O_3_木屑强化SBR法处理垃圾渗滤液的研究.pdf

O3 木屑强化SBR 法处理垃圾渗滤液的研究 黄 智 李 飞 莫 钰 周振明 广西师范大学环境与资源学院, 广西 桂林 541004 摘要 木屑作为强化剂加入 SBR反应器中, 采用 O3SBR 强化生化处理法组合工艺对垃圾渗滤液进行处理, 结果表 明 臭氧前处理垃圾渗滤液时, 60min内, 空气流量为400 mL min, 臭氧浓度为10 . 4 mg L时, 垃圾渗滤液 COD 降低 42。 加入木屑作为SBR 强化剂, 可在进水垃圾渗滤液 COD 为4 200 mg L, 有机负荷达到1. 7 kg kgd 时, COD 的去除率稳定 在 80, 二级强化法串联使用, 出水水质达到国家污水综合排放一级排放标准。 关键词 臭氧; SBR; 垃圾渗滤液; 木屑 STUDY ON TREATMENT OF LANDFILL LEACHATE BY O3 SAWDUST ENHANCED SBR PROCESS Huang Zhi Li Fei Mo Yu Zhou Zhenming School of Environment and Resources, Guangxi Normal University, Guilin 541004, China Abstract Sawdust was added in the SBR reactor as an enhanced means. O3and the enhancedSBR reactor process was used to treat the landfill leachate. The results showed that the COD of landfill leachate was decreased by 42 under air flow 400 mL min and O3 concentration 10. 4mg Lwithin 60 min. The landfill leachate was further treated by the sawdust enhanced reactor. The COD removal rate of the wastewater was 80 in the 1. 7 kg kgdorganic loadwhen leachate COD was 4 200 mg L. After treating it by double SBR, the effluent quality could meet the first-order of “Pollution Control Standard of Domestic Landfill” GB 16889-1997. Keywords ozone; SBR;landfill leachate;sawdust 0 引言 垃圾渗滤液具有COD、 氨氮浓度高,色度高且恶臭 等特点。垃圾渗滤液的处理方法众多 ,目前采用较多 的是生化法 , 如普通活性污泥法、 SBR 法、UASB 法 、 ASBR-SBR法、 人工湿地法 [ 1-4] 等。但上述方法均存在 一些难克服的缺点,如普通好氧法、 SBR法难以处理浓 度3 000 mg L以上的垃圾渗滤液,厌氧法要求运行条件 严格,出水也需后继处理。加入絮凝剂、 氧化剂、吹脱 法等化学处理法 [ 5-8] ,可有效地在短时间内处理垃圾渗 滤液,但有使用成本高 ,经济性差, 仍需后继处理的缺 点。针对垃圾渗滤液出水量变化幅度大,水质不稳定 , 难以直接生化处理等特点 ,本文采取通入短时间的臭 氧对垃圾渗滤液进行前处理,添加木屑强化SBR法,考 察了臭氧的通入时间、 液体高度,强化SBR法的工艺参 数对垃圾渗滤液处理效果的影响。 1 试验部分 1. 1 材料与方法 SBR 反应器 自制 有效体积 10 L , 微孔筛头 曝气 。 垃圾渗滤液取自桂林平山垃圾堆肥场。水质指 标 ρ COD7 620 mg L, ρ SS196 mg L, pH 7. 