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厭氧(yǎng)折流板反(fǎn)應器處理垃圾(jī)滲(shèn)濾(lǜ)混合(hé)廢水
時間:2017-05-31瀏覽量:369
 垃圾填埋場滲濾液中難生物降(jiàng)解有機物多(duō),可(kě)生化(huà)性差,其BOD5/COD低達0.1~0.2[1],我國目前多將滲濾液與城市汙水進行混合處理。為獲得穩定而有效的處理效(xiào)果,試驗采用水解酸化—好氧工藝,而(ér)水解酸化段采用具有優(yōu)良性能(néng)特點的ABR反應器。 

  ABR是一(yī)個由多隔室組成的高效新型反應(yīng)器[2](見圖1),具有水力條件好、生物固體截留能力強、微生物種群分布(bù)好、結構簡單、啟動較快及運行穩定等優良性能。運(yùn)行中的ABR是一個整體為推流、各隔室(shì)為全混的(de)反應器,因而可獲得穩定(dìng)的處理效果[3、4]

 

1 試驗方法

1.1 廢水水質 

  滲濾液水樣取自蘇州七子山垃圾填埋場。滲濾液(pH為7.4~8.5)和城市汙水(pH為7.1~8.5)的水質見表1。

表1  滲透液和城市(shì)汙水水(shuǐ)質

水質指標 濃度變化範圍
滲濾液 城市汙水
CODcr 3700~8885 165~305
BOD5 1900~3180 106~248
NH4+-N 630~1800 25~35
NH3+-N 1.25~3.34 -
NH2+-N 0.06~1.52 -
TP 7.1~7.7 6.4~12.3
SS  328~400 255~348
BOD5/COD 0.25~0.358 0.64~0.81

1.2 試驗用(yòng)ABR 

  ABR由(yóu)4個隔室(shì)組成,總有效(xiào)容積為13.2L,第一隔室的容積為3.0L,其餘隔室容(róng)積均為3.4L。反應上流室和下流室的水平寬度比為4∶1,折流擋板(bǎn)底部轉角為(wéi)45°。由蠕動(dòng)泵在ABR的進水端(duān)均勻進水。在各隔室頂部設集氣管並接水封以保證厭(yàn)氧條(tiáo)件。 

1.3 研究方法(fǎ)及主要工藝參數(shù) 


  采(cǎi)用(yòng)動態方法進行研(yán)究。首(shǒu)先進行啟動運行,待運行穩定後,進行不同混合比的滲濾液和生活(huó)汙水的混合處理研究。研究期間的(de)氣溫為18.0~27.5℃,ABR的HRT為13.2~26.4h,反應器各上流室所裝汙泥濃度(dù)為10~15g/L。

2 結果及分析

2.1 ABR的水解酸化作用 

  混合廢水經ABR處理(lǐ)後(hòu),其BOD5/COD比值明顯提高,當進水BOD5/COD較低時,效果更(gèng)為顯著。如進水為0.665時,出水達0.68,進水為0.2~0.3時,出水(shuǐ)可提高至0.4~0.6。ABR對出水BOD5/COD的改善(shàn),無疑可促進混合廢(fèi)水好氧處理的效果和運行穩定性。 

  BOD5/COD的提高反映了ABR反應器良好的水解酸化作用。研(yán)究表明,對(duì)不同(tóng)的混(hún)合比、原(yuán)滲濾液濃度、HRT,ABR反應器可獲得不同程度的水解酸化作(zuò)用。原(yuán)滲濾液濃度和(hé)混合比較低時,產甲烷作用較(jiào)弱,表觀水解程度與實際水解程度接近;當原滲濾液濃度和混合(hé)比較高時,甲烷發酵加(jiā)強,表觀水解酸化度與實際情況差別較大。研究還發現,當原滲濾(lǜ)液濃度及混合比均較低時,水解酸化作用(yòng)與HRT呈正相關(見圖2,其中ΔBOD5表示進出水濃(nóng)度(dù)之差)。

 

2.2 進水(shuǐ)NH4+-N/COD和COD/TP與COD的去除率關係 

  
由圖3可見,ABR反應器中COD的去除率(lǜ)對NH4+-N/COD的變(biàn)化較敏感,NH4+-N/COD過高或過低均影響COD的去除。當NH4+-N/COD≥0.2時,COD去除率將受到明顯的影(yǐng)響。實際工程中應注意對進水中NH4+-N濃度(dù)的控製,並宜將NH4+-N/COD控製在(zài)0.05~0.2。 

   從圖4可見,當(dāng)滲濾液與城市汙水混合比達1∶1時,曾出現缺磷問題(COD/TP=500~1000),導致係(xì)統(tǒng)運行(háng)效率降低,為此在進水中(zhōng)補充了磷。運行過程中,在磷基(jī)本滿足比例要求的條件下(xià),COD的(de)去除率較為穩定(dìng),當(dāng)COD/TP高(gāo)達437.4時,仍具有較穩定的處理效(xiào)果。 

