垃圾渗滤液的处理采用活性污泥技术:审查

文摘

垃圾填埋场渗滤液含有大量的有机物和氨氮。因此,它已成为一个复杂和困难的问题在水处理行业。活性污泥法已被发现是一个不错的解决方案处理成本较低,因此现在是渗滤液处理的核心过程,尤其是对氮移除。介绍了渗滤液的特点和治疗。用活性污泥法处理渗滤液包括去除有机物、氨氮、总氮(TN)。的核心方法去除有机物包括厌氧处理补充有氧过程。氨氮通常使用传统的有氧治疗,和先进的TN去除是通过使用内源反硝化和厌氧氨氧化(氨)过程。由于生物过程是最经济的方法去除TN、一个关键问题是如何利用活性污泥过程的全部潜力,提高TN去除渗滤液。这个复杂的问题已被确定为当前学者的关注,以及为渗滤液的研究和发展未来的一个重要方向。

1。介绍

固体垃圾卫生填埋是最常见和最重要的世界各地的处理垃圾的方式。以中国为例,该国的总固体废物在2013年达到17.3亿公斤,80%的输出是通过卫生填埋处理,因为用这种方法相关的低成本(1]。

渗滤液是卫生填埋的副产品,由于其大的污染物的浓度,它被排放之前必须得到适当的治疗。总固体废弃物卫生填埋场产生的渗滤液量已经达到每年3000万吨。由于垃圾成分非常复杂,有机高、氨氮、垃圾渗滤液和盐含量,被认为是一个特殊的废水(2- - - - - -4]。垃圾渗滤液污染物的量一吨等于污染物的数量在城市废水100吨。直接排放渗滤液进入周边环境会造成不可逆转的伤害,尤其是对地下水系统。

传统污水处理留下高浓度垃圾渗滤液中氨氮会导致水体的富营养化。尽管生化治疗用于减少氨氮浓度一致水平,亚硝酸盐浓度在渗滤液可以维持在高位。亚硝酸盐是公认的致癌物质;只是如果关注氨氮和总氮的控制被忽视,渗滤液对环境的不利影响是相当可观的。实施更严格的排放标准在渗滤液TN的国家因此必须要保护当地的环境。2008年,中国修订和实施新的渗滤液排放标准(gb16889 - 2008)。新标准规定TN的排放增加,总磷和六项重金属指标。本条例的要求,特别是在与TN排放,都是一个挑战,一个渗滤液处理的机会。他们更严格的挑战是,增加与渗滤液处理相关的困难。然而,另一方面,新标准将加速新技术的开发和推广。

2。垃圾填埋场渗滤液的特点

垃圾渗滤液是一种恶臭黑色或棕色的液体。它含有大量的有机和无机材料,包括大量的耐火有机物如芳香族化合物和腐殖质;无机盐如氨氮、碳酸盐和硫酸盐;和金属离子如铬、铅和铜(5,6]。由于复杂的成分浪费,渗滤液水质的特点是,它含有高水平的污染物,通常,生物毒性。

因此,化学需氧量(COD)在渗滤液通常高于20000 mg / L。除了有毒的芳香族化合物,渗滤液也富含有机大分子如腐殖质和胡敏酸。氨氮浓度高于2000 mg / L通常被实现。这种有毒有机物,这些高氨氮水平处理过程中造成困难,尤其是对生物治疗。即使没有毒性,生物不能达到有效的微生物降解,因为大分子量和化学稳定性不足。因此,活性污泥法不能达到有效减少鳕鱼和一个先进的治疗过程必须被开发。

渗滤液的另一个特性是质量和数量的差异来自不同垃圾填埋场的废水;位置有很大的影响。相对而言,渗滤液污染物的浓度在美国和欧洲比亚洲国家低得多。例如,渗滤液中氨氮来自欧洲和美国的国家通常是低于1000 mg / L,而一般高于1000 mg / L在亚洲国家7- - - - - -12]。这些差异可能与不同地区不同的文化和行为。此外,渗滤液质量可以在不同的时间在同一个地方不同,可分为早期(不到5岁),中期(5 - 10岁),和老垃圾填埋场渗滤液(超过10岁)(13]。渗滤液特征识别在不同的时间展示在表1在括号中的值代表典型的水平。

