化学沉淀硝化反硝化处理垃圾渗滤液试验研究尹翠琴

广东化工2011年第7期·120·期化学沉淀-硝化反硝化处理垃圾渗滤液试验研究尹翠琴(广州市金龙峰环保设备工程有限公司，广东广州510220)[摘要]垃圾渗滤液是一种难处理的高浓度含氮有机废水，本试验研究针对垃圾渗滤液氨氮浓度高的特点，采用化学沉淀联合硝化反硝化脱氮工艺，设计了反应器，并研究了该套工艺对垃圾渗滤液处理效果，试验表明：反应器对CODCr、NH3-N去除率分别达到了95%和90%以上，对垃圾渗滤液处理效果较好。[关键词]垃圾渗滤液；化学沉淀；硝化反硝化；氨氮[中图分类号]X5[文献标识码]A[文章编号]1007-1865(2011)07-0120-02StudyontheTreatmentofLandfillLeachatebyChemicalPrecipitationandNitrificationDenitrificationYinCuiqin(GuangzhouJinlongfengEnvironmentalEngineeringCo.,Ltd.,Guangzhou510220,China)Abstract:Landfillleachateisorganicwastewaterwithhighdensitynitrogen,whichisdifficulttodealwith.Theexperimentwasbasedoncharacteristicwithhighdensitynitrogen,adoptingchemicalprecipitationandnitrificationdenitrification,designedrelevantreactor,andstudytheprocessontheeffectoflandfillleachate.TheresultsindicatedtheremovalrateofCODCr,NH3-Nweremorethan95%and90%,therelevantreactorwasfittotreatlandfillleachate.Keywords:landfillleachate；chemicalprecipitation；nitrificationdenitrification；ammonianitrogen卫生填埋是我国现阶段主要的垃圾处理方式之一，我国很多城市都建立了垃圾填埋场。垃圾填埋过程中，由于厌氧发酵、有机物分解、雨水冲淋等产生多种代谢物质，形成高浓度氨氮有机废液即垃圾渗滤液，是一种成分复杂的高浓度含氮有机废水，若不加处理而直接排入环境，会造成严重的环境污染。由于垃圾渗滤液氨氮浓度高，一般的常规废水处理工艺难以达到脱氮要求[1]。本研究针对垃圾渗滤液氨氮浓度高，采用化学沉淀联合硝化反硝化工艺处理垃圾渗滤液[2-4]，对垃圾渗滤液氨氮浓度高难以处理的问题展开试验研究，寻求一种针对垃圾渗滤液处理高效的技术工艺。1基本原理采用化学+生化处理组合工艺，即磷酸铵镁化学沉淀法和好氧硝化缺氧反硝化工艺，其原理是通过向渗滤液中投加镁盐和磷酸盐，使Mg2+、PO43-(或HPO42-)与废水中的NH4+发生化学反应，生成复盐MgNH4PO4·6H2O沉淀，从而将一大部分氨氮脱除[5]，然后渗滤液进入生化处理工艺中，在硝化段，废水中的氨氮被硝化菌氧化为硝态氮；在反硝化段，反硝化菌氧化有机物的同时，将混合液中的亚硝态氮和硝化氮还原为氮气，从而去除渗滤液中的高浓度氨氮。在进入二沉池沉淀前面，增设一段曝气池，为使进入二沉池的混合液保持好氧状态，避免其在二沉池发生脱氮反应而使污泥上浮[6]。2试验水质与方法2.1试验水质试验针对垃圾渗滤液高氨氮处理，首先研究调查了垃圾渗滤液的一般情况，取某垃圾填埋场的水质进行分析，分析结果如表1。