方法及仪器Ｔａｂｌｅ２Ｍｅｔｈｏｄａｎｄｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ监测指标分析方法分析仪器温度电化学探头法(ＧＢ６９２０—８６)ＷＴＷＭｕｌｔｉ３６０ＩＤＳ多参数测定仪ｐＨ电化学探头法(ＧＢ６９２０—８６)ＷＴＷＭｕｌｔｉ３６０ＩＤＳ多参数测定仪ＤＯ电化学探头法(ＧＢ１３１９５—９１)ＷＴＷＭｕｌｔｉ３６０ＩＤＳ多参数测定仪ＯＲＰ电化学探头法(ＨＪ５０