2.3 進水負荷與ABR的運行 


  圖5所示(shì)為(wéi)ABR的COD去除率隨進水容積負荷的變化。由圖可(kě)見,一方(fāng)麵ABR對COD的(de)去(qù)除率隨負荷的提高而逐漸提高,但提高速率逐漸(jiàn)下降(如圖中虛線(xiàn)所示);另(lìng)一方(fāng)麵,COD的去除率隨混合比呈現(xiàn)出由高到低繼而又升高的趨勢(如圖中實線(xiàn)所示)。對此可解(jiě)釋如下(xià):當混合比較低且負荷亦較低時,混合廢水中難生物降解的有機物含量也較低,其水質與城(chéng)市汙水接近,廢(fèi)水所含汙染物大多(duō)易生物降解(jiě),導致(zhì)ABR反應器中所發生的水解酸化作用程(chéng)度較低(dī)。此時COD的去除主要通過對進水中懸浮物的截留、產酸菌對進水中基質的利用及較弱的產甲烷作用而實現(xiàn)。隨混合比的(de)提高,進水中難降解有機物量(liàng)增加,水解酸化作用加(jiā)強,導致COD去除率為負值。隨混(hún)合比進一步提高,不僅水解酸(suān)化作用(yòng)明顯,而且產甲烷菌(jun1)也起(qǐ)到了一定的降解效果。由於水解酸化作用受HRT、進水中難降解物質含量等因素的影(yǐng)響,而產甲烷作用則取(qǔ)決於酸化(huà)程度、HRT等,因而隨混合比和負荷的提高,在酸化(huà)作用加強的同時,產(chǎn)甲(jiǎ)烷作用亦相(xiàng)應加強(qiáng)。

     

2.4 汙泥特性分析 

  當反應(yīng)器(qì)運行至容積負荷 為4.71kgCOD/(m3·d)時,各隔室中形(xíng)成沉降性能良好、外觀由灰白色至灰黑色、粒徑大小不等(0.5~5mm)的棒狀(zhuàng)及球狀顆(kē)粒汙(wū)泥,各隔室中顆粒汙泥(ní)的大致粒徑分布如圖6。分析表明,顆粒汙泥具有良好的沉降性能,其SVI為7.5~14.2mL/g。第一隔室的顆粒汙(wū)泥較輕,呈灰色;第三隔室的顆粒汙泥則沉降性能良好,呈深灰色。運行過程中觀察到第一隔室中的(de)汙泥大部(bù)分處於懸(xuán)浮態,泥水(shuǐ)混合液較為粘稠,而以後各隔室中的汙泥(ní)則在底部形成稠(chóu)密的汙(wū)泥層。

    

  顆粒汙泥的形成與滲濾液的水質、運(yùn)行條件(jiàn)及ABR反應器的構造等因素有(yǒu)關。滲濾液中含有較高的堿度及其它堿金屬離子,有利於汙泥的顆粒化。鏡檢表明,ABR反應器的第二、三隔室汙泥中含有較多甲烷八疊球菌及甲烷絲狀菌,第四隔室中甲烷絲狀菌占優勢。 

  ABR不同隔室中顆粒(lì)汙泥濃度有較大的差異,第一(yī)至第三隔室中(zhōng)顆粒汙泥濃度呈增(zēng)加趨勢(20g/L、28.03g/L、37.96g/L),第四隔室濃度(dù)下降(jiàng)(24.0g/L),說明在第一隔室中水解作用較強,隨隔室(shì)的推移,產酸作用占優勢,到(dào)第三隔室產酸和一定程度的產甲(jiǎ)烷作用同時存在,第四隔室產甲烷(wán)作(zuò)用較(jiào)占優勢。由於產酸菌的生長速率(lǜ)較快,導致第二和第三隔室汙(wū)泥濃度較高,同時(shí)第二和第三隔室中顆粒汙泥(ní)的平均粒徑均較大,其中顆粒為1~2 mm和2~4 mm的(de)顆粒汙泥在(zài)此兩隔室(shì)中各(gè)占30%、40%及45%、30%左右。

3 結論

  ABR應用(yòng)於處理垃圾滲濾液與(yǔ)城市汙水的混合廢水並控製在水解(jiě)酸化階段時,具有優良的(de)運行性能和效(xiào)果。 
  ① 可獲得明(míng)顯(xiǎn)的(de)水解(jiě)酸(suān)化作用,提高廢水的(de)可生(shēng)化性,促進好氧段運行的穩定性。混合廢水的BOD5/COD為(wéi)0.2~0.665時,經ABR反應(yīng)器處理(lǐ)後出水的BOD5/COD值可提高到0.37~0.68,且進水的BOD5/COD越(yuè)低,其提高幅度越大。 

  ② 可形成性能良(liáng)好的顆(kē)粒汙泥。混(hún)合廢水進水負荷達 4.71kgCOD/(m3·d)時,反應器內形成粒徑為0.5~5mm、濃度為20~38 g/L的球狀(zhuàng)及棒狀顆粒汙泥。顆粒汙泥的形(xíng)成,大大(dà)提高(gāo)了ABR反應器對衝擊(jī)負荷的抵抗能力(lì)。 

  ③ 宜將進(jìn)水COD/NH4+-N控製在(zài)5~20,並需注意在高混合比下的缺磷問(wèn)題。
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