如表所示1,早期的渗滤液的特点是有机物含量高,强大的生物降解性,相对较低的氨氮浓度。老渗滤液氨氮含量高的特点,生物降解性,可怜的COD、NH₄⁺- n(或carbon-to-nitrogen比率)。中期渗滤液水质之间的某个地方,早期的老渗滤液(14,15]。同时,渗滤液的数量在同一地区在雨季更大,含有较高的有机质含量。渗滤液的数量大幅减少在旱季,它包含高氨氮浓度。渗滤液水质的第三个特点是营养不平衡;有机物、氨氮、磷和重金属浓度非常高,但内容非常低。低磷含量和重金属集中增加开发一个有效的渗滤液生物处理的难度。

3所示。垃圾渗滤液的处理和困难

3.1。垃圾渗滤液处理

因为渗滤液中含有大量的有机物和氨氮,一般处理方法包括物理和化学预处理其次是有氧和厌氧生化过程、结论与进一步的物理和化学的方法最终深入治疗。

预处理的主要功能是去除悬浮物,降低一些有机物和氨氮,降低毒性,提高整体渗滤液的生物降解性。这是通过凝结和剥离从渗滤液氨氮。后续生化阶段的作用是去除可生物降解的有机物和氨氮。这些生化过程的核心技术,例如,在上流式厌氧污泥层(UASB),膜生物反应器(MBR)的anoxic-oxic (A / O)工艺,和序列间歇式反应器(SBR)。后来深处理渗滤液进一步去除有机物和TN,可以包括芬顿氧化、电化学过程、活性炭吸附、膜处理工艺。

这个主要生化处理方法结果在大多数生物可降解有机化合物和氨氮被移除,连同TN的一部分。然而,渗滤液水仍然含有大量的耐火材料的有机化合物和一些TN。为了达到目前的排放标准,双重使用纳滤和反渗透膜使用的保障措施。

3.2。垃圾渗滤液处理的困难

目前,主要的困难在渗滤液处理如下:(1)渗滤液有机物含量高和大量的有毒有机分子。排放标准不能通过使用一个单一的生物化学或物理化学过程;结合物理化学和生化处理是必需的。选择一个合理的、经济的和有效的结合过程是第一个挑战(2)氨氮水平高,并确定渗滤液的有效和完整的氮的去除过程是很困难的。传统的生物处理过程能有效去除氨氮,但它不是适合TN去除。提高TN去除生物处理过程的效率是第二个关键难题(3)水质量和数量增加的显著变化的难度确定一个稳定的标准放电的方法。在不同的季节,渗滤液水质和数量可能非常不同挑战的选择和操作的一个合适的处理工艺。确定一个合适的可用技术和如何使用它们,以确保稳定运行的第三个挑战是渗滤液处理(4)治疗过程复杂,成本非常高。为了达到排放标准,渗滤液处理厂经常使用纳滤和反渗透,使治疗成本高。降低成本在渗滤液处理是第四个主要困难

总结一下,有必要确定适当的生化和物化处理垃圾渗滤液的处理。此外,最大化生化处理工艺的潜力,提高TN去除率,降低总成本的主要挑战与发展中渗滤液处理工艺。

4所示。通过活性污泥有机物的去除

渗滤液中含有大量的生物降解和非生物降解的有机物。活性污泥工艺能有效地去除可生物降解的有机物质,完全将它转换为二氧化碳和水。这个过程可能涉及到厌氧或耗氧活性污泥。一个厌氧过程的优点是能耗低,能产生能量本身。缺点是废水COD高,保留了一些可生物降解的有机物。另外,一个有氧过程的优点是生物降解和有机去除率高,以及良好的水质。在整个过程中缺点是高能源消耗。

4.1。厌氧活性污泥法

垃圾渗滤液处理的厌氧活性污泥过程可以包括上流式厌氧污泥层(UASB),厌氧膜生物反应器(MBR)和膨胀颗粒污泥毯反应堆(EGSB)。有机去除的效率通过厌氧活性污泥过程如表所示2。

