CN101585602A - 一种生活垃圾渗滤液中总氮去除方法 - Google Patents

Abstract

一种生活垃圾渗滤液中总氮去除方法，包括反硝化处理、硝化处理和内源呼吸处理，反硝化处理的温度为30℃，反硝化处理中的C/N为3∶1，硝化处理到反硝化处理的回流比为500％。本发明方法的氨氮去除率可以达到98％以上，总氮去除率可达到90％。

Description

一种生活垃圾渗滤液中总氮去除方法

技术领域

本发明涉及环保领域，具体地说，本发明涉及一种生活垃圾渗滤液中总氮去除方法。

背景技术

垃圾渗滤液水质极其复杂，污染物浓度高，因此渗滤液的处理一直是一个世界性的难题。垃圾渗滤液主要来自三个方面：(1)填埋场内的自然降雨和径流；(2)垃圾自身原有的含水；(3)在垃圾卫生填埋后由于微生物的厌氧分解而产生的水。其中填埋场内的降水为主要部分，这些水分渗过成分复杂的垃圾时，使垃圾发生分解、溶出、发酵等反应，从而使渗滤液中含有大量有机污染物、氮、磷和种类繁多的重金属类物质。

垃圾渗滤液的水质有以下特点：(1)渗滤液水质十分复杂，不仅含有耗氧有机污染物，还含有各类金属和植物营养素(氨氮等)。如果垃圾填埋场中含有工业部门垃圾，则渗滤液中还会有有毒、有害的有机污染物；(2)COD和BOD5浓度高，最高可达几万，远远高于城市污水；(3)垃圾渗滤液中有机污染物种类多，其中有难以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化合物、磷酸酯、邻苯二甲酸酯、酚类化合物和苯胺类化合物及腐殖质等；(4)垃圾渗滤液中含有10多种金属离子，其中的重金属离子会对生物处理过程产生严重抑制作用；(5)氨氮含量高，晚期的垃圾渗滤液氨氮可以高达3000mg/L以上。

还应注意的一个问题是垃圾渗滤液的成分随填埋时间而发生变化。填埋龄超过3～5年后，渗滤液中易生物降解的有机物比例会明显下降，称为晚期渗滤液。有机物成分大多为难以生物降解的腐殖质。氨氮浓度跟初期相比没有降低反而有所增高，此时的处理目标以氨氮的去除为主。垃圾渗滤液中的总氮主要以氨氮为主，此外还包括有机氮、硝态氮和亚硝态氮，因此氨氮的去除是整个渗滤液总氮降低的关键所在。

目前，在国内外的氨氮处理过程中，主要有以下几种处理方法：(1)吹脱法：污水中的氨氮是以氨离子(NH4+)和游离氨(NH3)两种形式保持平衡状态而存在：NH₃+H₂O＝＝NH⁴⁺+OH^-将pH值保持在11.5左右(投加一定量的碱)，让污水流过吹脱塔，使NH₃逸出，以达脱氮目的。该法处理效果稳定，但是吹脱塔易结垢，会造成二次污染。(2)电渗析法和反渗透法：这两种方法脱氮效果都好，但对水质要求高，处理成本高，一般极少使用。(3)过滤法：脱氮效果不理想，一般可作脱氮预处理。(4)折点加氯法：利用游离氯与污水中的氨作用，生成氮气而去除污水中的氮。2NH4+3HOCL＝＝N²+3CL^-+3H₂O+5H⁺，但是处理成本过高。(5)化学混凝法：脱氮效果不够理想，产生的污泥量较大，一般不单独采用该法脱氮。(6)离子交换法常用斜发沸石作为除氨的离子交换体，它对氨离子的选择优于钙、镁、钠等离子，当日处理水量1000m³(原水中NH₄ ⁺-N浓度为20mg/L)，去除率标准为80％，再生液中的氨可以以游离氨或分子氮形式排放大气，也可以成氨溶液回收后作肥料，但该法脱氮成本高，不经济，此外还存在再生液处理等问题。(7)生物法生物法是目前运用最广、最有研究前景的方法。生物脱氮是生物法控制氮的一个重要分类。其主要原理是经硝化-反硝化处理，把污水中的氨氮转化为无害的氮气释放。本发明也是建立在生物法基础上的一种总氮去除方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生活垃圾渗滤液中总氮去除方法。

为了实现本发明的目的，本发明提供一种生活垃圾渗滤液中总氮去除方法，包括反硝化处理、硝化处理和内源呼吸处理，其特征在于，反硝化处理的温度为30℃。

优选，反硝化处理中的C/N为3∶1。

优选，硝化处理到反硝化处理的回流比为500％。

本发明根据垃圾渗滤液的特点，结合生物处理法脱氮的基本原则硝化-反硝化，建立了更加高效、可持续的脱氮技术工艺。脱氮的主要机理就是硝化和反硝化，其中硝态氮的去除主要是在反硝化阶段完成，反硝化过程中存在三种不同的反硝化速率。在反硝化开始的5-15min内为反应速率最快的第一阶段，在此阶段中，反硝化菌利用挥发性脂肪酸和醇类等易被降解的厌氧发酵产物作为碳源，因而其反应速率较快；第二阶段自第一阶段结束一直延续至全部外碳源利用完，此阶段的反应速率较第一阶段慢，这是因为在此阶段中易降解的碳源已在第一阶段被消耗尽，因而只能利用颗粒和复杂的有机物作为碳源的缘故；在第三阶段，由于外碳源的耗尽，反硝化菌便通过内源呼吸作用进行反硝化，此时反应速率较低。由此可见，当废水中的有机物浓度较高时，反硝化过程基本上在第一个阶段完成，但是对于垃圾渗滤液其有机物浓度较低，氨氮浓度较高，为获得一定的反硝化效果，提高脱氮效果，增加内源呼吸池，以细胞内碳源进行反硝化，这样可以提高整个处理系统的反硝化程度，从而利于提高脱氮效率。

