城市污水混合垃圾渗滤液脱氮试验研究

周小勇+朱鑑强

摘 要 垃圾渗滤液中含有非常高的有机物与氨氮，对于这两种物质的处理主要有场内与场外2种，场内处理存在处理能力有限，投资比较大的问题，因此人们更关注场外的处理。某地某污水处理厂从05年开始接收渗滤液以及其他污水，并于城市污水进行同步的处理。经过实验证明，因为污染物浓度太高，进入的时间不定以及接入方式的不当，造成了微生物活性太差，反应泥增多的问题，给出水的水质造成了很大的影响。

关键词 城市污水；垃圾渗滤液；实验

中图分类号 X7 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）164-0180-01

垃圾在填埋之后容易产生二次污染物，这就是垃圾渗滤液，渗滤液的浓度会随着垃圾填埋的时间变长而使得渗滤液中的氨氮浓度不断升高，使得有机物的浓度下降，造成碳氮比例的严重不平衡，从而加大对其处理的难度。当前对于渗滤液的处理存在一些问题，例如，除氮效率低，动力消耗大以及操作复杂，后来人们采取了与城市污水进行同步处理的方式，这种方式更加经济也很便捷，以某地某污水处理厂为例，因为垃圾渗滤液对污水处理系统形成的冲击，使得脱氮的效率降低。当前国内外对于相关的垃圾渗滤液与城市污水的混合处理，主要的研究在二者的混合比例以及对垃圾渗滤液的预处理，与有机物的去除等方面。本文主要研究的就是混合污水脱氮的影响因素与运行的策略，为使得混合污水的处理能够达标做出一些参考。

1 实验装置与方法

实验地点为某市某污水处理厂，实验的装置为一种有机玻璃材质，将模拟该污水处理厂的A2/O工艺。实验装置的前端将作为调节池，其中有搅拌机，这样做是为了保证垃圾渗滤液可以与城市污水均匀的混合在一起。实验装置为80cm×60cm×60cm，设计有效水深为42cm，有效容量为200L，使用隔板分成4个部分，依次作为缺氧池、厌氧池与好氧池，好氧池有2个，4部分的比例分别是2：1，2：2.5，2：2.5，2：2，4部分之间有水力连通。缺氧池与厌氧池中都有搅拌机，好氧池的末端安装有混合液回流导管，底部安装有微孔曝气器，末端作为沉淀池，长宽分别是60cm×20cm，有效水深为50cm，泥斗的高度为25cm，有效的溶剂为55L，在底部安装有排泥管与污泥回流管。

垃圾的渗滤液与城市的污水样本都是来自某垃圾填埋场与某沉砂池的污水，将它们按照一比七百的比例进行混合，水的温度为23℃～30℃之间。对水质的主要分析包括COD与TN，将采用重络酸钾法、纳氏试剂光度法与酸性过硫酸钾消解与紫外分光光度法进行测试。将通过在线溶氧仪与CYBERSCAN510型ph计进行DO与pH的测定。

为了保证数据的可靠性所有的实验取书平均实验的均值都将作为最后的结果，采样的频率保证在2次/d。

2 实验的结果

2.1 正交实验的结果

实验证明，COD去除量与TN的去除量的比例值大概为3.43～8.96，平均值为5.61，数据远远高于全程反硝化脱氮所需的理论有机碳源，碳源未能作为反硝化的限制因素，同时反映出了实验选择的低混合比，低碳垃圾渗滤液的混入没有对碳源造成影响。对正交实验的结果进行查看，总体的效果还是很不错的。出水的氨氮与有机物的浓度能够稳定的达到城镇污水处理厂污染物的排放标准的一级A类标准，而出水的总的氮的质量浓度也已经满足了一级的B类标准。

2.2 对实验结果的直观分析与方差分析

对于实验结果的各项评价指标来说，最大的极差因素是水力停留的时间，主要是脱氮与去除有机物最重要的影响因素是水力停留时间，对处理的效果起着决定性作用的还是水力的停留时间。通过对不同工况下的初除污效果的分析可以发现，如果将水力停留的时间多延长2个小时，氨氮的去除率就可以从87.3%增加到96.8%，总的氮的去除率也会从47.3%上升到57.8%，而COD的平均去除量也会从67.1%升到80%。

