上流式厌氧污泥床处理垃圾渗滤液技术.doc

上流式厌氧污泥床处理垃圾渗滤液技术 摘要:采用上流式厌氧污泥床(UASB)处理垃圾渗滤液,通过试验研究了UASB反应器处理垃圾渗滤液的启动时间、最大容积负荷、颗粒污泥的产生过程、对碱度的要求及微量元素对运行的影响。试验结果表明:启动80 d左右可在反应器底部出现微小颗粒状污泥,启动阶段共82 d;最大容积负荷控制在5 kgCOD/(m3.d)较为合理;垃圾渗滤液能保证厌氧过程的碱度需要,处理过程不必投加药剂,但需投加微量元素Fe、Ni、Co以使对COD的去除率稳步提高到50%。 关键词:上流式厌氧污泥床,垃圾渗滤液,容积负荷 近年来,由垃圾渗滤液带来的环境问题越来越受到人们的关注,运用物理化学法、生物法对其进行处理的研究时有报道。厌氧技术尤其是上流式厌氧污泥床(UASB)因具有容积负荷高、污泥产量少等优点而在渗滤液处理中的研究和应用越来越多。笔者采用上流式厌氧污泥床(UASB)对垃圾渗滤液进行处理,探索了UASB反应器的各种工艺操作条件对渗滤液生物降解效率的影响,并通过对影响机理的初步探讨为其工程应用提供参考依据。 1材料和方法 1·1试验装置试验装置 如图1所示。图1 UASB试验装置示意图F ig.1 Sketch m ap ofUASB反应器从上到下可分为三相分离区、污泥床区和进水区三个部分。反应器内径为15.4 cm,总高度为105 cm,其中三相分离器部分高度为25 cm,悬高度为67 cm,反应器有效容积为14.96 L。另外,沿高度方向在反应器壁上等间隔设置8个采样口。通过自制恒温控制仪对进水加热,使反应器内的温度控制在(35±2)℃。 1·2渗滤液水质 试验用水为重庆市某城市垃圾卫生填埋场的垃圾渗滤液。渗滤液水质情况见表1。 该垃圾填埋场使用时间已超过10年。从表1中的数据可见, BOD5 /COD = 0. 28,渗滤液的可生化性较差。考虑到工程应用的要求,在试验过程中除污泥驯化期外,未补充碳源或投加营养物。1.3　试验方法通过改变反应器进水浓度和进水流量,不断提高反应器容积负荷,考察对COD的去除效果、颗粒污泥的产生过程、UASB 反应器对垃圾渗滤液水质及水量变化的抗冲击能力、对碱度的要求以及微量元素对运行的影响。水质分析按照水质监测标准方法进行[ 1 ] 。2　试验过程2.1　污泥接种及驯化阶段接种污泥为重庆市某城市污水处理厂消化池的脱水污泥(含水率为70%～80% ) ,污泥浓度为28 g/L,接种量为10 L。取来的污泥先用由蔗糖、氮、磷等营养物配制的有机废水进行培养,使其恢复活性。1周后在培养液中加入垃圾渗滤液,使渗滤液的量占进水量的20%～30%,驯化阶段将进水COD浓度保持在500mg/L。经驯化1周后,厌氧细菌逐渐适应了垃圾渗滤液的水质。2.2　启动运行阶段在启动运行阶段(共82 d) ,逐渐增加进水有机物浓度,不断提高反应器的容积负荷,直到处理效果稳定并出现颗粒污泥为止。当系统对COD的去除率达到50%时, 增加负荷且每次提高0. 2 ～0. 5kgCOD / (m3 ?d) ,每次停留时间为10 d左右,以此来考察UASB反应器对渗滤液的处理能力。2.3　提高负荷阶段在提高负荷阶段(共25 d) ,通过改变进水有机物浓度和流量,不断提高容积负荷,从3. 04 kgCOD /(m3 ?d)提高到5. 53 kgCOD / (m3 ?d) 。每次提高的幅度较大,但没有出现pH 值大幅下降的现象。在这一阶段,处理效果未有明显提高,并在后期由于微生物的处理能力达到饱和而出现了下降趋势。3　结果与分析3.1　容积负荷容积负荷直接反映了食物与微生物之间的平衡关系,它可影响反应器对有机物的去除率,而容积负荷过大是造成反应器酸化的直接原因。试验过程中容积负荷与COD去除率的关系见图2。 从图2可以看出,容积负荷提高后,对COD的去除率下降,但几天内又会逐步提高并趋于稳定。结果表明,增加容积负荷会使厌氧污泥的浓度和活性不断增加,通过污泥生物吸附、絮凝、分解的有机物便会相应增加。这一阶段一直持续到COD容积负荷为2. 75 kg/ (m3 ?d) 。进入负荷提高阶段后,大幅度提高COD 容积负荷,每次提高幅度为1. 0kg/ (m3 ?d)左右。由图2可以看出,容积负荷的改变对反应器去除率的影响不大,整个试验过程系统对COD的去除率保持在45%左右。当容积负荷增加到较高值时,污泥的生物吸附逐渐接近饱和,表现为对COD的去除率出现下降。在实际运行中,总是希望容积负荷尽量大,以减少反应器体积,进而减少投资。但由试验结果可知,容积负荷太高会使系统对COD的去除率下降。综合考虑后,取COD容积负荷为5. 0 kg/ (m3 ?d) [ 2 ] 。3.2　碱度和pH