城市污水混合垃圾滲濾液脫氮試驗(yàn)研究

周小勇+朱鑑強(qiáng)

摘 要 垃圾滲濾液中含有非常高的有機(jī)物與氨氮，對(duì)于這兩種物質(zhì)的處理主要有場(chǎng)內(nèi)與場(chǎng)外2種，場(chǎng)內(nèi)處理存在處理能力有限，投資比較大的問題，因此人們更關(guān)注場(chǎng)外的處理。某地某污水處理廠從05年開始接收滲濾液以及其他污水，并于城市污水進(jìn)行同步的處理。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明，因?yàn)槲廴疚餄舛忍撸M(jìn)入的時(shí)間不定以及接入方式的不當(dāng)，造成了微生物活性太差，反應(yīng)泥增多的問題，給出水的水質(zhì)造成了很大的影響。

關(guān)鍵詞 城市污水；垃圾滲濾液；實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào) X7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2016）164-0180-01

垃圾在填埋之后容易產(chǎn)生二次污染物，這就是垃圾滲濾液，滲濾液的濃度會(huì)隨著垃圾填埋的時(shí)間變長(zhǎng)而使得滲濾液中的氨氮濃度不斷升高，使得有機(jī)物的濃度下降，造成碳氮比例的嚴(yán)重不平衡，從而加大對(duì)其處理的難度。當(dāng)前對(duì)于滲濾液的處理存在一些問題，例如，除氮效率低，動(dòng)力消耗大以及操作復(fù)雜，后來人們采取了與城市污水進(jìn)行同步處理的方式，這種方式更加經(jīng)濟(jì)也很便捷，以某地某污水處理廠為例，因?yàn)槔鴿B濾液對(duì)污水處理系統(tǒng)形成的沖擊，使得脫氮的效率降低。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)于相關(guān)的垃圾滲濾液與城市污水的混合處理，主要的研究在二者的混合比例以及對(duì)垃圾滲濾液的預(yù)處理，與有機(jī)物的去除等方面。本文主要研究的就是混合污水脫氮的影響因素與運(yùn)行的策略，為使得混合污水的處理能夠達(dá)標(biāo)做出一些參考。

1 實(shí)驗(yàn)裝置與方法

實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)為某市某污水處理廠，實(shí)驗(yàn)的裝置為一種有機(jī)玻璃材質(zhì)，將模擬該污水處理廠的A2/O工藝。實(shí)驗(yàn)裝置的前端將作為調(diào)節(jié)池，其中有攪拌機(jī)，這樣做是為了保證垃圾滲濾液可以與城市污水均勻的混合在一起。實(shí)驗(yàn)裝置為80cm×60cm×60cm，設(shè)計(jì)有效水深為42cm，有效容量為200L，使用隔板分成4個(gè)部分，依次作為缺氧池、厭氧池與好氧池，好氧池有2個(gè)，4部分的比例分別是2：1，2：2.5，2：2.5，2：2，4部分之間有水力連通。缺氧池與厭氧池中都有攪拌機(jī)，好氧池的末端安裝有混合液回流導(dǎo)管，底部安裝有微孔曝氣器，末端作為沉淀池，長(zhǎng)寬分別是60cm×20cm，有效水深為50cm，泥斗的高度為25cm，有效的溶劑為55L，在底部安裝有排泥管與污泥回流管。

垃圾的滲濾液與城市的污水樣本都是來自某垃圾填埋場(chǎng)與某沉砂池的污水，將它們按照一比七百的比例進(jìn)行混合，水的溫度為23℃～30℃之間。對(duì)水質(zhì)的主要分析包括COD與TN，將采用重絡(luò)酸鉀法、納氏試劑光度法與酸性過硫酸鉀消解與紫外分光光度法進(jìn)行測(cè)試。將通過在線溶氧儀與CYBERSCAN510型ph計(jì)進(jìn)行DO與pH的測(cè)定。

為了保證數(shù)據(jù)的可靠性所有的實(shí)驗(yàn)取書平均實(shí)驗(yàn)的均值都將作為最后的結(jié)果，采樣的頻率保證在2次/d。

2 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果

2.1 正交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果

實(shí)驗(yàn)證明，COD去除量與TN的去除量的比例值大概為3.43～8.96，平均值為5.61，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全程反硝化脫氮所需的理論有機(jī)碳源，碳源未能作為反硝化的限制因素，同時(shí)反映出了實(shí)驗(yàn)選擇的低混合比，低碳垃圾滲濾液的混入沒有對(duì)碳源造成影響。對(duì)正交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行查看，總體的效果還是很不錯(cuò)的。出水的氨氮與有機(jī)物的濃度能夠穩(wěn)定的達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)A類標(biāo)準(zhǔn)，而出水的總的氮的質(zhì)量濃度也已經(jīng)滿足了一級(jí)的B類標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的直觀分析與方差分析

對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)來說，最大的極差因素是水力停留的時(shí)間，主要是脫氮與去除有機(jī)物最重要的影響因素是水力停留時(shí)間，對(duì)處理的效果起著決定性作用的還是水力的停留時(shí)間。通過對(duì)不同工況下的初除污效果的分析可以發(fā)現(xiàn)，如果將水力停留的時(shí)間多延長(zhǎng)2個(gè)小時(shí)，氨氮的去除率就可以從87.3%增加到96.8%，總的氮的去除率也會(huì)從47.3%上升到57.8%，而COD的平均去除量也會(huì)從67.1%升到80%。

