何宗健，鄧國(guó)志
（南昌大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，江西 南昌 330029）

　　摘　要：在垃圾滲濾液處理中，對(duì)缺氧生物濾池預(yù)處理垃圾滲濾液進(jìn)行了試驗(yàn)研究，結(jié)果表明：缺氧生物濾池不僅具有很好的消泡、脫吸CO2和H2S的作用，而且對(duì)滲濾液中的COD和NH3-N具有一定的去除作用。研究認(rèn)為，當(dāng)水力負(fù)荷在12m³／（m².d）以下，有機(jī)負(fù)荷（以COD計(jì)）不超過(guò)12.7kg／（m³·d)時(shí)，COD預(yù)去除率可達(dá)到40％以上。
　　關(guān)鍵詞：缺氧；生物濾池；垃圾；滲濾液；污水處理
　　中圖分類號(hào)：X703．1；X799．3
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
　　文章編號(hào)：1009－2455（2003）02－0029－03

A Study of Pre-Treatment of Garbage Percolate
with Anaerobic Biological Filter Tank
HE Zong-jian, DENG Guo-zhi
(forol of Enrironmeatof and ChemicaI Engineering hachang Uthersisy NanChang 3J0029, China)

　　Abstract: Pre-treatment of garbage percolate with anaerobic biological filter tank was tested and studied in　the tratment of garbage percolate. The results show that anaerobic biological filter tank not only has very good defoaming and CO2 and H2S desorption functions but also has the function of removing COD and NH3-N in the
perolate to some extent. It is shown by the study that when hydraulic load is below 12 m³/ (m². d) and organic
load(C0D) does not exceed l2. 7 kg/ (m‘‘ d), the pre-removal rate of COD may exceed 40%.
　　Keywords: Anaerobic; biological filter tank; garbage; percolate; wastewater treatment

　　近年來(lái)我國(guó)許多城市建造了垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)，垃圾滲濾液的有效處理已經(jīng)成為垃圾填埋場(chǎng)所面臨的最為棘手的問(wèn)題之一。垃圾滲濾液的處理多采用生化法。由于垃圾滲濾液的成分復(fù)雜，不僅含有大量的有機(jī)污染物，甚至含有有毒有害物質(zhì)，因此在用生化法處理垃圾滲濾液的過(guò)程中一般要進(jìn)行預(yù)處理。目前，垃圾滲濾液的預(yù)處理多采用物化法，如混凝沉淀法、氨吹脫法[1]。這兩種方法都有一定的局限性?？紤]到現(xiàn)有垃圾填埋場(chǎng)的場(chǎng)齡較長(zhǎng)，滲濾液的可生化性較差，氨氮含量偏高，本文采用缺氧生物濾池對(duì)垃圾滲濾液的預(yù)處理進(jìn)行了研究。