氨氮去除率和总氮去除率的测定方法是本领域所熟知的，例如，可参见：

1王占生，刘文君.微污染水源饮用水处理.北京：中国建筑工业出版社，1999

2刘文君，贺北干，等.淮河(蚌埠段)饮用水原水生物接触氧化预处理生产性试验.环境科学，1997，18(1)：20-22

3黄显怀，壬占生，等.巢湖原水生物接触氧化预处理的研究.给水排水，1996，22(8)：15-18

4龚明树，殷云兰，等.取水口水源水生物预处理中试研究.给水排水，1999，25(4)：5--8

5王毓仁.提高废水生物硝化效果的理论探讨及工艺对策.给水排水，1994，20(8)：27

6徐元勤，等.微污染原水预处理试验研究.中国给水排水，1997，13(3)：44-45

7陈汉辉，孙国胜.生物接触氧化法处理微污染水源水的研究进展与应用.环境污染治理技术与设备，2000，1(3)：55～60)反硝化处理、硝化处理和内源呼吸处理的时间一般为0.5～9小时。

本发明根据反硝化细菌的特点，提出垃圾渗滤液中总氮去除工艺，氨氮去除率可以达到98％以上，总氮去除率可达到90％。

附图说明

图1为本发明工艺流程图，A池是反硝化池，O池是硝化池，E池为内源呼吸池，在O池和A池之间需回流，E池至A池的回流可以根据出水水质条件进行适当调整。

图2为温度对AOE工艺影响。

图3为碳氮比对AOE工艺影响

图4为回流比对AOE工艺影响

具体实施方式

实施例1

一种生活垃圾渗滤液中总氮去除方法，包括反硝化处理、硝化处理和内源呼吸处理，反硝化处理、硝化处理和内源呼吸处理的温度为30℃，反硝化处理中的C/N为3∶1，硝化处理到反硝化处理的回流比为500％，内源呼吸处理至硝化处理的回流比为200％。反硝化处理的时间为2小时，硝化处理的时间为4小时，内源呼吸处理的时间为4小时。出水氨氮去除率为98％，总氮去除率达到92％

实施例2

温度的高低对硝化、反硝化速度的影响，与反应设备的类型、工艺条件都有直接关系。一般硝化和反硝化细菌的适宜温度为30℃。从图2可以看出，随着温度的升高总氮的去除率逐渐升高，30℃后总氮去除无明显变化。整个工艺可以完全可以在无需外加热源的情况下稳定运行。

实施例3

在脱氮过程中，C/N将影响活性污泥中硝化细菌所占比例。因为硝化细菌为自养微生物，代谢过程中

不需有机质，所以污水中COD/TKN越小，硝化反应越易进行。但是反硝化过程又是一个需要碳源的过程。因此适宜的碳氮比是决定工艺稳定运行的关键。从图3可以看出，当碳氮比保持在3∶1时，系统的去除率可达到92％以上，可见跟传统的脱氮工艺相比较，碳氮比较低，完全可以满足垃圾渗滤液低碳氮比的现状，无需外加碳源。

实施例4

对于改进型工艺系统，内循环回流的作用是向反硝化反应器内提供硝态氮，使其作为反硝化反应的电子受体，从而达到脱氮的目的。内循环回流不仅影响脱氮效果，而且也影响整个工艺的动力消耗，是一项非常重要的参数。通常循环比的取值与要求达到的处理效果以及反应器类型有关，从图4可以看出，循环比在50％以下时，脱氮效率很低；循环比大于200％后，脱氮效率随着循环比增高而显著上升，当循环比大于500％以后，脱氮效率增长缓慢。可见工艺的回流比控制在500％就可以取得较为理想的脱氮效果，主要是内源呼吸阶段可以完成一部分氮去除，相对于传统脱氮工艺高回流比，工艺大大降低了回流量，不仅解决了大回流比会造成硝化和反硝化同质问题，而且运行成本大大降低。

综合以上工况条件，新型的脱氮工艺是一个既经济又高效的选择，特别是对垃圾填埋场渗滤液这种高氨氮，低有机碳的污水。

Claims (3)

1.一种生活垃圾渗滤液中总氮去除方法，包括反硝化处理、硝化处理和内源呼吸处理，其特征在于，反硝化处理的温度为30℃。

2.根据权利要求1所述的生活垃圾渗滤液中总氮去除方法，其特征在于，反硝化处理中的C/N为3∶1。

3.根据权利要求1所述的生活垃圾渗滤液中总氮去除方法，其特征在于，硝化处理到反硝化处理的回流比为500％。

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