UASB工艺去除效率高、容积负荷大。因此这种方法常用于治疗渗滤液有机物含量高。Agdag和Sponza报告使用UASB垃圾渗滤液的处理(16]。水力停留时间(HRT)为1.25天,COD去除率为80%。彭等人联合处理渗滤液的两个过程,使用UASB和anoxic-oxic (a / O)过程,导致鳕鱼的8550 mg / L - 12500 mg / L (17]。的总容积负荷对UASB达到21公斤COD / m³·d和鳕鱼降低了80%以上。

Callia等人也用UASB处理渗滤液COD观察水平的12350 - 47800 mg / L (18]。UASB的容积负荷达到23.5公斤/ m的鳕鱼³·d和COD去除率为80%。Bohdziewicz和Kwarciak使用UASB处理渗滤液,看到了鳕鱼在3500 mg / L - 4200 mg / L (19]。影响包括20%的废水。最后的荷尔蒙替代疗法是两天,容积装载2公斤/ m的鳕鱼³·d。最后去除有机废物的76%以上。相比的结果Callia et al .,低容积装载Bohdziewicz UASB的由于低水平的有机质的影响。

厌氧污泥MBR包含高浓度和污水质量从这个过程是好的。Bohdziewicz等人使用厌氧MBR处理废水影响,渗滤液中占到了20%和80% [20.]。鳕鱼是观察到2800 - 5000 mg / L和鳕鱼是减少了95%。MBR的荷尔蒙替代疗法和有机加载速率是两天,2.5公斤/ m的鳕鱼³分别·d。谢等人也用厌氧MBR处理渗滤液,观察鳕鱼水平在13000 mg / L和氨氮水平在3000 mg / L (21]。平均COD去除率为62%,容积负荷为4.87公斤/ m的鳕鱼³·d。此外,结果表明Alkaliphilus,Petrimonas,Fastidiosipila,vadin BC27是丰富的发酵细菌中发现的细菌社区。

EGSB,第三代厌氧反应器的容积负荷高的特点。刘等人研究了氨氮浓度对有机物去除效率的影响,当使用一个EGSB垃圾渗滤液的处理(22]。结果表明,影响COD的平均约为33000 mg / L和EGSB的最大容积负荷是64公斤鳕鱼/ m³·d。COD去除率为85% -90%。当氨氮的浓度低于1500 mg / L, COD的去除率略有影响。

4.2。好氧活性污泥法

的好氧活性污泥法处理渗滤液序列间歇式反应器(SBR),包括好氧膜生物反应器(MBR), A / O工艺,生物膜反应器。好氧活性污泥过程的效率在去除垃圾渗滤液有机物从表所示3。

SBR是主要的技术用于垃圾填埋场渗滤液处理由于其结构简单和大容量。Klimiuk等人使用SBR处理渗滤液的鳕鱼在1348 mg / L (23]。12小时的荷尔蒙替代疗法,鳕鱼降低了80% -85%,5日生化需氧量(BOD₅)降低了99%以上。通过增加填料SBR,其处理能力也可以增加。林等人米糠皮用作填料SBR,从而观察鳕鱼在1040 - 4870 mg / L和COD去除率70%以上(24]。

MBR通常用于治疗渗滤液因为他们的污泥浓度高,出水水质好。Zolfaghari等人使用MBR,鳕鱼在2200 mg / L和COD去除率稳定在90%25]。高浓度的活性污泥和丰富微生物种群减少COD提供一个良好的基础。Sanguanpaka等人研究了MBR用水的处理效率与不同的pH值(26]。的平均角影响渗滤液5445 mg / L时初始pH值介于5.66和8.79之间。COD去除率的变化很小,维持在98.1% - -99.25%的水平。

A / O工艺通常是用来治疗渗滤液,是因为其强大的氮去除;鳕鱼还原的速度也很好使用A / O处理垃圾渗滤液。彭等人使用UASB和a / O工艺(UASB + a / O),废水从UASB进入a / O系统进一步减少鳕鱼(17]。A / O入渗的鳕鱼是2000 - 3000 mg / L和废水的COD约为1500 mg / L;鳕鱼是因此减少了超过40%。合并后的UASB + A / O系统COD和BOD₅去除率分别为80%,-92%和99%。

