-时 间： 2015/6/7 10:33:38
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垃圾渗滤液的IC-N/D-A3/O3处理工艺
城市生活垃圾处理已成为城市的一大难题，据统计，2005年全国设市城市生活垃圾产量约为 1.36~1.56亿t，专家预计我国城市生活垃圾将于2030年达到4.09亿t，2050年达到5.28亿t〔1〕。垃圾渗滤液作为城市生活垃圾处理产生的二次污染物，其组成复杂，污染物浓度高、色度大、毒性强，水质水量波动大，含有大量有机污染物和各类重金属污染物，是一种成分复杂的高浓度有机废水。渗滤液如未经无害化处理直接排放到环境中，将产生严重的生态破坏。
对于垃圾渗滤液的处理无论国内还是国外都集中在生物处理上，特别是厌氧-好氧组合工艺更成为处理垃圾渗滤液的首选工艺，如 UASB工艺、Anammox工艺、MBR 工艺、SBR 工艺等〔2, 3, 4〕。胡纪全等〔5〕采用厌氧（UASB）—氨吹脱—混凝沉淀—好氧（氧化沟）处理工艺处理垃圾渗滤液，在进水COD为4 040 mg/L、氨氮为231 mg/L时，COD和氨氮去除率分别达99.1%、75.6%，但该工艺采用全程硝化去除污染物，并没有采用短程硝化，没有实现垃圾渗滤液处理的节能降耗。J. H. Im等〔6〕采用UASB与好氧组合处理工艺，好氧出水回流到UASB同时发生厌氧和反硝化反应，厌氧反应器中最大COD去除速率与好氧反应器中最大氨氮去除速率分别为15.2 、0.84 kg/（m3·d）。高锋等〔7〕采用厌氧消化与SBR组合工艺处理城市垃圾渗滤液，其出水氨氮可稳定在11 mg/L，氨氮去除率达到95%以上。生物处理工艺因处理效果稳定、成本相对较低往往用作主处理工艺，目前对垃圾渗滤液的处理主要以生物法为主。以某垃圾焚烧厂的垃圾渗滤液为研究对象，研究处理工艺对污染物的去除效果、工艺参数设计和组合工艺经济性等，为垃圾渗滤液的节能高效处理提供参考。
1 工程概况及处理工艺
设计出水指标达到《污水综合排放标准》（GB 8978—1997）三级标准：COD≤500 mg/L、BOD5≤300 mg/L、氨氮≤35 mg/L、SS≤400 mg/L。从垃圾焚烧厂的水质特征及经济性考虑，采用IC厌氧反应器—短程硝化反硝化—A3/O3生物处理为主体工艺。生活垃圾堆积过程中产生的渗滤液经集液管进入沉淀池，去除部分大颗粒有机物和无机物，经过预沉淀后的废水流入调节池，池内设置液压搅拌装置，调节水质水量后，通过水泵提升至IC厌氧反应器，再进入短程硝化反硝化反应池和A3/O3好氧池，最后经过沉淀池及混凝处理后排放。沉淀池、厌氧反应器和好氧池的剩余污泥排至污泥浓缩池，压滤后送入垃圾焚烧厂进行焚烧处理。处理工艺流程如图 1所示。
图 1 工艺流程
2 主要处理单元的设计参数
2.1 调节池
2.2 IC厌氧反应器
2.3 亚硝化-反硝化池
池体采用半地下式钢混结构，亚硝化池尺寸为18.0 m×12.0 m×6.0 m，有效容积1 188 m3，水力停留时间3.96 d，污泥质量浓度5 000 mg/L，污泥负荷0.13 kg/（kg·d）；反硝化池尺寸为10.0 m×8.0 m×6.0 m，有效容积440 m3，水力停留时间1.5 d。
2.4 A3/O3池
3 工艺运行效果
3.1 IC厌氧反应器
厌氧反应器负荷的提高根据COD去除率和挥发性脂肪酸（VFA）的量而定。厌氧反应器初始进水量为70 m3/d，起始COD负荷为3.43 kg/（m3·d），同时开启蒸汽，经换热器加热废水，升温过程中每天维持1～2 ℃的变化量，当COD去除率稳定在80% 以上、VFA在2 000 mg/L以下时进一步提高水量，每次提高水量10 m3/d，增加的COD负荷约为0.5 kg/（m3·d），经过60 d的运行厌氧反应器的水量增加至300 m3/d的设计量，进水COD容积负荷达到15 kg/（m3·d），出水COD＜5 000 mg/L，COD去除率稳定在85 %以上。
反应器的产气率随温度的升高逐渐增加（见图 2），每阶段提高负荷时沼气产量会有所波动。温度低于35 ℃时，每吨水平均产气量为17.2 m3，沼气产率为0.34 m3/kg，当温度升高至35 ℃时沼气产量增加，平均每吨水的产气量为19.5 m3，沼气产率为0.39 m3/kg，沼气中甲烷含量高于65%。
图 2 进水量与沼气量变化情况
3.2 亚硝化-反硝化池
运行过程中发现，低溶解氧条件对COD的去除没有显著影响。温度对氨氮降解和COD去除的影响较大，当温度＞35 ℃时，亚硝化池的出水氨氮和pH均呈现升高趋势，pH最高达到8.9；pH＞8.5后微生物活性降低，总氮和COD去除率明显降低。温度升高时，尤其是夏季温度较高时需定时开启冷却塔控制温度。
3.3 A3/O3池
运行过程中发现，有机碳源经过IC反应器和亚硝化-反硝化降解后，COD去除率高达96%，大部分有机碳源被降解。而A3/O3在反硝化过程中需要碳源，当碳源不足时反硝化将受到抑制，硝化过程产酸积累将导致pH降低（甚至低于6.5），同时抑制 COD的降解，出现恶性循环，影响系统运行的稳定性，所以在系统运行过程中应根据pH变化情况及时补充无机碳源或利用厌氧反应器出水补充碳源。
4 经济性分析
5 结论
（2）整个工艺的运行成本为16.893元/t，IC厌氧反应器产生的沼气用于锅炉燃烧，可节省大量能源。
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