城市生活垃圾填埋场渗沥液处理的工艺技术宋军

城市生活垃圾填埋场渗沥液处理的工艺技术宋军城市生活垃圾填埋场渗沥液处理的工艺技术Tee卜niealMeasureofLeaehateTreatmentonUrbanGarbageLandfill宋军(南京市环保工程公司,南京210018)SongJun(NanlingEnvironmentalProteetionEngineeringCompany,Nanzing22`)(一18摘要简单介绍了城市生活垃圾填埋场渗沥液的水质现状和变化趋势,以及渗沥液处理工艺。讨论了硝化、反硝化等工艺在实际工程中的运用情况。关键词:渗滤沥滤液硝化反硝化AbstraCtBriefintroduetionontheIandfillandtheteehniealProeessofseePagewatertreatmentwerePresente(fieationanddenitrifieationteehniquetoPraetiealengit一eeringwerediseussedKeywords:See阳geLeaehateNitrifieationDenitrifieation1前言用卫生填埋方式进行城市垃圾无害化处理是我国垃圾处理中较为普遍采用的方法。由于雨水对垃圾的浸泡和受垃圾场内地表径流等影响,垃圾填埋场会排出大量深红棕色渗沥液,严重地污染了周围的农田和水系。因此,进行整个垃圾处理场配套工程的渗沥液处理已势在必行。本文介绍了南京市水阁垃圾填埋场渗沥液的水质现状和变化趋势,以及处理工艺和技术措施。表1南京市水阁垃圾填埋场主要水质分析(mg/)L时间pHCODBOD:NHs一Nó了QU今`八jQ目8ǎbCn111990.8.141991.11`151995.9.291995.12.158.38.28.48.118901572160014003644734005192渗沥液处理2.1渗沥液水质的现状和变化趋势垃圾的成份较为复杂,在长期的填埋中,下层填埋的垃圾不断进行厌氧发酵,有机物经历了酸性和碱性消化阶段,通过生物和化学反应产生的副产品和垃圾本身的有机物一起溶入渗沥液。垃圾填埋场的建设是一个延时较长的过程,其渗沥液的水量和水质都在随时间而变化,其水质的变化直接影响整个工艺的处理效果。南京市水阁垃圾填埋场主要水质分析见表l。随着填埋时间的推移,渗沥液的可生化性在降低,氨氮的含量增大,pH基本维持不变。2.2渗沥液处理渗沥液处理工艺流程见图1。图1渗沥液处理工艺流程根据运行及管理需要,对各工艺段有关项目进行采样测试,其结果见表2。3渗沥液处理技术措施讨论渗沥液处理主要以去除氨氮及降低化学耗氧量为主。硝化、反硝化和絮凝沉淀是整个工艺的关键。3.1硝化工艺3·1·1硝化条件根据长期监测的结果,渗沥液pH一8.0一8.2,主要以HCO百形式存在,碱度39/L左右,BODS/总氮二0.5,磷的含量在6一7mg/L。冬季由于渗沥液较少,故处理厂不运行,所以运转时水温一般在15℃以上。上作者宋军,男,1964年3月生,1986年毕业于金陵职业大学,获华东工学院学士学位,工程师。一41一上海环境科学第16卷第1期1997年1月表2各段工艺运行试验数据(mg/L)项目进水初沉池PHSSCODBODS总氮NH3一NNO玉一NNO压一N大肠菌群/个·L一’8.1一8.590一348400~1890182一697405一710420一61040一6060一802X106硝化池8.1一8.3反硝化池8.2一8.5二沉池消毒池87一321210一1540658一1090106一422350一44045一120170一21562一1208.418一112124一19047一1104一54417一6174一22250一400300一3506一2230一4040~6012一15(ZXIOZ述渗沥液条件符合硝化反应所必须的条件川。硝化反应工艺可分为悬浮生长型、固定生长型,其中固定生长型中的淹没式生物滤池法,无需回流污泥,负荷率高和脱氮效果明显。