目前,好氧活性污泥法去除渗滤液铵。然而,鳕鱼还原的效果也是非常重要的。渗滤液的有氧治疗完成后,生物有机体可以几乎完全移除。因此,垃圾填埋场渗滤液造成的环境威胁是显著降低。

4.3。活性污泥过程的总结

去除有机物的活性污泥法被认为是最有效和经济的方式达到期望的结果。低能耗的厌氧过程结合有氧的效率方法可以大大减少渗滤液造成的环境危害。然而,由于复杂的渗滤液成分,大量的有机物质留在这些生物治疗后最终排放的废水,这使得很难达到监管标准。还需要进一步发展和更有效的处理方法。

5。通过活性污泥的氨氮去除

氨氮渗滤液中通常超过1000 mg / L,虽然有些渗滤液含有更高水平的3000 mg / L。直接重要的氨氮排放到周围的环境可以对环境造成巨大的伤害,特别是当地的地下水系统。许多发达国家都制定了严格的排放标准对填埋场渗滤液。1997年,中国实现了一个这样的条例(gb16889 - 1997)。标准规定特定的允许排放水平的悬浮物,BOD₅、COD、氨氮和大肠杆菌。结果,具有成本效益的垃圾渗滤液氨氮的去除已成为水处理行业的重大挑战。因此,活性污泥处理氨氮处理的关键方法,因为相关的低成本和较低的二次污染。

5.1。SBR的氨氮去除

SBR是首选的过程用于垃圾渗滤液氨氮处理。垃圾渗滤液的Lo使用SBR处理和氨氮去除率为99%27]。同样,Spagni和Marsili-Libelli使用SBR处理渗滤液和观察到的平均角为2055 mg / L (28]。氨氮的平均水平是1200 mg / L,和短程硝化和氨氮的去除率达到98%和99%,分别。因为carbon-to-nitrogen显著不平衡(C / N)比在渗滤液,测试使用一个额外的碳源,实现脱氮。TN去除效率超过95%。

阿齐兹等人采用两种不同的SBR处理垃圾填埋场leachate-one与粉末活性炭(PAC)和一个没有29日]。平均鳕鱼和渗滤液中氨氮平均1396 mg / L和579 mg / L,分别。没有PAC, SBR的氨氮去除率为85.5%。这与添加PAC增加到89.4%;节能效果明显。

太阳等人研究了SBR的去除氨氮的能力在低温下(30.]。在他们的研究中,渗滤液COD和氨氮的平均水平是665 mg / L和155 mg / L,分别。结果表明,即使在低温下的13和17.6°C之间,系统实现了快速短程硝化和氨氮移除率超过99%。TN去除率达到90%的碳源。太阳等人研究了使用效果的组合对UASB和SBR处理渗滤液(31日]。影响COD和氨氮1237 - 13500 mg / L和738 - 2400 mg / L,分别。结果表明,系统的氨氮去除率达到99.5%,添加外部碳之后SBR, TN去除率超过99.1%。

颗粒污泥测序批反应堆(GSBR)提供了一种新的过程和高氮去除。任等人报告使用GSBR在渗滤液处理,导致氨氮水平的498 mg / L的去除率99%以上(32]。发现颗粒污泥的微环境来实现良好的同步硝化和反硝化,GSBR TN的去除率达到50% - -60%。

5.2。氨氮去除MBR

Canziani等人使用MBR处理渗滤液COD和氨氮平均水平为6361 mg / L和1497 mg / L,分别为(33]。氨氮移除率为95%,一个稳定的短程硝化率为90%。Zolfaghari等人使用一批测序MBR在他们的研究(34]。渗滤液COD是1550 mg / L - 2122 mg / L和氨氮是288 mg / L - 434 mg / L。结果表明,夏季COD和氨氮的去除率分别为63.4%和98.2%,分别。冬天的COD和氨氮的去除率分别为53.2%和99.2%,分别。张等人结合的MBR与芬顿氧化,提高反渗透处理渗滤液(35]。鳕鱼MBR的影响约为1500 mg / L,与氨氮水平600 mg / L和700 mg / L。MBR的COD去除率超过95%,氨氮去除率80%以上。

