C/N比值在外置式MBR工藝處理垃圾滲瀝液中脫氮效果的影響研究

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C/N比值在外置式MBR工藝處理垃圾滲瀝液中脫氮效果的影響研究

李濤宏1.2楊仁斌1

1.湖南農業大學 2.湖南軍信環保集團有限公司 410128

[摘要]垃圾滲瀝液具有高COD、高氨氮、水質復雜、危害性大的特點，如何有效處理垃圾滲瀝液成為目前該領域的一個難題。本文以長沙市城市固體廢棄物處理場垃圾滲瀝液處理廠為研究對象，研究了關于碳氮比對外置式MBR工藝處理垃圾滲瀝液的影響作用，通過研究表明，當COD：NH3/N =5.5:1的情況下，運行效果最佳，即對MBR生化系統達到最佳脫氮效果。

[關鍵詞]碳氮比；外置式MBR；反滲透；納濾

1、C/N比對MBR生化系統脫氮效果影響

C/N比是指在污水處理過程中，污水中所含有的碳和氮兩種不同元素物質的量比值[1]。C/N比影響著污水處理過程中污染物在生物降解的各階段，為不同類別微生物的繁殖和發育提供必需的營養元素。

當前所采取的生物脫氮工藝技術（如MBR工藝）都與微生物代謝有密切關系。在進行微生物脫氮過程中所發生的硝化反應或者是反硝化反應等，都要在一定的營養環境下進行[2]。如硝化反應過程中，包括氨態氮轉化為硝態氮的過程將有機碳分解為CO2，通過亞硝化細菌將氨氮轉化為亞硝酸鹽的過程，都是利用污水有機物來作為能源與碳源的。同樣，在硝化反應過程中，硝化細菌利用污水有機物中的CO2作為能源物質，將亞硝酸鹽轉化為相應的硝酸鹽過程中[3]。獲得了自身生長的能量物質和細胞合成有機物。反硝化反應過程中，由反硝化均在缺氧環境下利用污水有機物作為碳源獲得能量并氧化有機物，因此，當污水中的有機碳化物缺乏時，將導致反硝化微生物進行內源硝化而導致微生物數量下降，因此，污水中必須與充足的碳源，但過多的碳源將會造成污水出水含污量升高，使得污水水質不符合排放標準[4]。

綜上所示，采用生物脫氮工藝技術進行污水處理過程中，進水C/N比對于硝化細菌的正常代謝具有非常重要的影響作用，C/N比過高或過低，都將影響到污水處理的效果。因此，本文以長沙市城市固體廢棄物處理場垃圾滲瀝液處理廠為研究對象，研究了關于C/N比對外置式MBR工藝處理垃圾滲瀝液的影響作用，確保MBR生化系統達到最佳脫氮效果。

2、C/N比對污水處理效果試驗分析

2.1工程概況

湖南軍信環保集團有限公司長沙市城市固體廢棄物處理場滲瀝液處理廠采用以水質均衡+外置式膜生化反應器(MBR)+NF/反滲透(RO)為核心工藝的處理工藝，本工程執行《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GBl6889--2008)一般地區排放標準對滲瀝液出水標準的要求

2.2水質均衡調配系統

2.2.1水質均衡調配系統工藝設計

由于填埋場調節池內的滲瀝液可生化性較差和碳氮比較低，為保障滲瀝液處理系統的脫氮穩定性、節約系統運行成本，設計水質均衡調配系統，采用填埋場產生的可生化性較好的新鮮滲瀝液原液與調節池滲瀝液在水質均衡池內進行適當的水質混合調配，提高滲瀝液的可生化性，使滲瀝液處理系統的進水水質維持較好的可生化性和較好的碳氮比。

綜合考慮到該生活系統脫氮效能已受到pH、DO、MLSS、SRT、硝化液回流比等因素的影響作用，由于本系統運行過程中的原水為滲瀝液，因此，根據過往試驗的總結，確定pH、DO、MLSS、SRT、硝化液回流比為確定系數，從而進行C/N比對外置式MBR工藝處理垃圾滲瀝液的影響作用的研究。其中確定的相關系數包括：溶解氧（DO）（反硝化池DO值＜0.5mg/L，一級硝化池DO值2.5mg/L，二級硝化池的DO值1.5mg/L）；pH=7.5；污泥濃度（MLSS）維持在15—20mg/L；溫度在30 ℃-32 ℃。

2.2.2水質均衡調配系統工藝設計參數

試驗過程中的水質均衡系統各單元工藝設計參數包括360m3的原液池用來新鮮滲瀝液收集與儲存；10萬m3的調節池用來老滲瀝液收集與儲存；780m3的均衡池用來進行水質均衡調配，設計水力停留時間為12.5h。

試驗研究C/N比對MBR生化系統脫氮效果的影響作用。因此本次試驗選擇總氮的平均去除率作為該試驗的評價指標，建立五組不同的C/N比作為正交試驗的因素來分析C/N比對MBR生化系統脫氮效果。具體的正交實驗量內容如表1所示。

表1　MBR正交試驗水平表

根據生化系統脫氮的指標分析，水質均衡的配比對生化系統的脫氮效果影響非常明顯，也決定了生化系統的外加碳源投加量。根據運行數據分析總結：當水質均衡系統將COD:NH3-N的比值控制在5.5：1到6.5:1的區間時，生化系統脫氮效果較為明顯，低于這個比值，脫氮將不完全，最終會導致出水總氮不達標，而比值過高，會導致生化系統負荷過高，能耗增加，也不利于生化系統的運行，尤其是進水COD不能超過10000mg/L。

3、結語

長沙市城市固體廢棄物處理場滲瀝液處理廠采用水質均衡+外置式MBR+RO/NF的工藝流程，而進水C/N比對于采用生物脫氮工藝技術的污水處理具有非常重要的影響作用，本文試驗研究五組不同的C/ N比對MBR生化系統脫氮效果的影響作用。通過正交試驗對比發現，當水質均衡系統將COD:NH3-N的比值控制在5.5：1到6.5:1的區間時，生化系統脫氮效果較為明顯。

參考文獻

[1]任鶴云,李月中.MBR 法處理垃圾滲瀝液工程實例[J] .給水排水,2004(10).

[2]林紅軍,陸曉峰,等.膜生物反應器中膜過濾特征及膜污染機理的研究[J].環境科學,2006.

[3]魏慶,王秀朵.多功效UCT處理工藝的工.程應用[J].給水排水,2008,34(3):45-48.

[4]張飛雁,何恭哲,曹洪濤,雷中方,劉翔,王悅超,吳婷.MUCT工藝在城市污水處理廠的應用與問題探討[J].中國給水排水,2011,27(6):51-53.