试验过程采取人工配水，配制的水质尽量符合渗滤液的水质。对水质的分析均采用国家标准方法[7]。表1渗滤液水质Tab.1Waterqualityoflandfillleachatemg·L-1项目CODCrBOD5NH3-NSSTPpH进水9000400012002000256~72.2试验方法试验首先考察化学沉淀对垃圾渗滤液氨氮去除情况，对渗滤液进行化学沉淀烧杯试验，得出最佳投药量后，然后考察了该套工艺对垃圾渗滤液处理效果。3试验流程与装置3.1试验流程渗滤液处理分化学沉淀阶段、硝化段、反硝化段、再曝气段和沉淀段，其工艺流程图如图1所示。渗滤液渗滤液硝化段反硝化段再曝气段沉淀段出水剩余污泥外排污泥回流加药曝气搅拌曝气图1垃圾渗滤液处理工艺流程Fig.1Schematicoflandfillleachatetreatmenttechnology3.2装置设计装置采用有机玻璃制成，设计处理流量为0.1m3/h，根据设计手册[6]，设计化学沉淀停留时间2h；硝化段停留80h；反硝化段停留60h；在曝气段停留1h；沉淀阶段停留2h。主要设备有加药泵，曝气机，搅拌机，提升泵等。4试验结果与讨论4.1化学沉淀对氨氮去除效果首先对化学沉淀做试验研究，确定最佳的投药量，研究采用烧杯试验，取渗滤液原水200mL于烧杯中，调节pH在9左右，按不同的N∶Mg∶P摩尔比投加所需的MgCl2·6H2O和Na2HPO4·12H2O，搅拌器在120r/min下搅拌，反应10min，待反应达到平衡后，静止沉降，沉淀半个小时后分离上清液测定水质指标。试验中固定N∶Mg摩尔比为1∶1，改变磷的投加量，考察其对氨氮去除效果的影响。试验结果如图2所示。[收稿日期]2011-02-22[作者简介]尹翠琴(1982-)，女，安徽桐城人，硕士，工程师，主要从事环境污染治理工作。2011年第7期广东化工第38卷总第219期·121·1:1:0.41:1:0.61:1:0.81:1:11:1:1.24550556065707580氨氮去除率/%N:Mg:P图2药剂摩尔比对氨氮去除效果的影响Fig.2Effectofchemicalsmoleratiototheammoniaremoval由图2可看出，随着磷盐投加量的增加，氨氮的去除效果不断增加，但随着投加的磷盐继续增加时，氨氮的去除率增加不明显，去除率保持不变。当N∶Mg∶P摩尔比为由1∶1∶0.4至1∶1∶0.8时，氨氮的去除率迅速上升，去除率由46%升至75%，当继续改变N∶Mg∶P摩尔比为1∶1∶1时，氨氮的去除率基本保持不变，因此在化学沉淀阶段中投药量存在一定的限度，而不能通过改变N∶Mg∶P比例而无限制的去除氨氮。因此，该工艺中控制化学沉淀阶段的N∶Mg∶P摩尔比为1∶1∶0.8。4.2化学沉淀-硝化反硝化对CODCr和NH3-N去除效果试验首先通过烧杯试验确定化学沉淀阶段的投药量后，然后对整套工艺进行了调试，投加了活性污泥进行接种，通过日常监测，待反应器对渗滤液处理效果一定时，认为调试成功。图3和4所示为半个月反应器正常运行时监测到整个反应器对CODCr和NH3-N去除效果。02468101214169596979899COD去除率/%天数/d图3反应器对CODCr去除率的变化Fig.3ThechangeofCODCrremovalbythereactor由图3可知：反应器通过调试后，对CODCr的去除率保持在一个稳定的水平，去除率均在95%以上。由于硝化段好氧停留时间长，该阶段对CODCr去除效果较好，另外，氨氮在反硝化过程，把有机碳源作为电子供体，从而消耗了一部分CODCr值，再曝气阶段，处理工艺对未去除CODCr进一步去除，因此，整个工艺保证了对CODCr保持较高的去除效果。