此外,Remmas等人研究了MBR渗滤液处理、观察COD平均水平的1600 mg / L和氨氮平均水平600 mg / L (36]。为了确保成功的测试中,研究人员使用稀释渗滤液在研究的开始。当这个过程被认为是稳定的,渗滤液的比例逐渐增加,直到渗滤液的影响由完全。减少COD和氨氮的比率超过50%和95%,分别当氨氮水平低于600 mg / L。当氨氮的影响高于800 mg / L,去除率明显下降,表明高氨氮水平影响系统的稳定性。通过添加碳脱氮后,TN去除率为80% -90%。

5.3。其他进程去除氨氮

有许多用于处理渗滤液的活性污泥方法除了SBR和MBR。这些包括传统的连续流和A / O工艺,使用旋转生物接触器(RBC)、序列间歇式生物过滤器和细粒度的反应堆(SBBGR),以及活性污泥过程的组合。

连续流过程有一个简单的建设和高氨氮去除速率。尤索夫等人采用连续流过程来处理渗滤液,他们报告的平均COD和氨氮水平2897 mg / L和1452 mg / L,分别为(37]。最后的氨氮体积N-NH加载是3公斤₄⁺/ m³·d和去除率为99%。硝酸废水维持在约1200 mg / L。在其他地方,哈利姆等人使用一个固定床列过程实现COD和氨氮的平均水平的2580 mg / L和1030 mg / L,分别为(38]。COD和氨氮的降低率达到92.6%和86.4%,分别。系统更新后,COD和氨氮的还原率增加到93.7%和90.0%,分别。

因为A / O工艺硝化和反硝化作用应用程序,不仅可以去除氨氮还TN使用液体回流硝化。正如前面介绍的,彭等人用UASB + AO过程垃圾填埋场渗滤液处理(17]。氨氮水平/ O过程后1100 - 2000 mg / L,氨氮去除率为99%。最大的氨氮去除N-NH容积负荷为0.68公斤₄⁺/ m³·d。通过对UASB + AO的脱氮过程,TN去除率为91 - 93%。吴等人也用UASB + AO处理渗滤液COD和氨氮平均水平9500 mg / L和2000 mg / L,分别和氨氮去除的速度超过97% (39]。通过使用一个反硝化过程的缺氧区/ O过程,一万亿去除率达到了80 - 85%。

陈等人修改A / O工艺处理渗滤液在他们的研究;的有氧舱后添加了缺氧池脱氮(40]。渗滤液的COD和氨氮的平均水平是3144 mg / L和1425 mg / L,分别。这个系统的氨氮和总氮的去除率分别为95%和66.4%,分别。短程硝化率保持在90%。

加拿大皇家银行很容易管理和低消费。两个红细胞过程Kulikowska等人用于治疗渗滤液氨氮浓度平均水平为834 mg / L (41]。单级红细胞可以实现良好的硝化氨氮体积加载在1.92 g N-NH₄⁺/ m²d和氨氮移除率超过99%。氨氮体积加载时为3.6 g N-NH₄⁺/ m²d,两个红细胞过程被要求实现完整的硝化作用,当氨氮体积加载在4.79 g N-NH₄⁺/ m²d和6.63 g N-NH₄⁺/ m²d,分别移除率下降到74.4%和71.6% [41]。

SBBGR是一种新型活性污泥法的特点是高污泥浓度和有效的渗滤液处理。Iaconi等人采用SBBGR处理渗滤液和观察到的COD和氨氮水平在2200 - 3200 mg / L和1500 - 2000 mg / L,分别为(42]。反应堆的氨氮去除率达到99%以上,TN去除率达到99%以上,增加外部碳源。

因为大量的渗滤液中污染物及其复杂的组件,一些研究结合使用的过程,以确保治疗的有效性。例如,刘等人研究了两级/ O和MBR工艺对渗滤液;MBR取代了标准的A / O过程中的二次沉淀池(43]。这不仅保证了系统的污泥浓度是维护而且COD和氨氮的去除是优化。在这项研究中,COD和氨氮在4000 - 20000 mg / L和1450 - 2100 mg / L,分别。氨氮和总氮的去除率达到99.04%和74.87%,分别。高通量测序分析表明,变形菌门(44.57 - -50.36%),拟杆菌(22.09 - -27.25%),Planctomycetes(6.94 - -8.47%),厚壁菌门(3.31 - -4.53%),和Chloroflexi(3.13 -4.80%)主导的在社区系统的细菌类群。

