低温条件下UASBAMT工艺处理垃圾渗沥液的试验研究杨建安

月年有色冶金设计与研究20039卷期243第第了曰显条件下UASB+AMT工艺处理垃圾渗沥液的试验研究杨建安罗伯水(南昌有色冶金设计研究院南昌330002〔摘要)通过对某市生活垃圾续埋场渗滤液处理的试验研究,得出UASB+AMT工艺在低温条件下的处理效果,并对运用该工艺处理垃圾渗滤液所存在的问题进行了讨论。〔关键词〕渗滤液UASB+AMT低温负荷去除率中图分类号:X705文献标识码:A文章编号:1004一4345(2003)03一0085一03R侧犯acrhineDalign劝httheePcrdaetUsingUSAB+ATMPro(essinLowTemePartUerYangJiaannuLoBoshui(NanehangEngineeirng&ReseaerhInstituteofNofenorrusMetals,Nanehang330002A城artChTepaePrdescirbestheeffeetOfUASB+AMTpocressunderlowetm哪artueronhtepecrolaetdisposalOfhtemunieialPdomestiewasetlandifllinaeityandlowmakesastudyonhteKeywordsPecrofa一e,UASB+AMT,tempeartuer,foad,porblemsOfthepmeessforteratingthewaset伴川olate·肥movingrale1概述根据某市生活垃圾渗滤液的性质,其B/C比较高,有利于先厌氧降解再进一步去除COD,因此选择了UASB+AMT处理工艺并进行了现场试验研究。UASB(上流式厌氧污泥床反应器)与AMT(高效分子降解废水处理装置)联合工艺是一种新型高效的生化、物化相结合的工艺方法,UASB生化工艺一次投资较高,受温度影响较大,但运行费用低;AMT综合物化工艺运行费用相对较高,但出水效果稳定,基本不受温度、BC/和C/N的影响。现场1一3m夕d的小型试验和12.5m3/d中型试验表明:常温下处理原水水质COD`80以)m岁L,BOD`53《拟)m岁L,NH3一N`10(X)mg/L的垃圾渗滤液,当UASB设计负荷为4kg-COD(/m3·d),AMT分解时间为4h8,磁石粉用量约450岁m3,硫酸铝用量约600一800岁m3,PAM用量约5岁耐时,UASB与AMT(一段分解反应)工艺处理排水可以达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》垃圾渗滤液排放三级标准,该工艺流程的特点是在同等技术条件下,比单纯生化处理工艺运行效果稳定,而较纯物化处理工艺运行费用略低。不言而喻,UASB的处理效果受水温影响较大,收稿日期:2003一以一23试验表明在冬季水温低时其出水水质较差,对AMT系统运行产生影响,为了保证该工艺在低温条件下的处理效果,指导工艺设计,笔者于2002年or月至2003年1月进行了相关的中试。2UASB+AMT在低温(巧℃以下)条件下试验结果2002年10月至2003年1月,UASB和AMT工艺运行试验结果统计列于表1。由表1可以看出,在常温(25℃左右)条件下,UASB的COD去除率为85%,BODS的去除率为97.5%,NH,枷的去除率为31.2%;AMT的COD去除率为82·3%,BOD,的去除率为9.48%,NH3一N的去除率为4.22%,UASB与AMT在常温条件下各项指标去除率都比较高。在低温条件(15℃以下)下,UASB的平均COD去除率为27.1%,BOD,的去除率为43.4%,NH3-N的平均去除率比较低,仅为4%;AMT的COD平均去除率为81%,BODS平均去除率为95.4%,NH3一N的平均去除率为3.74%。AMT的各项指标去除率随温度变化不大,而UASB的各项指标去除率则受水温的影响比较大,在冬季水温较低时的去除率明显低于常温86有色冶金设计与研究第24卷表1USAB+A盯r在常盆、低温条件下运行效果平均水温,℃项目名称平均COD,州L平均pH常沮低温14.3常温低温782()平均BO马,呵L常温低温平均N比一N,呵L常温低温常温低沮153214or.4001271、ōUASB进水UASB出水平均去除率,%AMT进水AM,,出水平均去除率,%23.4737052X()349812如8.019.725.410.311仿85.005石9227.1019807.958.29’7.5043.4031.加363()7峨义刃l翻02270.77.986抖1312兴.81仍.711印6718.247.682.3081.00仍.伪朽.4042.劲注:试验期间UASB与AMT独立运行,常温为25℃,低温为不高于巧℃。下的去除率。试验结果表明,UASB+AMT工艺若要全天候运行,冬季必须提高AMT的去除效果,以弥补UASB受温度影响的不利因素,保证工艺流程稳定达标。2.1UASB在低温(15℃以下)下处理效果由于UASB主要是靠底部污泥层中的微生物分解垃圾渗滤液中的有机物来达到处理垃圾渗滤液的目的,而温度是影响微生物生存繁殖及生物化学反应进行的最重要因素。UASB主要通过水解、产酸、产甲烷三个阶段进行厌氧消化来降解渗滤液的有机物含量,而温度是影响产甲烷细菌的主要因素,当水温低于巧℃时,产甲烷细菌活性下降,代谢受到抑制,去除有机物的效果会随之大大降低。UASB在低温状态下的处理效果见表2。