8, ρ BOD5 1 370 mg L, ρ NH3- N 926 mg L 。 污泥取自污水处理厂氧化沟二沉池浓缩污泥 ,添 加木屑前 ,在 SBR 反应器中以城市污水驯化培养 ,浓 度约为3 200 mg L ,SVI 为142 mg L 。 2 结果与讨论 2. 1 臭氧处理效果分析 固定垃圾渗滤液的体积为750 mL, 改变垃圾渗滤 液的容器高度, 随着通入臭氧时间的延长 ,处理效果 如图 1 所示 。 由图1 可知, 在相同时间内 ,垃圾渗滤液的高度 越高 , COD 浓度 下降越大 。但 高度分别 为 17. 8, 9. 0 cm的渗滤液在相同时间内被臭氧氧化降解的程 度相差不大 ,渗滤液高度的增加到33. 1 cm时 , 渗滤液 COD下降较大。原因是渗滤液高度的增加导致臭氧 在液体中停留时间延长, 氧化时间也延长所致 。 10 环 境 工 程 2009年 8 月第27 卷第4 期 图 1 不同高度下臭氧对垃圾渗滤液的COD 去除率 在臭氧通入30 min内, 各高度的垃圾渗滤液 COD 下降较快 。高度分别为9. 0,17. 8,33. 1 cm的垃圾渗滤 液 ρ COD 由7 620 mg L 分别减 少到5 468, 5 600, 5 010 mg L 时 , COD 去除率分别为 28. 2、26. 5、 34. 3。随反应时间的增长, 各高度的垃圾渗滤液 COD降低程度趋于接近, 在60 min后 , 高度分别为 9. 0,17. 8,33. 1 cm的垃圾渗滤液 COD 去除率分别为 36. 3、38. 9、 42. 1。 高度为33. 1 cm的垃圾渗滤液在臭氧通入 30, 60 min后的 ρ BOD5 ρ COD 分别为 0. 24,0. 37,与原 渗滤液的 ρ BOD5 ρ COD 为 0. 18 相比 ,臭氧处理后 废水的可生化性明显提高 。颜色由黑灰色变为浅啤 酒色 ,恶臭气味明显减轻 。氨氮值降低为582 mg L 。 2. 2 SBR 强化法处理垃圾渗滤液分析 2. 2. 1 SBR强化法的培养与驯化 杉木屑风干粉碎, 过 20 目筛待用。SBR 运行初 始,进水为桂林市污水处理厂污水, ρ COD 为 200～ 300 mg L ,运行稳定后向SBR反应器内的污泥中添加 木屑 ,m 木屑 ∶ m 污泥 2∶ 10。强化法开始时, 每 天运行 3 周期, 运行参数见表 1。每周期总进水量 6 L 。 逐步添加臭氧法处理后的垃圾渗滤液 臭氧处理 60 min ,进水 ρ COD 为1 600～ 1 800 mg L,运行稳定 后数据如图2 所示。出水指标明显下降且水质稳定, 显微镜下可看到污泥中大量纤盖虫 、 纤毛虫 、 钟虫等 生物 ,驯化基本完成 。 表 1 SBR强化法驯化培养工艺运行时间h 进水曝气静置排水闲置 0 . 5210. 32 2. 2. 2 运行参数对出水水质的影响 逐步添加臭氧处理过的垃圾渗滤液直至完全采 用垃圾渗滤液进水 ,SBR运行参数时间如表 2 所示。 各运行方式下的出水水质如图 3 所示 。 图 2 强化SBR 法驯化培养 表 2 SBR强化法驯化培养工艺运行参数h 进水曝气静置排水闲置 工艺10 . 3210 . 52 工艺20 . 3310 . 52 工艺30 . 3410 . 52 工艺40 . 3610 . 52 工艺50 . 3610 . 54 图 3 不同SBR 工艺参数对出水 COD 的影响 从图 3可以看出, 随着曝气时间的增加, COD 去 除率逐渐增加。曝气时间分别为 2, 3, 4 h时, COD 去 除率分别为 72. 1、75. 6、81. 3。当曝气时间为 6 h时,COD去除率最高 ,为 85. 4,处理效率最好 ,此 时出水水质 ρ COD 、ρ BOD5 降低至 63和196 mg L, 出水 ρ SS 为19. 6 mg L 。 工艺参数5 中, 曝气时间为6 h,闲置时间由2 h增 加到4 h,出水 COD 反而降低,最高只达到 80. 5。