5.4。总结不同活性污泥氨氮去除的过程

由于氨氮具有较强的化学稳定性,它是非常困难的通过标准的物理或化学方法来删除它。因此,活性污泥过程的主要技术用于今天的氨氮去除。无论使用过程,发现大多数以氨氮渗滤液可以有效地通过驯化或硝化细菌的硝化作用。因为高浓度的氨氮有很高的毒性,在实际的应用中,影响氨氮负荷理解和控制非常重要。高氨氮负荷可能毒微生物,减少系统的去除率。

6。TN的去除活性污泥

传统的活性污泥过程可能实现了垃圾渗滤液氨氮排放标准。然而,在硝化过程中渗滤液有机物是耗尽这对传统脱氮过程提出了重大挑战。为了解决TN去除的问题,许多研究人员发现,进一步添加碳源可以启动先进的脱氮。然而,这种方法被认为是成本过高,不适用的工程场景。为了减少对TN去除处理成本,近年来研究人员使用更先进的处理工艺等内源反硝化(ED)和厌氧氨氧化过程(氨)。这些过程不仅能满足要求的渗滤液TN去除但相关费用也较低。这是对满足业界的需要具有重要意义,促进垃圾渗滤液的进一步发展治疗。

6.1。TN去除内源反硝化作用

反硝化细菌能够保持在渗滤液处理碳源。当污水没有外部来源的碳可能画,这种细菌从自身内部使用内部碳源脱氮。如果这个特点可以成功地增强,先进的垃圾渗滤液脱氮可以实现没有添加外部碳源。

序列间歇式反应器朱等人使用一个有氧(ASBR)和SBR治疗早期垃圾填埋场渗滤液(44]。影响COD和氨氮含量在8528 mg / L和1154 mg / L,分别。ASBR的主要作用是调节渗滤液的C / N比率。SBR污水引入C / N比率大约是四比一。第一次填充后,SBR搅拌,生成一个曝气硝化过程。去年曝气后,搅拌直到系统完全去除TN。预先混合原料水的主要目的是保持碳源脱氮,最后搅拌进行了利用内部碳源。系统实现了鳕鱼和TN的去除率为89.61 -96.73%和97.03 -98.87%,分别,没有任何外部所需的碳源。

王等人ASBR和SBR系统也用于治疗早期渗滤液COD和氨氮水平为6000 mg / L和1100 mg / L,分别为(45]。类似于上面的朱等人的研究中,ASBR的主要作用是调节渗滤液的C / N比率。然而,形成鲜明对比,研究朱et al ., SBR的研究是在一个influent-stirring-aeration-stirring-sedimentation-draining过程。激动人心的渗滤液后,反硝化细菌将吸收的碳,将其转换成一个内部的PHB等形式。硝化完成时,反硝化细菌利用存储碳实现。系统的鳕鱼和TN的去除率分别为90%和95%,分别。

总之,先进的可以通过内源反硝化脱氮。这个过程的缺点是它只能治疗早期和中期渗滤液的C / N比大于4。如果C / N比值低于4、不能使用的技术。

6.2。TN去除由厌氧氨氧化

氨是一种先进的自养脱氮过程。其最大的优点是,它不需要碳源,TN去除效率很高。这个过程相关的主要困难是亚硝酸盐的来源。

垃圾渗滤液氨氧化目前用于治疗有两大类:单程氨氧化和氧化两阶段发展。单程氨氧化达到在一个反应堆自养脱氮;有少量的反应堆是一个优势,但控制是很困难的。两阶段发展,包括短硝化和厌氧氨氧化、执行在两个函数的两个核反应堆。第一个反应堆实现semishortcut硝化和第二个反应堆本身使氨氧化;快捷硝化作用发生在第一个反应堆和废水与原水混合成为氨氧化反应器的影响。两阶段的优势氨氧化细菌是高纯度使更高的氮去除效率。其复杂性是它的缺点。

