生活垃圾渗滤液与市政污泥协同厌氧消化的研究

杨帅+张轶凡+陈剑+杨华军

摘 要：通过生活垃圾渗滤液与市政污泥协同厌氧消化，以产气量作为考核指标，探究生活垃圾渗滤液的最佳投配比例，以确定厌氧系统的最佳反应工况。结果表明，生活垃圾渗滤液和市政污泥协同厌氧消化是可行的，在实际工程中有一定的参考价值。低浓度的生活垃圾滲滤液有利于厌氧反应，高浓度的渗滤液阻碍厌氧反应的进行，甚至造成厌氧系统的破坏。

关键词：生活垃圾渗滤液 市政污泥 厌氧消化 产气量

中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）12（b）-0133-02

随着社会经济的发展和人口的增加，生活垃圾大量产生。垃圾填埋已在世界范围内得到广泛应用，具有环保、经济等特点[1]，而渗滤液中含有多种高浓度的有毒物质，已成为环境的巨大威胁[2]。随着城市的发展，一大批污水处理厂得以兴建，伴随着污水处理，一部分重金属物质、有机物等进入污泥中，如果未经处理直接排入环境，会对环境造成二次污染，而污泥处理费用较高，关乎到污水处理的环境效益和经济效益[3]。

厌氧生物技术不仅能使有机物得到大量降解，减少能源消耗，而且可以产生沼气能源进行回收利用[4]。因此，该研究将生活垃圾渗滤液和市政污泥混合进行厌氧生物发酵，对生活垃圾渗滤液和市政污泥的处理处置方法提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

反应器采用自动调温、进料、记录产气的50 L发酵罐。启动污泥取自某污泥处理厂含水率为91%～93%的反应出泥，补料污泥取自某污水处理厂为含水率80%的脱水泥，生活垃圾渗滤液取自某垃圾填埋场。其中，渗滤液水质指标如表1所示。

1.2 实验方法

设置发酵罐反应温度为37 ℃。试验开始阶段，对启动污泥进行驯化，不投加补料。产气稳定后，以某污水处理厂含水率80%的脱水泥加生活垃圾渗滤液并辅以水调配至含水率90%～98%作为补料，设置发酵罐自动补料方式为200 g·8次·d-1，分别设置补料中脱水泥与渗滤液配质量比为2∶1、1∶1，每个阶段实验周期为7 d，以产气量为考核指标，探索生活垃圾渗滤液和市政污泥的最佳配比关系。

2 实验结果与讨论

2.1 脱水泥：渗滤液=2∶1阶段

由图1可知，在脱水泥：渗滤液=2∶1阶段，产气量呈先下降后上升最终趋于稳定。前2 d，产气量有小幅下降，第9天时降至10 L/d。从第10 天开始，产气量逐步提高，第14天的产气量为19 L/d。分析是因为加入渗滤液后，负荷增大，反应体系需进行适应和自主调整，导致前期产气下降，待系统适应负荷后产气上升，在有机份含量一定的情况下，后期系统产气趋于稳定。因此，投加比例为脱水泥：渗滤液=2∶1的渗滤液可提高厌氧系统的产气效果，有助于厌氧反应。

2.2 脱水泥∶渗滤液=1∶1阶段

由图2可知，在脱水泥：渗滤液=1∶1阶段，产气呈现先稳定再波动最终下降的趋势。前2 d系统产气维持在19 L/d左右，第17～19生产气量出现波动，第19天产气量开始下降，第21天时的产气为8 L/d。分析是因为随着补料中渗滤液比例的增加，负荷进一步增大，前2 d系统对高负荷的渗滤液有一定的耐冲击能力，产气暂时稳定。第17～19天，高负荷对系统的影响开始显现，产气开始波动。第19天时，污泥受高负荷渗滤液冲击再次扩大，渗滤液中的有毒物质造成污泥泥质下降，厌氧生物活性大幅降低，系统遭受破坏，导致产气量大幅下降。由此可见，脱水泥：渗滤液=1∶1阶段的渗滤液负荷较高，不利于厌氧反应的进行。

3 结论

（1）生活垃圾渗滤液和市政污泥协同厌氧发酵是可行的，在实际工程中有一定的参考价值。

（2）低浓度的生活垃圾渗滤液有利于厌氧反应，高浓度的渗滤液阻碍厌氧反应的进行，甚至造成系统的破坏。

参考文献

[1] 刘子旭， 孙力平，李玉友，等.UASB启动及不同HRT对老龄垃圾渗滤液处理效果的影响[J].环境工程学报，2013，7（2）：483-488.

[2] 郑冰玉， 张树军，张亮，等.一体化厌氧氨氧化工艺处理垃圾渗滤液的性能研究[J].中国环境科学，2014，34（7）：1728-1733.

[3] 黄亚，冯海波，张非非.浅析市政污泥处理工艺[J].化学工程与设备，2015，8（4）：282-283.

[4] 王涛，李保桂，阮文权，等.IC厌氧反应器处理垃圾渗滤液[J].环境工程学报，2015，9（6）：2899-2904.