向陽(南京萬德斯環(huán)保科技股份有限公司,江蘇 南京211100)
在垃圾填埋過程中會產(chǎn)生滲濾液,滲濾液會二次污染地下水和地表水,工作人員需要根據(jù)滲濾液的水質和水量特征,結合排放要求,提出針對性的治理措施,開發(fā)生活垃圾滲濾液處理工藝,利用復合厭氧反應器,將滲濾液中的COD、BOD等物質有效去除,優(yōu)化設計垃圾衛(wèi)生填埋場。
各地生活垃圾滲濾液水質情況都是不同的,生活垃圾滲濾液水質通常具有較高濃度的COD、BOD、氨氮等。在試驗過程中,工作人員需要測定生活垃圾滲濾液的BOD、COD,確定是否為易生物降解有機廢水,需要利用高效節(jié)能的厭氧生物處理技術,同時需要結合好氧生物處理技術,如果生活垃圾滲濾液的氨氮含量處于400mg/L 以上,要想保證出水氨氮在25mg/L 以下,需要落實脫氮處理工作,在試驗過程中,在復合厭氧反應器中加入原生滲濾液,通過堿化吹脫塔,進入到A/0淹沒式生物膜曝氣池,再進入到混凝沉淀池,最后排入城市下水道[1]。
復合厭氧反應器主要包括UASB 和ABF 兩部分,上部生物膜載體填料可以捕集截流懸浮污泥,氣體分離并不會因此受到影響,因此無需設置三相分離器,只需設置溢流出水槽和集氣室即可完成相關工作。復合厭氧反應器具有較大的生物量,生物相也非常豐富,承擔較高的有機負荷,整體構造非常簡單,同時可以保障處理效果。
厭氧反應器出水氨氮含量在1000mg/L以上,直接進入到A/O淹沒式生物膜曝氣池之后,不利于保障生物脫氧效果。因此需要發(fā)揮堿化吹脫塔的作用,保障脫氮效果。工作人員首先加入堿,滲濾液因此呈現(xiàn)堿性,轉化銨離子為游離氨,進入到吹脫塔之后,利用噴淋和鼓風吹脫方式,將游離氨及時去除。吹脫塔是圓筒形狀,內部具有球形塑料填料,水流出厭氧反應器進入到循環(huán)水池,利用泵抽送水方式,噴淋布水吹脫塔的頂部,將鼓風機安裝在吹脫塔后部,控制空氣流的流向,流經(jīng)填料接觸水逆流。
A/O淹沒式軟填料生物膜法,可以在載體上形成優(yōu)勢菌種,在A 段主要包括反硝化和異養(yǎng)菌,O 段主要包括異養(yǎng)菌和硝化菌。針對淹沒式生物膜,硝化和反硝化菌具有優(yōu)越的生存環(huán)境,因此二者所需時間也比較短暫。淹沒式軟填料生物膜具有多樣性菌種,可以構成較長的食物鏈,原生動物和后生動物會消耗多余的生物膜。
厭氧反應器接受污水廠的污泥,不斷延長培養(yǎng)時間,可以逐漸提高COD 去除率,最后可以保障去除率在70%以上,并且產(chǎn)生沼氣,導致填料生物膜變得更加成熟。A/O 池中進行污泥接種,實現(xiàn)動態(tài)培養(yǎng)工作,O池的生物膜比較薄,并且呈現(xiàn)出棕褐色,在鏡檢過程中發(fā)現(xiàn)其中包含很多草履蟲和線蟲,A池的生物膜為黑褐色,整體密度比較大,并且在填料表面吸附小氣泡,這說明在填料表面已經(jīng)初步形成了反硝化菌。
溫度直接影響到厭氧反應器COD 的去除效率。當水溫達到20℃,COD 和BOD5的平均去除率達到70.9%和77.3%,水溫升高到34℃之后,也提升了COD和BOD5平均去除率,水力停留時間為2d。TVA和COD具有一致的變化趨勢,如果積累了過多的TVA,甲烷菌的活性會因此受到抑制,因此在判斷厭氧反應器運行狀態(tài)的過程中,可以將TVA作為主要的控制指標[2]。
圖1 氨氮濃度隨吹脫時間的變化曲線
