概述垃圾焚烧渗沥液脱氮处理工艺
城市生活垃圾在垃圾焚烧厂的堆酵过程中会产生大量的垃圾焚烧渗沥液,针对其COD、氨氮浓度高的水质特点,主要采用“厌氧+好氧”生化组合工艺进行处理。其中,厌氧生化阶段主要用于有机物的去除,此阶段有机氮被降解,厌氧出水中氨氮浓度会进一步升高,需在好氧生化阶段进行脱氮处理,而在脱氮过程中会有温室气体N2O产生。因此,在污水处理工艺中需要调控工艺参数来控制N2O的排放。
N2O在生物脱氮工艺中的好氧硝化和缺氧反硝化过程均有产生。在好氧硝化过程,氨氧化过程中不稳定中间产物NOH的降解及其降解产生的NO的还原过程会产生N2O,氨氧化菌(AOB)对亚硝酸盐(NO2--N)的还原过程也会产生N2O;在缺氧反硝化过程,溶解氧过高,碳氮比过低等导致氧化亚氮还原酶(Nos)活性降低的运行条件会使反硝化产物停留在N2O。KISHIDA等研究了SBR反应器在处理养猪废水过程中C/N对N2O排放的影响,发现BOD5/TN为2.6时反应器中N2O的释放量是BOD5/TN为4.5时的270倍;PAN等研究了SBR反应器在处理人工配水过程中pH对N2O产生和排放的影响,发现当pH为6.0时SBR反应器中N2O的积累量最高,当pH为7~9时SBR反应器中几乎没有N2O的积累;郭慧雯等研究了A/O反应器在生活污水处理过程中DO浓度、SRT和硝化液回流比(R)等3个工艺参数对N2O产生的影响,发现好氧处理单元DO浓度为1.2mg·L-1、SRT为20d和R为300%时A/O反应器中N2O的释放量最少;张婷婷等研究了A/OSBR反应器在处理人工配水过程中温度对N2O排放的影响,发现在一定温度范围内(10~35℃),N2O的释放量随温度升高而降低。由此表明,废水脱氮系统中进水COD/N、pH、温度和回流比等参数是影响N2O释放的重要参数。本文采用A/OMBBR工艺来对垃圾焚烧渗沥液经厌氧生化处理后的出水进行脱氮处理,研究进水COD/N、pH、温度、回流比值对脱氮过程中N2O释放量的影响,确定控制N2O排放的最优运行参数,为减少垃圾焚烧渗沥液脱氮过程中N2O的排放提供参考。
1.3水质指标的测试方法
COD的测定采用高温消解快速测定法;NH4+-N的测定采用纳氏试剂比色法;NO3--N的测定采用紫外分光光度法;NO2--N的测定采用可见分光光度法;TN的测定采用高温消解紫外分光光度法;DO的测定采用Multi3420便携溶氧测定仪(德国WTW公司);pH的测定采用Multi3420便携pH计(德国WTW公司)。
1.4N2O气体分析
A/OMBBR在运行期间连续曝气,通过曝气泵控制进气流速,通过气体流量计测定出气口产气流速,并用铝箔塑料气袋集气,按日取样并测定。采用Agilent7890A气相色谱仪测定采集的气样,所用色谱柱为HP-5毛细柱(30m×320μm内径×0.25μm膜厚),所用色谱条件为:进样口100℃;炉温60℃;EDC检测器300℃。
2结果与讨论
2.1A/OMBBR反应系统的启动
采用经EGSB处理后的垃圾焚烧渗沥液厌氧出水为A/OMBBR反应器的进水(COD/N=5.5),通过连续流进水逐渐排出系统中的污泥,并梯度提升反应器进水氨氮负荷(NH4+-N浓度从100mg·L-1提升至300mg·L-1),大约运行10d后,系统内的泥已全部排出,运行40d后,系统对NH4+-N的转化率稳定在99%、对TN的去除率稳定在75%左右,反应器启动成功,以此进水氨氮浓度进行后续实验。
2.2COD/N对脱氮系统N2O释放量的影响
控制进水COD/N,研究A/OMBBR系统对N2O释放的影响,结果如2所示。
由2可知,COD/N的降低会导致A-MBBR中N2O释放量的升高,而O-MBBR中N2O的释放量在一定范围内波动,没有明显变化趋势。其原因被认为是COD在反硝化过程中作为电子供体,当COD不足时,各类反硝化作用酶(硝酸盐还原酶,亚硝酸盐还原酶,NO还原酶,氧化亚氮还原酶)会竞争有限的电子,而Nos的电子竞争力最弱,当COD/N过低,Nos对COD提供的电子的利用率降低,N2O无法被彻底还原,释放量升高。
同时,COD/N的降低会导致TN去除率和NH4+-N转化率的降低,但COD的去除率始终维持在90%左右。这是因为COD不足,导致反硝化速率下降,TN去除率下降,无法为硝化过程提供充足的碱度,NH4+-N转化率下降。
从保证N2O低排放和高脱氮效率的角度出发,A/OMBBR脱氮系统应控制COD/N不低于4.2。
等利用SBR反应器研究COD/N对全程和短程反硝化脱氮过程中N2O产量的影响时发现,全程和短程反硝化COD/N分别为6.01和4.13时,NO3--N和NO2--N完全被还原,反硝化过程中几乎没有N2O产生。巩有奎等利用SBR反应器研究进水COD/N对短程反硝化过程中N2O释放的影响时发现,低COD/N条件下,NO2--N还原酶会和N2O还原酶竞争内碳源电子供体,导致N2O的积累。由于选用工艺和处理水质的不同,实验所得的最佳COD/N值有所差异。欢迎了解更多关于与的相关信息，欢迎前来了解咨询。