1 試驗(yàn)裝置

　　缺氧生物濾池的外形規(guī)格:1．32m×1.12m×5.8m，鋼結(jié)構(gòu)，防腐內(nèi)襯，內(nèi)掛半軟性填料。裝填高度為5.0m。從上部通過(guò)固定噴頭均勻噴淋布水，出水進(jìn)入U(xiǎn)ASB，池體正對(duì)兩側(cè)在1.4－5.2m處開設(shè)通風(fēng)孔。UASB的外形規(guī)格：2.8m×1.9m×5.8m，鋼結(jié)構(gòu)，防腐內(nèi)襯，有效容積為25m³，附帶φ0.4m×1m水封罐1個(gè)，其中的三相分離器是專利產(chǎn)品。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2．1 缺氧生物濾池的掛膜起動(dòng)
　　試驗(yàn)裝置安裝完畢，開始從集水井按流量Q＝200L／h連續(xù)進(jìn)垃圾滲濾液，1個(gè)星期后，對(duì)下部填料上的污泥進(jìn)行生物相觀察，發(fā)現(xiàn)有活的生物體存在。于是按流量Q＝300L／h進(jìn)水，持續(xù)10d后，可以明顯看到填料上有灰白色的粘性生物膜。之后再次提高流量到400L／h，半個(gè)月后，褐色的粘性生物膜幾乎布滿了填料表面，此時(shí)出水水質(zhì)基本穩(wěn)定，掛膜起動(dòng)時(shí)間大約1個(gè)月。
　　 由于垃圾滲濾液中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，掛膜過(guò)程中勿需另加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；水力負(fù)荷不宜過(guò)大，防止剛形成的生物膜被水沖走。掛膜時(shí)水力負(fù)荷可采用4－8m³／（m².d），約為正常運(yùn)行的50％－70％。最后，掛膜過(guò)程中未對(duì)pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣膜形成后能更好地適應(yīng)原水水質(zhì)的變化。
2．2 缺氧生物濾池的運(yùn)行效果
　　現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)滲濾液在污水處理廠的集水井、調(diào)節(jié)池和一沉池水面上均有大量泡沫，如果原水直接從集水井進(jìn)入U(xiǎn)ASB，這些泡沫會(huì)聚積在三相分離器的氣室內(nèi)，造成出氣口堵塞。試驗(yàn)前期，按UASB從缺氧生物濾池進(jìn)水進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明：UASB反應(yīng)池表面無(wú)泡沫，出氣量比較穩(wěn)定，經(jīng)測(cè)定甲烷的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到85％。試驗(yàn)后期，對(duì)工藝流程作了調(diào)整，原水經(jīng)集水井直接進(jìn)人UASB反應(yīng)池，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：反應(yīng)池表面聚集一層白色泡沫，出氣量極不穩(wěn)定，經(jīng)測(cè)定甲烷的體積分?jǐn)?shù)只有65％左右。前期和后期的對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明：兼氧生物濾池有較強(qiáng)的消泡作用，而且填料上的自養(yǎng)微生物以CO₂作為碳源，將滲濾液中的無(wú)機(jī)物H₂S氧化而去除，從而達(dá)到脫吸CO2和H2S的效果，而CO₂和H2S對(duì)厭氧微生物的生長(zhǎng)具有抑制危害[2]；同時(shí)對(duì)COD，NH₃-N均有一定的去除效果。
2．2．1 缺氧生物濾池對(duì)COD的去除效果
　　表1給出了缺氧生物濾池在不同工況下的運(yùn)行結(jié)果，從表1中可以看出：流量在500－700L／h，水力負(fù)荷在10.0－16.0m³／（m².d）變化時(shí)，COD的平均去除率穩(wěn)定在25％以上，表明缺氧生物濾池具有良好的適應(yīng)水力負(fù)荷變化的能力。在設(shè)計(jì)流量Q＝600L／h，水力負(fù)荷為12.0m³／（m².d），進(jìn)水ρ（COD）在4620－8840mg/L時(shí)，COD的去除率穩(wěn)定在23％－43％，說(shuō)明了缺氧生物濾池具有一定的適應(yīng)有機(jī)負(fù)荷變化的能力。

表1 生物濾池在不同條件下的運(yùn)行結(jié)果

流量/（L.h^-1) 水力負(fù)荷/（m³.m-2.d-1) 進(jìn)水ρ（COD）/（mg.L-1) 出水ρ（COD）/（mg.L-1) COD平均去除率/% 500 10.0 4780-7440 3010-5150 32.3 600 12.0 4620-8840 2890-6420 31.1 700 14.0 4860-7780 3110-6030 28.2 800 16.0 5380-7900 3560-6420 25.8 900 18.0 5180-8710 3840-7130 19.2 1000 20.0 4240-7990 2930-7120 15.3

2．2．2 缺氧生物濾池對(duì)NH3-N的去除效果
　　本次試驗(yàn)的進(jìn)水pH值均在7.8左右，在自然條件下空氣進(jìn)人缺氧生物濾池與通過(guò)填料的廢水接觸，起到了一定的氨吹脫作用。同時(shí)廢水中有一定量的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，在缺氧條件下可被反硝化細(xì)菌作用而還原成亞硝酸鹽，最終轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾?。圖1表明缺氧生物濾池的進(jìn)水氨氮的質(zhì)量濃度在840－1080mg／L時(shí)，出水均穩(wěn)定在750mg/L左右，氨氮去除率穩(wěn)定在20％左右。