闲 置时间的增加 ,虽然可使污泥中菌胶团处于兼性菌状 态,利于抑制丝状菌膨胀,但闲置时间增长使污泥活性 受抑制更多,使污泥处于曝气好氧状态后恢复活性的 时间相应延长 ,处理效率有所下降。但在此条件下,出 水NH3- N 和NO - 2- N 却有更好的处理效果 图4 。 工艺4 第 1 个周期的出水 NH3-N 较高 , 达到 91 mg L ,从第 2个周期开始, 出水后剩余在 SBR反应器 内的清液降低了进水 NH3- N 的浓度, 在随后的处理 周期中 ,工艺 4出水NH3- N 稳定在 40～ 46 mg L ,出水 11 环 境 工 程 2009年 8 月第27 卷第4 期 图 4 强化SBR 法出水氨氮、硝氮含量 NO - 2-N 稳定在160 mg L左右 。工艺 5 出水 NH3- N 稳 定在 30～ 40 mg L ,出水NO - 2- N 稳定在160 mg L左右。 进水的 NH3- N 值约为400 mg L, NH3- N 去除率达到 92. 5。由于工艺 5 闲置时间较长, 污泥处于厌氧环 境较长,进水期的厌氧环境以及原水中丰富的有机物 碳源为反硝化创造了极好的条件。相关研究表明 [ 9] , 在进水时保持良好的厌氧状态 , 可以有效进行反硝 化,为后继的硝化脱氮有良好的作用。 经过工艺 4的处理后, 垃圾渗滤液出水 ρ COD 降低到660 mg L左右, 未能达标 , 采用工艺 3 参数运 行,经强化法SBR处理后的 10 个周期出水的 COD 见 图5 。由图5 可知, 经过二级强化SBR法再处理后的 出水 ρ COD 最多降低 90. 7,COD 去除率平均稳定 在85,出水 ρ COD 在 65 ～ 115 mg L , 出水水质完 全达到国家污水综合排放一级标准 。 图 5 二级强化SBR 法出水COD 降解率 2. 2. 3 污泥理化性质分析 工艺 4 运行稳定后的污泥呈较大颗粒状, 大小为 0. 5～ 1. 5 mm 见图 6 , 颜色黄黑色 ,100 mL一级强化 SBR反应器内的混合溶液在30 min内即可沉降至体 积60处 , 上层水样清澈透明, 镜检无明显丝状菌, 不同周期的污泥多次测定 SVI 指数在 61～ 77 mL g , 沉降性能较添加木屑前的污泥明显改善 。 测定颗粒污泥中胞外多聚物 EPS 值见表 3。 表 3 颗粒污泥中胞外多聚物的测定 颗粒污泥状态未加木屑加入木屑 EPS 平均含量 mgg- 1 35. 243. 6 图 6 强化SBR 法污泥 对于运行稳定后的污泥颗粒测定胞外多聚物 ,如 表3 所示,加入木屑后的污泥胞外多聚物含量明显高 于未加入木屑含量。污泥在驯化培养过程中 ,木屑为 核心载体, 很快就能为污泥中的细菌群落提供适宜的 生长场地, 木屑的加入不但给微小的污泥颗粒提供了 聚集成团的骨架 ,促成污泥成团增长, 而且木屑颗粒 有助于污泥表面电荷下降 ,利于EPS 的产生从而促使 污泥转化为颗粒污泥 ,提高了反应器的处理能力。 4 结论 1 臭氧氧化法处理垃圾渗滤液有显著的脱色效 果, 60 min内 COD 的去除率可达 42, ρ BOD5 ρ COD 提高到 0. 37,可生化性显著提高 。 2 经过木屑强化后的 SBR反应器有机负荷可达 到1. 71 kg kgd , 进水 COD 可达4 400 mg L, 大大超 过普通SBR 法的有机负荷 。在进水0. 5 h、曝气4 h、 沉淀1 h、 排水0. 3 h, 闲置2 h的工艺条件下,COD去除 率稳定在 80 左右, 达到了较好处理效果。经过二 级强化SBR 处理后, 出水浓度达到国家污水综合排 放一级标准 。 3 O3强化 SBR法处理垃圾渗滤液工艺 , 具有 前处理时间短, 有机负荷大,工艺条件简单,适宜处理 水量波动大的垃圾渗滤液 。 参考文献 [ 1] 刘益贵, 成应向, 李瑾. 城市垃圾渗滤液处理技术的研究[ J] . 工业水处理, 2008, 28 5 28 -30. 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