6.2.1。Semishortcut硝化活性污泥

SBR尤其有利于实现semishortcut垃圾渗滤液的硝化作用。Ganigue等人使用SBR处理渗滤液和观察氨氮水平的1623 mg / L (46]。通过控制渗滤液碱度,氨氮体积负荷保持在1 - 1.5公斤N-NH₄⁺/ m³·d。支持的废水稳定semishortcut硝化和亚硝酸盐氮和氨氮的比例是6:4。与此同时,硝酸浓度很低由于高水温、溶解氧,不到5%的水TN。在2012年,Ganigue研究小组发表了一份报告生物资源技术对渗滤液的semishortcut硝化(14]。在6000 mg / L,本研究渗滤液中氨氮水平是高于先前的研究。结果表明,在25°C和35°C,稳定semishortcut硝化作用是通过控制碱度氨氮的比例。最后废水的氨氮,亚硝酸盐比率控制在4:3,为发展提供了良好的基础。李等人也使用了一种SBR处理渗滤液(47]。相比Ganigue et al .,李等人发现semishortcut硝化作用主要是由曝气的数量控制在SBR和废水的pH值。平均的渗滤液氨氮李等人的研究是1748 mg / L。当曝气为19.6±171米³空气/ m·³应用·h,对体积的氨氮负荷达到0.71±0.14公斤N-NH₄⁺/ m³·d。为了实现稳定semishortcut硝化,废水pH值范围是根据不同的氨氮体积负荷调整。这是通常在8.18和8.39之间。

因此,有两种方法可以实现semishortcut nitrification-adjust渗滤液的碱度或废水的pH值。由于重要的渗滤液水质的差异,很难保持稳定semishortcut硝化只控制pH值和渗滤液碱度。如何实现稳定semishortcut硝化作用需要进一步探索和创新。

6.2.2。两级单程以及厌氧氨氧化

温家宝等人使用单程测序批生物膜反应器(SBBR)处理渗滤液氨氧化过程48]。这项研究调查了TN的去除能力SBBR不同溶解氧条件下。结果表明,当溶解氧控制在2.7 mg / L, TN去除率最高,稳定在90%。因此,在单程氨溶氧是非常重要的。

抑制溶氧氨氧化细菌的影响,许一个间歇曝气单程SBR等人用于治疗老渗滤液(49]。短硝化作用时发生的SBR充气和氨氧化时发生的SBR搅拌。溶解氧控制在1.0 - -1.5 mg / L在曝气过程中。最终,SBR的TN去除效率超过90%。TN废水主要包括硝酸。活动的有氧氧化铵,厌氧氨氧化和反硝化NH达到2.83公斤₄⁺- n /公斤_dwNH /天,0.65公斤₄⁺- n /公斤_dw/天,0.11公斤₃⁻- n /公斤_dw/天,分别。

同样,张等人用单程间歇曝气SBR工艺处理渗滤液在他们的研究中,观察到的COD和氨氮水平1900±200 mg / L和1950±250 mg / L,分别为(50]。99.3±0.3%和一万亿年的转换效率铵99±0.1%是后来获得的去除效率。基于氮平衡,氨氮去除的贡献是77.1%和15.6%,脱氮。因此,间歇曝气可以解决干扰从溶氧氨氧化细菌但操作是非常复杂的。

两级氨氧化是更复杂的比单程版本但去除效率要高得多。苗族等人使用了三个SBR处理渗滤液中COD和氨氮水平为2200±200 mg / L和2000±200 mg / L,分别为(51]。系统包括一个碳移除SBR,快捷硝化SBR反应器和氨氧化。碳移除SBR使用简单曝气去除有机物,因此保证厌氧氨氧化活动将被查封。快捷键的功能硝化SBR是氨氧化为亚硝酸盐SBR通过短程硝化过程,以及氨氧化SBR完成过程与最终由氨氧化脱氮。系统的TN去除90%,氨氮体积加载和氨氮去除体积加载N-NH 0.81公斤₄⁺/ m³N-NH·d和0.76公斤₄⁺/ m³分别·d。2016年,苗使用两级SBR和SBBR过程测量COD和氨氮水平3000±100 mg / L (52]。SBR为去除有机物,实现短程硝化,和SBBR的功能是通过使用氨氧化,改变传统的操作模式。花了五个小时来填补系统;延长填充时间的目的是为了避免亚硝酸盐的氨氧化细菌的抑制作用。通过改变操作方式,TN去除率超过95%,废水TN低于20 mg / L。添加填充剂显著提高系统中氮去除的效率。