2．3 設(shè)計(jì)參數(shù)的分析
　　水力負(fù)荷和有機(jī)負(fù)荷是生物濾池設(shè)計(jì)、運(yùn)行的重要因素，為了摸清該單元對(duì)這兩種負(fù)荷的適應(yīng)能力，掛膜起動(dòng)穩(wěn)定以后，分別對(duì)Q=500，600，700，800，900，1000L／h進(jìn)行了試驗(yàn)，其中Q＝600L／h是設(shè)計(jì)流量。
2．3．1 水力負(fù)荷對(duì)COD去除率的影響

　　圖2表明：水力負(fù)荷在10.0－16.0m³/(m².d)范圍內(nèi)，隨著水力負(fù)荷的增加，COD去除率呈下降趨勢(shì)，但下降緩慢，僅由32．3％降到25．8％。因?yàn)樗ω?fù)荷增大，廢水與生物膜的接觸時(shí)間變短，不利于COD削減；但水力負(fù)荷增大，大的水流可以清除填料上的污物和失去活性的生物膜，有利干膜的更新，加快了COD的去除，所以水力負(fù)荷在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，COD去除率變化不會(huì)很大。但是當(dāng)水力負(fù)荷超過(guò)16.0m³／（m².d）時(shí)，COD去除率的下降趨勢(shì)明顯加快。
2.3.2 有機(jī)負(fù)荷對(duì)COD去除率的影響
　　為了更好地反映出生物濾池的COD去除率與有機(jī)負(fù)荷的關(guān)系，圖3是Q=60OL／h，水力負(fù)荷為12.0m³／（m².d）時(shí)COD去除率與有機(jī)負(fù)荷的關(guān)系曲線。

　　由圖3可見，隨著有機(jī)負(fù)荷的增加，COD去除率下降，但當(dāng)有機(jī)負(fù)荷（以COD計(jì)）在11.1－12.7kg／（m³.d）時(shí)，COD去除率變化很小，基本穩(wěn)定在40％左右。當(dāng)有機(jī)負(fù)荷（以COD計(jì)）在12.7-21.2kg／（m³.d）時(shí)，COD去除率的下降趨勢(shì)加快，由40％下降到23％。因?yàn)樵谝欢l件下生物濾池單位體積填料能夠去除的COD的數(shù)量有一定限度。在此限度內(nèi)，當(dāng)水力負(fù)荷一定時(shí)，廢水濃度增加，則單位體積填料所去除的COD也增加，但是如果超過(guò)這一限度時(shí)，COD的去除率將會(huì)降低。

3 結(jié)論

　　通過(guò)以上的試驗(yàn)結(jié)果及分析可以得出如下結(jié)論：
　　①用缺氧生物濾池預(yù)處理垃圾滲濾液時(shí)，能起到一定的脫吸NH3-N，降解有機(jī)物的作用，為后續(xù)厭氧反應(yīng)器的高效運(yùn)行創(chuàng)造了良好條件。
　?、诋?dāng)水力負(fù)荷在10.0－12.0m³/（m².d）。有機(jī)負(fù)荷（以COD計(jì)）在11.1－12．7kg/（m³.d）時(shí)，COD的去除率可達(dá)到40％以上。
　?、郾驹囼?yàn)采用的缺氧生物濾池作厭氧預(yù)處理的工藝在國(guó)內(nèi)尚是首次提出，特別是用于垃圾滲濾液的處理，在國(guó)內(nèi)更是首次應(yīng)用。整個(gè)工藝流程簡(jiǎn)單，無(wú)任何污水、污泥回流，管理方便。

參考文獻(xiàn)：

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　　[2] 郭靜，黃焱歆．生物德地脫臭性能的研究［J］．中國(guó)給水排水，1996，2（2）：32－34．

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　　作者簡(jiǎn)介：何宗健（1964－），男，安徽東至人，副教授，現(xiàn)任南昌大學(xué)環(huán)化學(xué)院教研室主任兼環(huán)科所所長(zhǎng)，電話（0791）8183697。