回流比對兩級AO組合工藝處理垃圾滲濾液的影響

梁海濤 岳丹丹*

(沈陽建筑大學市政與環境工程學院，遼寧 沈陽 110168)

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回流比對兩級AO組合工藝處理垃圾滲濾液的影響

梁海濤 岳丹丹*

(沈陽建筑大學市政與環境工程學院，遼寧 沈陽 110168)

通過試驗，研究了硝化液回流比對兩級AO組合工藝系統處理效果的影響，對比了各主反應器在處理垃圾滲濾液有機污染物過程中COD、氨氮的去除量，并分析了厭氧UASB、好氧SBR及缺氧SBR間的協同作用，為類似問題研究奠定了基礎。

AO組合工藝，垃圾滲濾液，回流比，出水濃度

0 引言

垃圾滲濾液是垃圾填埋場在垃圾填埋及堆放過程中，因雨水及地表水流入填埋場，并在物理、化學及生物等綜合作用下，滲濾出來的一種含有高濃度懸浮物、COD、氨氮的難降解有機廢水，其水質特征主要與垃圾組分、填埋時間及填埋方式等因素有關[1,2]。滲濾液中氮、磷等營養物質促使水體富營養化，導致水質惡化，威脅地表、地下水水源，甚至引發大面積的污染事故及不可逆轉的環境破壞。因此，在垃圾滲濾液處理過程中，優化運行工況，提高工藝去除效果，以保證出水水質達標排放尤為重要[3]。

1 回流比對處理效果影響

保證組合工藝系統內其他運行參數處于最佳工況點位，控制回流比以300%(體積比)的梯度由300%提高到2 100%，通過測定對應回流比條件下出水COD、氨氮、總氮的濃度變化，確定系統最佳回流比，試驗結果如下所示。

1.1 回流比對COD去除效果影響

由圖1可知，隨回流比遞增，進水COD濃度被稀釋。回流比由300%增至900%時，組合工藝系統對COD的總去除率出現略微升高，但厭氧UASB進水COD濃度由4 571 mg/L降至2 339 mg/L，各反應器對COD的去除率出現較小幅度降低。回流比為1 200%時，COD去除率變化趨于平穩，繼續增大回流比對提高COD去除率的作用不大。此時，相對于COD濃度為17 613 mg/L原液，COD總去除率達99.8%，較聯合運行時提高0.7%，系統出水COD濃度降至40 mg/L以下，達到排放標準。

分析原因，隨回流比的提高，厭氧UASB對COD的去除率逐漸降低，較高回流比導致UASB進水量加大，上升流速過高，處理效果變差。同時滲濾液中存在微生物較難降解的有機物，無法因回流比的增大而深度去除。在處理過程中，滲濾液原液水質隨季節的變化波動較大，導致原液COD濃度在回流比為900%時發生突增，但組合工藝仍能保持較高的處理能力，表明系統對COD濃

度的突變具有較強的耐抗能力。

1.2 回流比對氨氮去除效果影響

由圖2可知，隨回流比的增大，系統對氨氮總去除率變化影響較小。回流比由300%增至2 100%時，因滲濾液中氨氮濃度降低，加快硝化菌代謝能力，好氧SBR對氨氮的去除率出現小幅度提高。在回流比為600%時，出水氨氮濃度降至9.8 mg/L，達到排放標準。分析原因，回流比增大，缺氧SBR內反硝化反應程度越加徹底，消耗大量有機碳源，流入二級好氧SBR內有機碳源減少，自養型硝化菌競爭優勢變大，導致系統氨氮去除率提高。但在回流比大于1 200%時，繼續增大回流比，氨氮去除率增長較為緩慢，最終穩定在97.9%左右。

同時回流比對總氮去除效果影響較大，在回流比遞增過程中，系統總氮總去除率由95.3%增至99.1%，增長3.8%。在回流比為1 200%時，出水總氮濃度降至32 mg/L，達到排放標準。分析原因，系統在好氧SBR硝化反應時，隨著回流比的增加，好氧SBR進水中可生化性較高的有機物含量降低，污泥降解有機物時間縮短，并且隨進水水量增加，反硝化反應速率增大，好氧硝化反應的吹脫作用增強，總氮去除率較大提高。

如圖3所示，回流比的控制對系統處理效果起著重要的影響作用。通過回流比的增加，硝化液為反硝化過程提供充足的硝態氮，并且在無氧分子存在的前提下，異養型兼性厭氧反硝化菌利用硝酸及亞硝酸離子中的氧原子進行呼吸作用，促進硝態氮還原成氮氣。