由图4可知：反应器通过调试后，对NH3-N的去除率保持在一个稳定的水平，去除率均在90%以上。在化学沉淀阶段，通过投加镁盐和磷酸盐药剂生成沉淀使得氨氮去除75%左右，在反硝化阶段，通过反硝化菌的作用使得氨氮变成氮气得以去除，通过计算，在反硝化阶段，对氨氮的去除率在60%左右。整套工艺对氨氮进行双重去除，去除率90%以上，去除效果较明显。024681012141689909192939495969798氨氮去除率/%天数/d图4反应器对NH3-N去除率的变化Fig.4ThechangeofNH3-Nremovalbythereactor5结论(1)针对垃圾填埋场渗滤液氨氮浓度高的问题，提出了化学沉淀+硝化反硝化双重脱氮处理工艺，设计了相关反应器，对投药量和处理效果进行了试验，试验表明该反应器对CODCr、NH3-N去除率分别达到了95%和90%以上，对垃圾渗滤液处理效果较好。(2)该套工艺虽然对渗滤液氨氮有着较高的去除率，但是由于进水渗滤液浓度高，工艺对渗滤液处理后的出水仍为达到相关排放要求，因此，该套工艺还需增加深度处理工艺如反渗透等，才能保障达标排放要求。参考文献[1]彭思甲，周庆华．垃圾渗滤液处理技术研究进展[J]．广东化工，2010，37(9)：102-103．[2]李桂荣，潘文琛，宋同鹤，等．硝化反硝化/生物接触氧化工艺处理合成氨废水[J]．中国给水排水，2010，26(24)：77-79．[3]乔文燕，李军，金永祥，等．复合式A/O工艺处理晚期垃圾渗滤液的脱氮特性[J]．中国给水排水，2010，26(19)：28-31．[4]商平，刘涛利，刘彦博．苦卤-鸟粪石沉淀法预处理垃圾渗滤液[J]．环境化学，2010，29(6)：1111-1114．[5]陈启华，罗冬浦，梁江浩，等．磷酸铵镁法脱除废水中氨氮的技术现状[J]．工业水处理，2008，28(6)：5-6．[6]张自杰，张忠祥，龙腾锐，等．废水处理理论与设计[M]．北京：中国建筑工业出版社，2003：441-448．[7]国家环保局．水和废水监测分析方法(第四版)[M]．北京：中国环境科学出版社，2002．(本文文献格式：尹翠琴．化学沉淀-硝化反硝化处理垃圾渗滤液试验研究[J]．广东化工，2011，38(7)：120-121)(上接第125页)(4)污泥沉降性能良好。表现为曝气结束气，活性污泥能呈现似棉花状的絮体，絮凝、聚集，然后逐步分层沉降，此过程大约10~20min即可。(5)该工程选用的A2/O处理工艺对焦化废水中的有机污染物具有很好的降解作用，如果进水水质没有严重超出系统所承受的范围，通过系统运行方式的调整，可以完全稳定的运行。由于调试期间厂区的循环水排污、锅炉水热电厂污等通过无压管路进入生化系统，对系统内的COD、NH3-N、酚形成稀释作用，但同时形成了进水水质的波动很大。3总结(1)开工调试的焦化废水处理系统经100多天调试运行，出水达到国家污水排放二级指标。结果证明，焦化废水处理系统采用A2/O生物脱氮处理工艺，对CODCr和NH3-N的去除率分别可达96%和99%。(2)硝化和反硝化细菌对环境变化十分敏感。虽然系统有一定的耐冲击负荷能力，但对长时间处在氨氮波动状态下的超负荷运行，硝化反应缓慢，常常NO2-N积累偏高，使调试停留在亚硝化阶段。参考文献[1]吴婉娥，葛红光，张克峰．废水生物处理技术[M]．北京：化学工业出版社，2003．[2]纪轩．废水处理技术问答[M]．北京：中国石化出版社，2003．(本文文献格式：冯致合．A2/O工艺处理焦化废水工程工艺控制[J]．广东化工，2011，38(7)：125)