因而,我们选用淹没式生物滤池。3.1.2硝化细菌取南京市化肥厂废水排放口污泥作为接种源,经Zd闷曝后,填料上即附有生物薄膜,通过油镜观察发现,菌种形状较单一,都是球状或短杆状,其污泥中的细菌较水中的明显粗大。硝化反应是由亚硝化、硝化两类细菌分工进行的,它们都是革兰氏阴性菌,不生芽抱的球状或短杆状的细菌,适宜中性和偏碱性环境,生长时有强烈的好氧性。硝化lmg的氨氮需耗氧4.57mg。根据渗沥液的可生化性及氨氮浓度,可推断出硝化耗氧量比氧化可生化有机物的耗氧量大10倍以上。所以,在渗沥液处理中耗氧量应以硝化为主,因渗沥液水质情况随填埋时间变化,故供氧量的确定应考虑多种因素。通过实验,类似工程气水比推荐选用40:1以上。3.1.3无机物的消耗硝化细菌存在摄取磷和积累磷的现象,通过这一现象可以推断硝化反应进行程度。在培菌初期应不断加入磷盐,保持废水中磷含量在10mg/L,在运行达到满负荷后,可以停止投加磷盐,此时水中的磷处于平衡状态。根据有关文献介绍I“],硝化lmg的氨氮需消耗碱7·lmg(以CaCO3计),渗沥液在硝化阶段需碱39/L,同渗沥液本身碱度大致相等,因而,在整个硝化反应中,虽然氨氮大幅度下降,但pH仍无明显变化。3.1.4运行负荷硝化细菌的驯化过程较长,在20℃左右,采用渐进加大负荷的方法,4Od后,负荷才达到较高的水平。硝化反应的负荷在0.15一o.20kg(COD)/m3·d的范围内波动,较常规的硝化反应负荷低,此时出水的氨浓度小于10mg/L。温度降低、曝气时间缩短都会引起负荷下降,并导致出水中氨氮浓度上升。硝化池曝气停止后,氮氮浓度随即明显上升,但恢复曝气后,氨氮浓度又随之下降,负荷也很快恢复到较高水平。硝化反应中自养型硝化细菌占整个细菌数的35%,而耗氧却占大半,生成的亚硝酸盐引起COD上升,增加lmg亚硝酸盐可使COD上升0.4mg。硝化反应促使部分可生化有机物降低,但COD下降不明显,在接近硝化反应负荷上限时,COD会明显上升,并维持在1000mg/L左右。3.2反硝化工艺3.2.1反硝化条件在溶解氧低于0.smg/L的情况下,反硝化细菌利用硝酸盐或亚硝酸盐中的氧进行呼吸,从而完成氮的转化,整个反硝化池的封闭应予以重视。硝化反应一般温度控制在20℃左右,反硝化温度范围较大,一般在10℃以上即可正常运行。流化床反硝化对温度的敏感,明显的比生物滤池和悬浮污泥反硝化小很多。反硝化过程需要大量的有机碳,渗沥液在经过硝化处理后仍能提供充足的碳源,这有利于反硝化的进行,一般碳源是氮源的3倍以上,反硝化就可正常运转,在运转初期可投加适量甲醇作为补充碳源。反硝化处理工艺可采用淹没式生物滤池、淹没式生物转盘和生物流化床。因反硝化反应较易进行,故选用了生物流化床,其关键部位在于三相分离器的设计和循环泵的选用。3.2.2反硝化细菌反硝化细菌多数是异养或兼性的,在土壤微生物中50%是这一类具有还原能力的细菌,取南京锁金村污水处理厂二沉池上浮污泥作为接种源,在无氧条件下循环搅拌,d2后通过油镜即可观察到杆菌和球菌,加入经过硝化反应的渗沥液,当天就有氮气产生。3.3混凝沉淀对经过生物脱氮的渗沥液投加不同种混凝剂,发一42一城市生活垃圾填埋场渗沥液处理的工艺技术宋军现聚合硫酸铁和聚合氯化铝对渗沥液的化学耗氧量有明显的去除作用,并无需对原液进行pH调整。聚铁最佳量为0.gmg/L,聚铝最佳量为0.6mg/L,COD去除率在50%左右,其中高分子助凝剂对去除有机物起了关键作用。4结语4.1垃圾填埋场渗沥液成份复杂,水质随场龄增长而变化,运行时参数同设计时采用的参数会发生变化,适当放大设计规模有利于后期正常运行。4.2垃圾填埋场建设至少在10a以上,即使达到场龄不再填埋垃圾,渗沥液仍然存在,所以整个污水处理构筑物应采用钢筋混凝土结构,并采用半埋式以便保温。4.3氨氮的处理应引起重视,要改变BODS、COD下降,氨氮也会下降的观念,对氨氮的处理必须采用专门工艺,在渗漏液处理工艺中不宜采用吹脱法、拆点加氯法和离子交换法。