部分反硝化菌體內酶僅在有氧的條件下進行合成，如過高的回流比會造成缺氧SBR反應器內部的溶解氧濃度較高，破壞反應器內部固有的缺氧環境，抑制反硝化菌體內硝酸鹽還原酶的合成，阻礙硝態氮的還原，影響反硝化反應的進行[4]。

同時，隨著流入缺氧SBR反應器內部硝化液流量的增加，水力停留時間縮短，進而減少反硝化菌與底物的接觸反應時間，導致反硝化率降低。過高的回流比不僅造成能源浪費，更增加系統的運行成本。根據各反應器在不同回流比條件下的處理效果，最終確定兩級AO組合工藝系統的最佳回流比為1 200%。

2 最佳回流比條件下處理效果分析

兩級AO組合工藝系統在最佳運行工況及回流比為1 200%條件下，穩定運行10個周期，混合液進水COD、氨氮、總氮的平均濃度分別為1 539 mg/L，151 mg/L，258 mg/L，各反應器對混合液的處理效果如下所示。

2.1 最佳回流比條件下COD去除效果分析

由圖4可知，在高回流比作用下，回流的硝化液將高濃度的滲濾液原液稀釋，各反應器進水COD濃度大幅度降低，導致各反應器對COD的去除效果出現不同程度的下降，其COD平均去除率依次為65.6%，58.0%，61.6%，54.5%。但在原液進水COD濃度較高的基礎上，組合工藝系統COD總去除率較聯合運行時增長0.7%，相對于COD濃度為17 613 mg/L原液，COD總去除率達99.8%，出水濃度降至39.3 mg/L。

2.2 最佳回流比條件下氨氮去除效果分析

由圖5可知，兩級好氧SBR對氨氮的去除率分別為81.6%,

86.9%。相對于氨氮濃度為1 660 mg/L原液，氨氮總去除率達99.8%，出水氨氮濃度降至3.8 mg/L。相對于總氮濃度為2 150 mg/L原液，總氮總去除率達98.5%，出水總氮濃度降至31.6 mg/L。在硝化液回流的作用下，組合工藝系統對氨氮、總氮的去除率大幅度提高。綜上所述，兩級AO組合工藝處理滲濾液系統在優化試驗條件及回流比作用下，出水水質達到國家排放標準。

3 結語

本試驗主要針對兩級AO組合工藝處理滲濾液系統回流比的變化對滲濾液處理效果的影響，試驗結果表明：

回流比對高濃度進水滲濾液起到一定稀釋作用，在回流比由300%增至1 200%時，各反應器對COD、氨氮的去除效果變化較為不同，即COD去除率出現小幅度降低，而氨氮去除率則在硝化液回流影響下有所提升，系統COD、氨氮總去除率提高。

[1] Zeeman G,K Kujawa.Anaerobic treatment as a core technology for energy,nutrients and water recovery from source-separated domestic waste (water)[J].Water Science and Technology,2008,57(8):1207-1212.

[2] Silva A C,Dezotti M,G L Sant’Anna Jr.Treatment and detoxication of a sanitary landfill leachate[J].Chemosphere,2004,55(2):207-214.

[3] 申麗芬,孫寶盛,張 燕.PAC和PAM復合混凝劑對垃圾滲濾液預處理的研究[J].工業水處理,2014,34(2):59-61.

[4] 劉 牡,彭永臻,宋燕杰,等.回流比對單級 UASB-A/O處理晚期垃圾滲濾液短程脫氮的影響[J].化工學報,2011,62(6):1675-1680.

Effect of reflux ratio on the treatment of landfill leachate by two stage AO combination process

Liang Haitao Yue Dandan*

(SchoolofMunicipalandEnvironmentEngineering,ShenyangJianzhuUniversity,Shenyang110168,China)

Through experiments, this paper researched the influence of the treatment effect of nitrification liquid junction comparison two stage AO combination process system, compared with the main reactor in the treatment of landfill leachate organic pollutants in the process of COD, ammonia nitrogen removal, analysis of anaerobic UASB, aerobic SBR and anoxic SBR synergies, laid foundation for similar problems.

AO combination process, landfill leachate, reflux ratio, effluent concentration

1009-6825(2016)27-0173-02

2016-07-13

梁海濤(1990- )，男，在讀碩士

岳丹丹(1991- )，女，在讀碩士

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