吹脫時間不斷延長,會逐漸降低氨氮濃度,根據(jù)下圖,當吹脫時間為5h,氨氮去除率可以達到35.3%,調整pH 值為9.1,可以提升氨氮去除率為67.8%,這是因為pH值直接影響到水中游離氨和銨離子的分布。如果吹脫時間條件相同,pH為9.1時,顯著提升氨氮去除率。經(jīng)過吹脫處理之后,可以去除滲濾液中部分COD,對于后續(xù)A/O池脫氮工作起到輔助作用。觀察生物膜鏡檢,發(fā)現(xiàn)生物相包括鐘蟲和累枝蟲等,這就說明利用吹脫工作可以溢出氨氣,微生物也可以有效降解COD和BOD。氨氮濃度隨吹脫時間的變化曲線,參見圖1。
垃圾滲濾液經(jīng)過堿化處理之后,可以利用A/0淹沒式生物膜曝氣池再次處理,同時落實COD去除工作和脫氮工作。為提高A/O 池運行條件,工作人員需要確定處理工作的影響因素。其中回流比直接影響到A/O 池脫氮效果,回流比比較大,總氮的去除率也會因此提高,受到脫氮菌數(shù)量和回流水DO 濃度等方面的因素,如果回流比在4以上,將會急劇下降硝態(tài)氮的去除率。缺氧段的硝態(tài)氮負荷和回流比之間具有緊密的聯(lián)系,回流比增大,會縮短硝態(tài)氮的停留時間,因此不斷增加回流比,脫氮率也無法因此提高。根據(jù)試驗可以確定,當回流比為3的時候可以獲得最佳脫氮效率,COD 去除率最高可以達到68.6%,因此確定回流比為3,提高進水量,保障整體工作效率。
在厭氧反應器中生物膜呈現(xiàn)黑色,表現(xiàn)為細小的絮狀,整體比較松散,并且具有很濃的臭味。經(jīng)過堿化處理之后,吹脫塔內球形填料中會形成深褐色的生物膜,底部會聚集較多的生物膜,表層幾乎沒有生物膜,由上至下逐漸減少生物量。實現(xiàn)洗脫工作之后,通過鏡檢發(fā)現(xiàn)底部存在累枝蟲和線蟲等。A/O池缺氧段的生物膜生長速度比較慢,生物膜比較薄,呈現(xiàn)出黑色,并且具有濃厚的臭味。在好氧段的生物膜呈現(xiàn)棕褐色,沒有明顯的臭味。在好氧段前部分呈現(xiàn)出松散的膜,后端膜比較密實,前端膜片比呈現(xiàn)絮狀。經(jīng)過鏡檢之后,缺氧段具有菌膠團,好氧段在穩(wěn)定運行期間,生物膜中具有較多的線蟲和累枝蟲等。
在A/O池中選擇四個取樣點,在厭氧反應器中選擇合適的填料,選取吹脫塔中代表性的濾球。在容器中分別放入填料,通過加入自來水落實洗脫工作,在量筒中加入含有洗脫膜的水,經(jīng)過反復搓洗之后,全部洗脫填料上的膜,最終填料呈現(xiàn)出白色,再向量筒中加入蒸餾水,充分混勻混合液之后經(jīng)過靜置沉淀,記錄靜沉時間和污泥沉淀層的容積。經(jīng)過堿化處理之后,吹脫塔內部的生物膜和A/O池的生物膜的沉降性比較強,O池后端生物膜的沉降性更具優(yōu)勢,可以高效沉淀脫落的生物膜,進一步穩(wěn)定水質。
綜上所述,針對本次生活垃圾滲濾液處理中試,優(yōu)化整體處理工藝,經(jīng)過化學沉淀之后,可以保障生活垃圾滲濾液排水達標進入到城市下水道。這就表明利用厭氧生物濾池,可以高效率的去除有機物,大幅度提升濾液可生化性。在未來發(fā)展過程中,需要進一步簡化整個工藝流程,避免污水回流,提升管理操作的便利性和自動化,提高生活垃圾滲濾液處理水平,促進我國生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。