回流比对两级AO组合工艺处理垃圾渗滤液的影响

梁海涛 岳丹丹*

(沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁 沈阳 110168)



回流比对两级AO组合工艺处理垃圾渗滤液的影响

梁海涛 岳丹丹*

(沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁 沈阳 110168)

通过试验，研究了硝化液回流比对两级AO组合工艺系统处理效果的影响，对比了各主反应器在处理垃圾渗滤液有机污染物过程中COD、氨氮的去除量，并分析了厌氧UASB、好氧SBR及缺氧SBR间的协同作用，为类似问题研究奠定了基础。

AO组合工艺，垃圾渗滤液，回流比，出水浓度

0 引言

垃圾渗滤液是垃圾填埋场在垃圾填埋及堆放过程中，因雨水及地表水流入填埋场，并在物理、化学及生物等综合作用下，渗滤出来的一种含有高浓度悬浮物、COD、氨氮的难降解有机废水，其水质特征主要与垃圾组分、填埋时间及填埋方式等因素有关[1,2]。渗滤液中氮、磷等营养物质促使水体富营养化，导致水质恶化，威胁地表、地下水水源，甚至引发大面积的污染事故及不可逆转的环境破坏。因此，在垃圾渗滤液处理过程中，优化运行工况，提高工艺去除效果，以保证出水水质达标排放尤为重要[3]。

1 回流比对处理效果影响

保证组合工艺系统内其他运行参数处于最佳工况点位，控制回流比以300%(体积比)的梯度由300%提高到2 100%，通过测定对应回流比条件下出水COD、氨氮、总氮的浓度变化，确定系统最佳回流比，试验结果如下所示。

1.1 回流比对COD去除效果影响

由图1可知，随回流比递增，进水COD浓度被稀释。回流比由300%增至900%时，组合工艺系统对COD的总去除率出现略微升高，但厌氧UASB进水COD浓度由4 571 mg/L降至2 339 mg/L，各反应器对COD的去除率出现较小幅度降低。回流比为1 200%时，COD去除率变化趋于平稳，继续增大回流比对提高COD去除率的作用不大。此时，相对于COD浓度为17 613 mg/L原液，COD总去除率达99.8%，较联合运行时提高0.7%，系统出水COD浓度降至40 mg/L以下，达到排放标准。

分析原因，随回流比的提高，厌氧UASB对COD的去除率逐渐降低，较高回流比导致UASB进水量加大，上升流速过高，处理效果变差。同时渗滤液中存在微生物较难降解的有机物，无法因回流比的增大而深度去除。在处理过程中，渗滤液原液水质随季节的变化波动较大，导致原液COD浓度在回流比为900%时发生突增，但组合工艺仍能保持较高的处理能力，表明系统对COD浓

度的突变具有较强的耐抗能力。

1.2 回流比对氨氮去除效果影响

由图2可知，随回流比的增大，系统对氨氮总去除率变化影响较小。回流比由300%增至2 100%时，因渗滤液中氨氮浓度降低，加快硝化菌代谢能力，好氧SBR对氨氮的去除率出现小幅度提高。在回流比为600%时，出水氨氮浓度降至9.8 mg/L，达到排放标准。分析原因，回流比增大，缺氧SBR内反硝化反应程度越加彻底，消耗大量有机碳源，流入二级好氧SBR内有机碳源减少，自养型硝化菌竞争优势变大，导致系统氨氮去除率提高。但在回流比大于1 200%时，继续增大回流比，氨氮去除率增长较为缓慢，最终稳定在97.9%左右。

同时回流比对总氮去除效果影响较大，在回流比递增过程中，系统总氮总去除率由95.3%增至99.1%，增长3.8%。在回流比为1 200%时，出水总氮浓度降至32 mg/L，达到排放标准。分析原因，系统在好氧SBR硝化反应时，随着回流比的增加，好氧SBR进水中可生化性较高的有机物含量降低，污泥降解有机物时间缩短，并且随进水水量增加，反硝化反应速率增大，好氧硝化反应的吹脱作用增强，总氮去除率较大提高。

如图3所示，回流比的控制对系统处理效果起着重要的影响作用。通过回流比的增加，硝化液为反硝化过程提供充足的硝态氮，并且在无氧分子存在的前提下，异养型兼性厌氧反硝化菌利用硝酸及亚硝酸离子中的氧原子进行呼吸作用，促进硝态氮还原成氮气。