李等人使用SBR + UASB工艺,实现稳定semishortcut在SBR硝化废水的pH值调整水(53]。氨氧化稳定性的UASB,,最终,氨氮体积N-NH加载是1公斤₄⁺/ m³·d, TN去除率为85±1%。ammonia-oxidizing细菌(AOB)部分硝化SBR主要是隶属于亚硝化单胞菌sp。IWT514和亚硝化单胞菌eutropha。的厌氧氨氧化反应器主要是隶属于国内企业Kuenenia stuttgartiensis(53]。

王等人使用A / O + UASB系统处理渗滤液,COD和氨氮水平的2305 mg / L和1240 mg / L (54]。的功能A / O缺氧反硝化、短程硝化过程。A / O污水进入了一个中间罐,然后进入UASB和原水。鳕鱼和TN的去除率分别为62%和94%,分别。定量PCR反应,国内企业所占据的比例,nitrite-oxidizing细菌和氨氧化/ O是11.39%,1.76%,和0.05%,分别和UASB的比例分别为0.35%,4.01%,和7.78%,分别。

吴等人使用更复杂的UASB + AO + UASB系统和观察到的COD和氨氮水平的2500 - 3000 mg / L和1900 - 2000 mg / L,分别为(55]。第一个UASB脱氮的功能使用碳从原水中,A / O工艺启动短程硝化,和第二个UASB的功能是实现氮去除。系统的最终废水提出了COD、氨氮、和TN含量的70 mg / L, 11.3 mg / L,分别和39毫克/ L。三个反应堆的脱氮率贡献了24.6%,49.6%,和16.1%,分别。

两级反应堆表象等人用于治疗老渗滤液的内部循环氨氧化实现(56]。支流的氨氮和亚硝酸盐浓度235 - 655 mg / L和261 - 858 mg / L,分别。由于性能优良的内部循环系统、氨氮体积承载率超过10公斤N-NH₄⁺/ m³·d。一个高N-NH TN去除率为9.52±1.11公斤₄⁺/ m³观察·d的TN浓度影响为1500 mg / L。特定的氨氧化活动被发现0.598±0.026 g N₂ng / VSS·d。DNA分析表明,Candidatus Kuenenia stuttgartiensis是核反应堆的优势种为37.45%。

6.3。TN去除由活性污泥过程的总结

TN去除一直在一个问题与渗滤液处理所有先前的研究和活动相关。随着新技术、ED和氨氧化有积极和消极的特点。ED的最大优点是不需要外部碳源获得高TN去除和操作很简单。然而,这个过程的一个缺点是它只能处理渗滤液当它包含足够的碳,这限制了其应用。

氨氧化是一个热的水处理技术,其优点是成本低、TN的去除率高,不需要外部碳源。然而,氨氧化的缺点是,它是一个复杂的过程,管理的系统是很困难的。此外,氨氧化细菌是很难获得和缓慢增长。系统的驯化是有问题的。

7所示。总结

总之,由于低成本和良好的结果,活性污泥过程是首选的垃圾填埋场渗滤液处理技术。排放符合所需的标准很容易意识到如果有机物质和TN的问题可以解决。TN去除渗滤液是特别困难的;常规处理流程是目前低效率和高成本,这实际上很难应用渗滤液处理。新的治疗过程,例如ED和氨氧化有显著的优势。这些过程及其参数的设计应该追求和优化水处理行业;未来的研究应该探索和关注这些核心渗滤液流程。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作是在山东省自然科学基金的支持下,中国(ZR2017BEE067)科技计划的住房和城乡建设部中华人民共和国,北京先进创新中心的开放项目未来的城市设计,北京大学的土木工程和建筑(UDC2017031712)和中国国家重点研发项目(2017 yff0209903)。

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