对于去除氨氮还有一个重要的影响就是好氧池中溶解氧的质量浓度。如果保持其他的条件不变，通过对好氧池中溶解氧对于氨氮硝化的影响可以看出，溶解氧的浓度对于去除氨氮具有积极的作用。如果溶解氧的质量浓度高于2mg.L，氨氮的去除率既可以达到百99.2%，硝化几乎完全。

除了水力停留时间可以对反硝化脱氮造成巨大的影响之外，污泥体积回流在这方面的作用仅次于水力停留时间，实验参数也已经证明，如果在同等条件下，其他参数不变，污泥体积回流不变增加，而总的氮的去除率便会呈献出上升，如果将污泥体积回流比从60%增加到100%，总的氮的去除量便会增长大约12%，足以证明，污泥回流量的增加是可以有利于反硝化的。

通过理论公式的计算结果，总的氮的去除率的理论数值大概在77%～79%，明显高于实验值的18.6%与35.9%，这也能够说明，如果对操作条件进行严格的控制，兑取总氮的去除率还有可以有非常高的上升空间的。

2.3 最佳运行参数的确定

通过极差计算的结果来看，不同的评价指标的最佳水平均为11h。水力停留时间如果超过9h，NH-N与TN的去除率并不会有明显的提高，只是COD的去除率会小有提升。保证一定的个的处理规模的情况下如果想要延长水力停留时间就需要扩大处理构筑的容积，这样会增加投资与占地的面积，使处理工艺的经济性大打折扣，因此说，水力停留时间应该保证在9h。污泥回流比也是对总氮的去除有相当大影响的，最佳的污泥回流比从脱氮的角度来说应该确定成80%。

3 透过实验得出的结论与建议

因为垃圾渗滤液属于高度污染的废水，在与城市污水进行混合的时候很容易造成水质发生变化，所以垃圾渗滤液在比重中不能占得太大。通过对垃圾渗滤液与城市污水厂原水混合前后的数据得出，混合后的污水检测指标中的都有相当程度的增加，影响最大的是COD，为1.4倍以上。在实验的过程中，垃圾渗滤液中的重金属指标一直处在比较低的浓度，未对后续的处理工艺造成影响。从污水处理厂整体的出水情况来看，垃圾渗滤液的汇入与合并并没有造成出水水质的超标，但是仍然需要在以后的处理过程中密切的关注，避免无机物进入生物池，从而影响到活性泥的质量，继而对出水质量造成影响。

从检测的力度上，本次实验主要研究的是垃圾渗滤液中一些污染物指标的影响情况的分析，针对重金属项污水厂委托的相关资质的检测单位进行了不定期的检测。尽管如此，可是因为渗滤液的水质情况有着非常复杂的特性，因此建议要定期进行化验全项分析与检测，从而最大化的降低对城市污水处理长的影响。垃圾渗滤液可以造成对城市污水处理厂的工艺系统中部分的指标发生变化，而提高指标之后污水厂在运行的时候需要在额外的投加碳源与除磷药剂，才可以保证出水水质的合格。在实验期间渗滤液都是通过运输单位运输到污水处理厂的，这便使得污水有一定的不定量性与不定时性。在以后的工作中还需要污水处理厂根据自身的实际，研究对降低本身系统冲击的影响，有效的降低污水厂的运行成本，提高渗滤液场外处置的可行性。

4 结论

实验选择的低混合比使低碳垃圾渗滤液的混入不能对碳源造成什么影响，这反而使倒置的A2/O工艺的同步垃圾渗滤液与城市污水的脱氮效果达成一种良好的状态。HRT是影响混合污水脱氮与去除有机物的主要的控制因素，对与延长氨氮与总氮的去除都是非常有利的。考虑到处理的效果与经济的因素，可以将HRT保持在9h。好氧池的DO质量的浓度与污泥回流比对氨氮与总氮的去除都有举足轻重的作用，可以在实验的选择范围之内，保证其的增长都对硝化与反硝化产生有利的作用。

参考文献

[1]陈瑜.成都地区垃圾渗滤液—城市污水合并处理可行性研究[D].成都：西南交通大学，2008：28-30.

[2]何晶晶，付强，邵立明，等.渗滤液与城市污水合并处理过程的有机物去除特征[J].环境科学学报，2005，25（7）：954-958.