對(duì)于去除氨氮還有一個(gè)重要的影響就是好氧池中溶解氧的質(zhì)量濃度。如果保持其他的條件不變，通過對(duì)好氧池中溶解氧對(duì)于氨氮硝化的影響可以看出，溶解氧的濃度對(duì)于去除氨氮具有積極的作用。如果溶解氧的質(zhì)量濃度高于2mg.L，氨氮的去除率既可以達(dá)到百99.2%，硝化幾乎完全。

除了水力停留時(shí)間可以對(duì)反硝化脫氮造成巨大的影響之外，污泥體積回流在這方面的作用僅次于水力停留時(shí)間，實(shí)驗(yàn)參數(shù)也已經(jīng)證明，如果在同等條件下，其他參數(shù)不變，污泥體積回流不變?cè)黾樱偟牡娜コ时銜?huì)呈獻(xiàn)出上升，如果將污泥體積回流比從60%增加到100%，總的氮的去除量便會(huì)增長(zhǎng)大約12%，足以證明，污泥回流量的增加是可以有利于反硝化的。

通過理論公式的計(jì)算結(jié)果，總的氮的去除率的理論數(shù)值大概在77%～79%，明顯高于實(shí)驗(yàn)值的18.6%與35.9%，這也能夠說明，如果對(duì)操作條件進(jìn)行嚴(yán)格的控制，兌取總氮的去除率還有可以有非常高的上升空間的。

2.3 最佳運(yùn)行參數(shù)的確定

通過極差計(jì)算的結(jié)果來看，不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)的最佳水平均為11h。水力停留時(shí)間如果超過9h，NH-N與TN的去除率并不會(huì)有明顯的提高，只是COD的去除率會(huì)小有提升。保證一定的個(gè)的處理規(guī)模的情況下如果想要延長(zhǎng)水力停留時(shí)間就需要擴(kuò)大處理構(gòu)筑的容積，這樣會(huì)增加投資與占地的面積，使處理工藝的經(jīng)濟(jì)性大打折扣，因此說，水力停留時(shí)間應(yīng)該保證在9h。污泥回流比也是對(duì)總氮的去除有相當(dāng)大影響的，最佳的污泥回流比從脫氮的角度來說應(yīng)該確定成80%。

3 透過實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論與建議

因?yàn)槔鴿B濾液屬于高度污染的廢水，在與城市污水進(jìn)行混合的時(shí)候很容易造成水質(zhì)發(fā)生變化，所以垃圾滲濾液在比重中不能占得太大。通過對(duì)垃圾滲濾液與城市污水廠原水混合前后的數(shù)據(jù)得出，混合后的污水檢測(cè)指標(biāo)中的都有相當(dāng)程度的增加，影響最大的是COD，為1.4倍以上。在實(shí)驗(yàn)的過程中，垃圾滲濾液中的重金屬指標(biāo)一直處在比較低的濃度，未對(duì)后續(xù)的處理工藝造成影響。從污水處理廠整體的出水情況來看，垃圾滲濾液的匯入與合并并沒有造成出水水質(zhì)的超標(biāo)，但是仍然需要在以后的處理過程中密切的關(guān)注，避免無機(jī)物進(jìn)入生物池，從而影響到活性泥的質(zhì)量，繼而對(duì)出水質(zhì)量造成影響。

從檢測(cè)的力度上，本次實(shí)驗(yàn)主要研究的是垃圾滲濾液中一些污染物指標(biāo)的影響情況的分析，針對(duì)重金屬項(xiàng)污水廠委托的相關(guān)資質(zhì)的檢測(cè)單位進(jìn)行了不定期的檢測(cè)。盡管如此，可是因?yàn)闈B濾液的水質(zhì)情況有著非常復(fù)雜的特性，因此建議要定期進(jìn)行化驗(yàn)全項(xiàng)分析與檢測(cè)，從而最大化的降低對(duì)城市污水處理長(zhǎng)的影響。垃圾滲濾液可以造成對(duì)城市污水處理廠的工藝系統(tǒng)中部分的指標(biāo)發(fā)生變化，而提高指標(biāo)之后污水廠在運(yùn)行的時(shí)候需要在額外的投加碳源與除磷藥劑，才可以保證出水水質(zhì)的合格。在實(shí)驗(yàn)期間滲濾液都是通過運(yùn)輸單位運(yùn)輸?shù)轿鬯幚韽S的，這便使得污水有一定的不定量性與不定時(shí)性。在以后的工作中還需要污水處理廠根據(jù)自身的實(shí)際，研究對(duì)降低本身系統(tǒng)沖擊的影響，有效的降低污水廠的運(yùn)行成本，提高滲濾液場(chǎng)外處置的可行性。

4 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)選擇的低混合比使低碳垃圾滲濾液的混入不能對(duì)碳源造成什么影響，這反而使倒置的A2/O工藝的同步垃圾滲濾液與城市污水的脫氮效果達(dá)成一種良好的狀態(tài)。HRT是影響混合污水脫氮與去除有機(jī)物的主要的控制因素，對(duì)與延長(zhǎng)氨氮與總氮的去除都是非常有利的。考慮到處理的效果與經(jīng)濟(jì)的因素，可以將HRT保持在9h。好氧池的DO質(zhì)量的濃度與污泥回流比對(duì)氨氮與總氮的去除都有舉足輕重的作用，可以在實(shí)驗(yàn)的選擇范圍之內(nèi)，保證其的增長(zhǎng)都對(duì)硝化與反硝化產(chǎn)生有利的作用。

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