表2UASB在低温状态下运行效果数据时间(2以犯一2X(刀年)水温℃水量lJh进水CoD,呵L出水CoD,m目L负荷,k以(矽·d)去除率,%变化范围平均变化范围平均变化范围12.4一12.917.513.511317一174D2135肠8265一10486101035.6~86平均变化范围平均6.72.6一41.925.512.12~12.1938卯~142卯92437521~1069991071.4一523.716.3一27.722姗4501220~12.2610763368~109(汉i3838~78(X)75434683~6480548213一352.222.9一50.03391.7~1.106678308()~341931801.0~201710.9、印.547.71.11~1.13131.14~1.17188舰5·844883052727~479435812.6一2.72.743.3一67.756.97402一95807534~925684344575一797765412.1一453.015.0一38.222.41.18~1.231284236680~837773印2.2~302.65.5(),16.412.6绷280划520知注:试脸时间为么刃2年12月至么刀3年l月。从表2可以看出:在低温条件下,UASB容积负荷为1一3kgCOD/(m,·d)范围内时,UASB的COD去除率比较高,最高平均达到56.9%,最低平均达到12.6%。若进水COD浓度太高,负荷大于4kgCOD/(m3·d),处理效果很差。.22AMT系统在低温(巧℃以下)下处理效果AMT污水处理工艺原理是利用超声波、磁场、电子放电以及负氧离子的交互作用,在废水中产生氧化性极强的经基自由基(一OH),并将废水中的有机污染物分解为COZ和HZO;再通过投加药剂(絮凝剂、助凝剂和磁性石粉)进行混凝沉降,再经过具有活性的滤床处理,使渗滤液水质达标排放。AMT系统主要是通过物化的方式处理渗滤液,大部分有机物在物化的过程中被分解,温度只对混凝剂发挥药效产生影响,导致投药量的变化,因此温度不是影响A期丁对COD去除率的主要因素。AMT在低温下的处理效果见表3。由表3可以看出在低温条件下,虽然AMT进水COD浓度变化比较大,但是其出水比较稳定,可控制在1《XX】m酬L左右,而且,其COD去除率也比较高。12月13日~1月3日期间,气温逐渐下降,水温也逐渐下降,AMT对COD去除率也呈下降态势,这说明温度对COD去除率有微弱影响。1月4日一1月10日增加混凝剂的投加量后,AMT对COD去除率回升,可见温度对AMT去除效果的影响可通过加药量的变化来调节。第3期低温条件下UASB+AMT工艺处理垃圾渗沥液的试验研究裹3ANrT在低沮状态下运行效果傲据分解池进水”加砂L沉淀他出水,呵L去除率,肠.匀,ù,乙目了O矛9平一88877778时间(2仪介~2田3年)水温℃气温℃水量Uh变化范围平均变化范围平均变化范围136387094512.13一12.186.84.49325一142如115421叱2~1539825一89.512.19一12.283368~10性从玉7肠l28032012.29一1.31.4一1.101.1320一2.32802017一6引03701`68肠42784为~1526钻3、1仍859.3一94.148.5~87.049827肠一1343105()79.6~50.43有关问题的讨论(1)UASB和AMT在低温条件下处理效果有所降低,而且UASB受温度影响较大。由表2可见,低温条件下UASB的处理效果与进水水温变化的相关性影响比较显著。AMT处理效果对温度的相关性不明显,但硫酸铝的消耗量增加较多,为常温时2倍或更高。(2)NH3一N浓度对此工艺的运行也有一定的影响,N凡一N浓度超过150Om岁L时对UASB处理效果影响较大,对AMT的处理效果也有一定的影响。根据对韩国填埋场的滤渗液处理运行效果分析,AMT二段分解工艺对N从一N适应性也不能超过20()0m扩oL(3)在试验期间,水质和水量的变化是造成UASB十AMT联合工艺出水不稳定的一个重要因素,因此水质和水量的稳定是保证系统出水稳定的前提条件。根据UASB十AMT工艺的性能特点,在工程实际中可利用填理场的大调节池对水质和水量进行调节。根据韩国垃圾填埋场运行经验以及某垃圾填埋场AMT二段分解二次反应小试成果和深化中试二次混凝的小试结果,在冬天将AMT系统改为二段分解二次反应沉淀的工艺运行,当AMT进水COD浓度控制在70(刃功岁L左右,N玩一N`1500m岁L时,进水量按设计能力1/2,2乃控制,并配备各反应池参数在线监控系统,以保证系统在不利条件下稳定达标,但是因其进水浓度比较高,运行处理费用要比一段分解反应工艺增加近1倍左右。4结论UASB+AMT(一段分解一次反应沉淀)联合工艺具有适应水质、水温变化的能力,比纯生化法稳定,比纯物化法经济。在低温条件下(水温低于巧℃)处理生活垃圾填埋场渗滤液是可行的,渗沥液经该工艺处理后可达三级排放标准。工程设计和生产运行中应注意调整工艺控制参数,根据气温条件适时调节以保证稳定达标。根据中试表明垃圾渗沥液水质为CoDS仪肠I替几、BOD3(众〕mg/L、NH3一NI000一1soomg/L时,水温在15℃以上,UASB处理负荷较高,一般为4一6kgCOD/(m3·d),去除率不低于60%;AMT可按一段分解一次反应沉淀运行。水温在15℃以下,UASB负荷为l-k4薛OD(/m3·d),处理效果平均为20%,AMT宜按二段分解二次反应沉淀运行。参考文献1张自杰等.环境工程手册·水污染防治卷.北京:高等教育出版社,19962GB16889一1997生活垃圾填埋污染控制标准