厌氧处理工艺在垃圾渗沥液处理中的应用浅析

期刊: 环球科学 2023年第10期 DOI: PDF下载

姜在福

山东省昌邑市环境卫生中心 山东潍坊 261300

摘要

对于高含氮量的城市生活垃圾渗沥液,采用厌氧法处理,能有效地防止污水排放造成的环境污染。厌氧法用于高浓度有机废水的处理已经有了很长时间的历史,而对渗沥液的厌氧法更是经过了多年的研发。针对高CODCr浓度的垃圾渗沥液,通过厌氧法可有效地脱除其中的污染物,进而降低后续处理设施的有机负荷,节约工程投资和运行成本。


关键词

厌氧处理工艺;垃圾渗沥液;渗沥液处理

正文


引言:

随着我国经济和社会的发展和人口的增多,城市生活垃圾的量也在逐年增长。焚烧厂垃圾渗滤液是生活垃圾进入焚烧或裂解处置前一般需在垃圾贮坑内堆酵3~7天,以使垃圾熟化并沥除水分,提高垃圾热值,此过程中会产生大量的垃圾渗滤液。垃圾焚烧发电厂的垃圾贮坑一般建在室内,且垃圾渗滤液是由生活垃圾在短短数天内堆酵形成的。常规生物技术难以对其进行高效处理,而采用物理-化学等方法,存在着成本高、能耗大等问题。在我国垃圾填埋场的日益严格的环境条件下,急需发展一种新的、廉价的填埋场渗沥液处理技术。

1厌氧处理工艺概述

1.1厌氧生物污水处理技术原理

厌氧生物处理技术常用于城镇生活污水处理,以及高浓度有机工业废水的处理。在工业废水处理中,该技术的应用需要经历三个阶段。(1)水解酸化阶段。在这一阶段,水解产酸细菌通过细胞外酶的作用将复杂的大分子、不溶性有机物溶解,从而使其结构变得更小,更易处理。处理后的小分子、溶解性的有机物可以在生物分解的过程中产生有机酸类、醇类,若废水有机物中氮含量较高,则会在分解的过程中形成氨气,同时部分含氮有机物会在水中电离形成碳酸氢铵,从而有效避免细菌消化液对污水pH值带来的不良影响。(2)产氢产乙酸阶段。该阶段在相关细菌的分解、作用下有效分解水解酸化阶段产生的有机酸,生成乙酸和氢气,同时在降解过程中还会生成性质较为稳定的二氧化碳[1]。(3)产甲烷阶段。该阶段同样是在生物菌类的帮助下,有效转化第二阶段生成的乙酸、乙酸盐、二氧化碳、氢气气体,从而生成可用于能源回收的甲烷。经过三个阶段的处理,工业废水大部分的有机物得以有效处理。

1.2厌氧生物污水处理技术特点

(1)低能耗。厌氧生物在生存和繁殖的过程中不需要太多氧气,不需要鼓风机保持良好的含氧量,也不会产生相应的能源消耗。大部分污水的处理过程类似于静置处理,在处理设施建设的过程中,保持良好的高程差即可,能减少水泵的使用,从而达到降低能耗的目的。(2)低污泥产量。相较于好氧生物,厌氧生物的增殖速度较慢,不会因为生物的增殖而生成絮状物质,从而减少污泥的产量,并进一步减少淤泥阻塞造成的处理能力不佳现象[2]。(3)有机物处理能力较强。厌氧生物可以处理部分好氧生物无法降解处理的有机物,在有机物含量较高的污水处理方面有较强的适用性。(4)反应过程较复杂、对反应条件要求较高。厌氧生物的处理需要经历不同的阶段,每个阶段的处理目的有较大的不同,通过协同工作保证良好的污水处理效果,因此反应过程较复杂。在不同的处理阶段,厌氧生物对环境的要求有较大的区别,温度、pH值等客观因素都会影响厌氧生物的处理能力[3]。(5)会产生氨气。厌氧生物处理的过程中会产生较多氨气,处理过程中伴有较强的臭味,因此需要做好应对措施,以免对空气、人类身体健康带来影响。因此,该技术对本身含有氨氮的污水处理效果不理想。