(上接第37页)一简单、操作和管理简便、处理费用低廉,在水处理中具有良好的应用前景。4.4采用生物脱氮应将反硝化和硝化反应一起考虑,分池设置,从根本上解决氨氮的出路,否则硝化反应产生的亚硝酸盐易转化为亚硝胺。4.5工程的设计参数必须由实验确定,并还要考虑多种因素。没有一个垃圾填埋场的水质是相同的,变化的水质和不同的组份应引起设计人员的重视。4.6采用高分子中性助凝剂能大大提高COD的去除率,降低运行费用。参考文献顾夏声等,水处理微生物学基础.北京;中国建筑工业出版社,一984,10.王毓仁.化肥厂含氮废水的生物硝化处理的试验.化1二环保,1995,(3):136一139.徐亚同.废水的硝化工艺及其设计.环境污染与防治,1995,(6):15一19.华风伯等.垃圾填埋场垃圾污水的处理工艺研究.河北工学院学报,1994,(2):105一111.责任编辑钟月华(收到修改稿日期:1996一05一28)5结语利用具有反硝化能力的氢细菌来去除水中硝酸盐的效果,已在实验室得以证实,并已建造有相应的工程设施l`’】,深入研究这类细菌的特性和其在水处理上的应用具有实际的意义。参考文献郑士民等.自养微生物.科学出版社,1983R.B.布坎南.伯杰细菌鉴定手册.第8版,科学出版社,1984NoelR.Krieg.Bergey’5ManualofDeterminativeBaeteriol馆y.Williams&Wilkins,1984一1989中国科学院微生物所.一般细菌常用鉴定方法.科学出版社.1978黄承武,我国地下水中过量氟化物.硝酸盐和砷的地理分布.环境卫生与健康,1989,6(6):7一9文化.华北平原农业对地下水NO3一N污染的初探.农业环境保护,1990,9(l):l一5ByjulioGinoeehio.Nitratelevelsindrinkingwaterarebecomingtoohigh.WaterServiees,1984,88:143一147M.Kurtetal.BiologiealdenitrifieationofdrinkingwaterusingautotroPhieorganismswithHZinafluidizedbedbiofilmreaetor.Bioteehnol&Bioerlg,1987,29:493一501M.F.Dahab.TreatmentalternativesfornitrateeontaminatedgroundwatersupPlies:JournalofEnviron,System,1987,1988,17`1):65一75l()R.B.Melloretal.Reduetionofnitrateandnitriteinwaterbyimmobilizedenzymes.Nature,1992,355:717一71911MasaoKurodaetal.Denitrlfieationandneutraliza-tionwithaneleetroehemiealandbiologiealreaetor.、Vaterscience&Teehnology,1994,30(6):151一15512黄民生,高廷耀等.电极生物膜法去除水中硝酸盐氮研究.同济大学博士论文,1996责任编辑蒋摇琴(收稿日期:一906一()6一25)(上接第40页)一vision,1979,105(EEZ):335一337.5徐迪民,李国建,于晓华,吴蔚萍.垃圾填埋场渗滤水回灌技术的研究,I,垃圾渗滤水填埋场回灌的影响因素,同济大学学报,1995,123(4):371一375.6T.G.Townsend,WL.MillerandJ.F.K.Earle.Leaehate一RceyeleInfiltrationPonds.JournalofEnvironmentalEngineering,1995,121(6):465一471.7