部分反硝化菌体内酶仅在有氧的条件下进行合成，如过高的回流比会造成缺氧SBR反应器内部的溶解氧浓度较高，破坏反应器内部固有的缺氧环境，抑制反硝化菌体内硝酸盐还原酶的合成，阻碍硝态氮的还原，影响反硝化反应的进行[4]。

同时，随着流入缺氧SBR反应器内部硝化液流量的增加，水力停留时间缩短，进而减少反硝化菌与底物的接触反应时间，导致反硝化率降低。过高的回流比不仅造成能源浪费，更增加系统的运行成本。根据各反应器在不同回流比条件下的处理效果，最终确定两级AO组合工艺系统的最佳回流比为1 200%。

2 最佳回流比条件下处理效果分析

两级AO组合工艺系统在最佳运行工况及回流比为1 200%条件下，稳定运行10个周期，混合液进水COD、氨氮、总氮的平均浓度分别为1 539 mg/L，151 mg/L，258 mg/L，各反应器对混合液的处理效果如下所示。

2.1 最佳回流比条件下COD去除效果分析

由图4可知，在高回流比作用下，回流的硝化液将高浓度的渗滤液原液稀释，各反应器进水COD浓度大幅度降低，导致各反应器对COD的去除效果出现不同程度的下降，其COD平均去除率依次为65.6%，58.0%，61.6%，54.5%。但在原液进水COD浓度较高的基础上，组合工艺系统COD总去除率较联合运行时增长0.7%，相对于COD浓度为17 613 mg/L原液，COD总去除率达99.8%，出水浓度降至39.3 mg/L。

2.2 最佳回流比条件下氨氮去除效果分析

由图5可知，两级好氧SBR对氨氮的去除率分别为81.6%,

86.9%。相对于氨氮浓度为1 660 mg/L原液，氨氮总去除率达99.8%，出水氨氮浓度降至3.8 mg/L。相对于总氮浓度为2 150 mg/L原液，总氮总去除率达98.5%，出水总氮浓度降至31.6 mg/L。在硝化液回流的作用下，组合工艺系统对氨氮、总氮的去除率大幅度提高。综上所述，两级AO组合工艺处理渗滤液系统在优化试验条件及回流比作用下，出水水质达到国家排放标准。

3 结语

本试验主要针对两级AO组合工艺处理渗滤液系统回流比的变化对渗滤液处理效果的影响，试验结果表明：

回流比对高浓度进水渗滤液起到一定稀释作用，在回流比由300%增至1 200%时，各反应器对COD、氨氮的去除效果变化较为不同，即COD去除率出现小幅度降低，而氨氮去除率则在硝化液回流影响下有所提升，系统COD、氨氮总去除率提高。

[1] Zeeman G,K Kujawa.Anaerobic treatment as a core technology for energy,nutrients and water recovery from source-separated domestic waste (water)[J].Water Science and Technology,2008,57(8):1207-1212.

[2] Silva A C,Dezotti M,G L Sant’Anna Jr.Treatment and detoxication of a sanitary landfill leachate[J].Chemosphere,2004,55(2):207-214.

[3] 申丽芬,孙宝盛,张 燕.PAC和PAM复合混凝剂对垃圾渗滤液预处理的研究[J].工业水处理,2014,34(2):59-61.

[4] 刘 牡,彭永臻,宋燕杰,等.回流比对单级 UASB-A/O处理晚期垃圾渗滤液短程脱氮的影响[J].化工学报,2011,62(6):1675-1680.

Effect of reflux ratio on the treatment of landfill leachate by two stage AO combination process

Liang Haitao Yue Dandan*

(SchoolofMunicipalandEnvironmentEngineering,ShenyangJianzhuUniversity,Shenyang110168,China)

Through experiments, this paper researched the influence of the treatment effect of nitrification liquid junction comparison two stage AO combination process system, compared with the main reactor in the treatment of landfill leachate organic pollutants in the process of COD, ammonia nitrogen removal, analysis of anaerobic UASB, aerobic SBR and anoxic SBR synergies, laid foundation for similar problems.

AO combination process, landfill leachate, reflux ratio, effluent concentration

1009-6825(2016)27-0173-02

2016-07-13

梁海涛(1990- )，男，在读硕士

岳丹丹(1991- )，女，在读硕士

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