2厌氧处理工艺在垃圾渗沥液处理中的应用

2.1重视渗沥液水质的分析

不同地区、不同季节、不同地区的渗滤废水的质量有较大差异。在我国南部,

CODCr 含量的季节性变化不明显,而在北部,其季节性变化不明显。这主要是由于我国南方高温天气,垃圾填埋场的生物化学作用,使部分CODCr在填埋场中被降解。但在北方,低温条件下的生物化学过程十分缓慢,造成了渗沥液中CODCr的含量偏高。降水还会对土壤中的化学需氧量产生一定的影响[4]。目前,我国生活垃圾填埋场普遍无法实现雨水与污水的有效分离,特别是在操作不规范的情况下,导致了在降雨多的区域,渗沥液CODCr值较低,而在降雨少的区域,CODCr值较高。

2.2重视外部条件对厌氧处理系统的影响

2.2.1温度

随着各类新型厌氧反应器的不断发展和生物量的不断提高,温度对于厌氧发酵过程的影响已经不明显。所以,经处理过的污水一般都是在20-25℃条件下进行的。在我国南方,冬天的最低温度可以达到20摄氏度,通常在没有加热的情

况下,厌氧罐也能够正常运转,并且CODCr的脱除率不小于60%。在我国北方,冬季低温,渗沥液在室外贮存时,一般不会达到10摄氏度,因此,需要对渗沥液进行加热才能使其正常运转[5]。二是将渗沥液调蓄池设置在钢筋混凝土框架内,并将调蓄池埋入地下,以防止温度的流失。经现场测试,在我国北方较冷的地区,在没有加热的情况下,采用这种方法,可使污水厂的污水温度达到20℃以上,从而使污水厂的污水处理系统能够在不加热的情况下正常运转。但是,在蓄水池中加入钢筋水泥,投资过高。

2.2.2pH

由于产甲烷菌对pH十分敏感,通常认为其最适pH值在6.8-7.2之间,因此, pH值是影响厌氧发酵的最主要因子。在 pH 值≤6.5 或≥8.2 的条件下,对产甲烷菌有很强的抑制作用,从而使整个厌氧发酵工艺变得更糟。在厌氧体系中, pH值与进水水质(有机质浓度、有机质种类等)、生化反应、酸碱平衡等密切相关。气体-固体-液体相之间的溶解度等。当厌氧体系被酸化后,它的修复过程将会非常漫长。因此,在系统运行时,需要实时监控厌氧进水的 pH值,如果发现系统pH值有了改变,就应该及时调整,使其在最适宜的 pH值下发挥功能。

2.3厌氧处理系统出水COD浓度的控制

由于渗沥液体 COD、NH3-N等高浓度特征,因此,污水中的 COD浓度是决定好氧区域容量的重要因素,因此,准确地测定污水中的 COD浓度,对于污水中的 COD浓度,以及污水中的NH3-N、NH3-N等污染物,都有着重要的意义。若厌氧法对COD的脱除率太高,也就是生化法处理的进水中COD浓度太低,则会造成生物法处理体系中的碳源短缺,需要补充碳源[6]。所以,在厌氧处理系统中,不能简单地追求 COD的高脱除率,而是要使出水中的 COD达到一定的水平。

结束语:

综上所述,利用厌氧法对垃圾渗沥液进行处理,不仅能有效地脱除其中的有机物,而且还能减轻后处理体系的负荷,同时还能节约运行费用。为了确保厌氧工艺的顺利进行,需要对渗沥液的温度和 pH值分别进行20℃和6.8-7.2的试验。这就需要对厌氧系统对CODCr的去除率进行控制,厌氧处理系统出水CODCr浓度应该能够满足后续生物处理硝化和反硝化的要求。

参考文献:

[1]朱米家,王成,雷梦莹.厌氧氨氧化生物除氮技术在水处理工艺中的研究进展[J].山东化工,2020,49(05):96-98.

[2]耿震,王罕.餐厨废弃物厌氧消化沼液处理工艺设计[J].中国给水排水,2019,35(22):62-65.

[3]刘景良,柴峰,崔斌.厌氧氨氧化工艺在老龄化垃圾渗沥液处理中的应用[J].区域治理,2019,(44):134-137.

[4]张越锋,谢鑫,吕玲玲.厌氧-好氧工艺处理啤酒废水的工艺研究[J].广东化工,2019,46(20):75-77.

[5]刘川续.厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展[J].环境与发展,2019,31(10):80-81.

[6]马志洋.厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展[J].中国金属通报,2019,(09):122+124.


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