不同进水频次对矿化垃圾处理垃圾渗滤液的影响研究

不同进水频次对矿化垃圾处理垃圾渗滤液的影响研究

王思明

兴业环保集团股份有限公司  黑龙江 哈尔滨 150096

摘要：采用矿化垃圾反应器处理垃圾渗滤液，通过控制矿化垃圾通气量，实现同步硝化反硝化，在有效地去除氨氮的同时也要保证总氮的去除率。通过矿化垃圾反应器处理渗滤液，研究不同进水频次对同步硝化反硝化的影响，确定最佳的技术参数，明确矿化垃圾反应器的脱氮性能和氮素的转移规律。

关键词:矿化垃圾；垃圾渗滤液；同步硝化反硝化；准好氧

引言：

我国城市生活垃圾主要处理方式为焚烧、填埋、堆肥，由于卫生填埋法相比于其它两种方法更经济可行，所以绝大多数城市选择填埋法处理生活垃圾。被填埋的生活垃圾随着时间的增长趋于稳定化成为矿化垃圾。矿化垃圾独特的物理性质[1]及微生物特性[2]使矿化垃圾成为优良的处理污水的微生物载体，也是作为填料的较好选择。目前，一些学者对矿化垃圾反应床处理废水技术进行了研究，主要包括处理生活污水、禽兽废水、难降解废水、垃圾渗滤液等。

一、试验装置

本实验设计了两组相同的矿化垃圾反应器，为聚氯乙烯材质，反应器柱体高100 cm，直径37 cm。反应器底部设有均匀布孔的斜板，易于落水，在斜板上填装15 cm高的砾石，起到支撑垃圾和汇集流出液的作用；反应器主体填装60 cm高的矿化垃圾，为使配水均匀，其上再填装5 cm高的小砾石。为防止进水溢出，预留20 cm高作为反应器注水的安全高度。在反应器底部中心处设置出水取样口。在反应器中央安装直径为2.5 cm、管壁等距三列打孔（孔径0.6 cm，孔垂直间距10 cm）的通风管。为避免通风孔被垃圾堵塞，在通风管表面围两层砂网，用铁丝固定，同时设有曝气装置。具体见图1。

图1 矿化垃圾反应器示意图

图中标记：1-漏斗；2-砾石层；3-矿化垃圾层；4-固体取样口；5-通风管；6-斜面砾石层；7-均匀布孔的斜板；8-出水取样口；9-阀门；10-均匀布孔的PVC板；11-温度探头；12-转子流量计；13-气泵；14-温度显示器；15-控制箱；16-曝气开关；17-温度开关

二、试验材料

实验所用矿化垃圾取在垃圾填埋场，填埋龄为10年，用挖掘机挖掘，渗滤液为新鲜的垃圾渗滤液。用筛子事先将矿化垃圾筛分为4mm~10mm左右的粒径，分别填充到相同的反应器A、B、C中。垃圾渗滤液原水的水质特点分别如下表2.1。

表2.1渗滤液原水水质特征

三、试验方法

将该试验阶段三个反应器的运行条件均设为：水力负荷3 L/d，曝气量0.1 L/min，每天持续曝气8个小时（中午12：00至晚20：00），反应器B和反应器C的进水频次分别采取1次/d和2次/d。即：反应器B每天中午12：00进水，一次性进水3 L。反应器C每天中午12：00进水和下午17：00进水，每次进水1.5 L。每3天测定一次渗滤液进水与出水中各污染物浓度。试验共运行60天。

四、结果与讨论

反应器C在整个反应器运行期间，CODcr去除率较稳定，去除率在76%~91%范围内波动，平均CODcr去除率为83%，反应器B在反应器运行前27天CODcr去除率波动较大，在第21天出现最低值，这与氨氮去除率在该时期也处于波谷相一致，在27天以后，CODcr去除率趋于稳定，整个反应器运行期间，反应器B的CODcr去除率在53%~76%范围内波动，平均CODcr去除率为68%。整个反应器运行期间，反应器C的CODcr去除率要高于反应器B的CODcr去除率，这说明，在本实验条件下，进水频次2次/d时对CODcr的去除效果要好于1次/d时对CODcr的处理效果。这是因为进水频次的提高意味着每次进水的水力负荷减小，当进水频次较高时，CODcr去除率较好。事实上，进水频次的提高，能够及时为微生物提供其生长所需的碳源，避免了因落干期长造成对微生物生长的抑制。反应器C在整个反应器运行期间，氨氮去除率波动不大，去除率基本保持在94%~97%范围，平均去除率为95.8%。反应器B的氨氮去除率从反应器运行初期开始直到运行结束，反复经历降低、升高的过程。相比于反应器C，其去除率波动较大，在83%~91%范围内变化，平均去除率为88.3%。从整体上看，反应器C的氨氮去除率高于反应器B的氨氮去除率，即：进水频次2次/d时对氨氮的处理效果要好于进水频次为1次/d时对氨氮的处理效果。在整个反应器运行期间，反应器B和反应器C的总氮去除率都波动较大，反应器B的总氮去除率介于39%~58%之间，总氮平均去除率为48.7%，反应器C的总氮去除率介于38%~53%之间，总氮平均去除率为46.4%。两个反应器的总氮平均去除率仅相差2.3%

，可见，进水频次2次/d和1次/d时，对总氮去除效果相差不大。两个反应器在整个反应器运行期间，反应器B的总磷去除率在84%~92%范围内波动，总磷平均去除率为87%，反应器C的总磷去除率在93%~99%范围内波动，总磷平均去除率为96%。可见，在本实验条件下，反应器C对总磷的去除效果好于反应器B，即：进水频次为2次/d时对总磷的去除效果好于进水频次为1次/d时。反应器C（进水频次为2次/d）总磷出水浓度低于3mg/L，能够达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889-2008）的排放标准，而反应器B（进水频次为1次/d）达不到该排放标准。

三、结论

（1）在本实验条件下，反应器C（进水频次2次/d）的CODcr、氨氮、总磷的平均去除率分别达到83%、75%和96%，均大大好于反应器B（进水频次1次/d）。但二者的总氮去除率相差不大，反应器C的总氮平均去除率为46.4%，仅比反应器B低两个百分点。综合考虑，反应器C（进水频次2次/d）对渗滤液中污染物的去除效果较好。

（2）进水频次的提高意味着每次进水的水力负荷减小，这样能够及时为微生物提供其生长所需的碳源，避免了因落干期长造成对微生物生长的抑制。但进水频次提高到一定程度是否不利于微生物生长，有待于进一步研究。在本实验条件下，进水频次为2次/d时对渗滤液中污染物的去除效果较好，但进水频次越高，人工配水工作量越大，所以在今后的实验研究工作中可以考虑自动进水。

参考文献：

[1] 赵由才, 柴晓利, 牛冬杰. 矿化垃圾基本特性研究[J].同济大学学报: 自然科学版, 2006, 34(10): 1360-1364.

[2] 褚衍洋, 徐迪民. 矿化垃圾床+SBR工艺处理渗滤液的论证及研究[J].污染防治技术, 2003, 16(3): 33-35.

[3] 王磊.矿化垃圾生物反应器结构对渗滤液处理的影响[D].西南交通大学, 2007.