何宗健，鄧國志
（南昌大學環境與化學工程學院，江西 南昌 330029）

　　摘　要：在垃圾滲濾液處理中，對缺氧生物濾池預處理垃圾滲濾液進行了試驗研究，結果表明：缺氧生物濾池不僅具有很好的消泡、脫吸CO2和H2S的作用，而且對滲濾液中的COD和NH3-N具有一定的去除作用。研究認為，當水力負荷在12m³／（m².d）以下，有機負荷（以COD計）不超過12.7kg／（m³·d)時，COD預去除率可達到40％以上。
　　關鍵詞：缺氧；生物濾池；垃圾；滲濾液；污水處理
　　中圖分類號：X703．1；X799．3
　　文獻標識碼：A
　　文章編號：1009－2455（2003）02－0029－03

A Study of Pre-Treatment of Garbage Percolate
with Anaerobic Biological Filter Tank
HE Zong-jian, DENG Guo-zhi
(forol of Enrironmeatof and ChemicaI Engineering hachang Uthersisy NanChang 3J0029, China)

　　Abstract: Pre-treatment of garbage percolate with anaerobic biological filter tank was tested and studied in　the tratment of garbage percolate. The results show that anaerobic biological filter tank not only has very good defoaming and CO2 and H2S desorption functions but also has the function of removing COD and NH3-N in the
perolate to some extent. It is shown by the study that when hydraulic load is below 12 m³/ (m². d) and organic
load(C0D) does not exceed l2. 7 kg/ (m‘‘ d), the pre-removal rate of COD may exceed 40%.
　　Keywords: Anaerobic; biological filter tank; garbage; percolate; wastewater treatment

　　近年來我國許多城市建造了垃圾衛生填埋場，垃圾滲濾液的有效處理已經成為垃圾填埋場所面臨的最為棘手的問題之一。垃圾滲濾液的處理多采用生化法。由于垃圾滲濾液的成分復雜，不僅含有大量的有機污染物，甚至含有有毒有害物質，因此在用生化法處理垃圾滲濾液的過程中一般要進行預處理。目前，垃圾滲濾液的預處理多采用物化法，如混凝沉淀法、氨吹脫法[1]。這兩種方法都有一定的局限性。考慮到現有垃圾填埋場的場齡較長，滲濾液的可生化性較差，氨氮含量偏高，本文采用缺氧生物濾池對垃圾滲濾液的預處理進行了研究。

1 試驗裝置

　　缺氧生物濾池的外形規格:1．32m×1.12m×5.8m，鋼結構，防腐內襯，內掛半軟性填料。裝填高度為5.0m。從上部通過固定噴頭均勻噴淋布水，出水進入UASB，池體正對兩側在1.4－5.2m處開設通風孔。UASB的外形規格：2.8m×1.9m×5.8m，鋼結構，防腐內襯，有效容積為25m³，附帶φ0.4m×1m水封罐1個，其中的三相分離器是專利產品。

2 試驗結果與討論

2．1 缺氧生物濾池的掛膜起動
　　試驗裝置安裝完畢，開始從集水井按流量Q＝200L／h連續進垃圾滲濾液，1個星期后，對下部填料上的污泥進行生物相觀察，發現有活的生物體存在。于是按流量Q＝300L／h進水，持續10d后，可以明顯看到填料上有灰白色的粘性生物膜。之后再次提高流量到400L／h，半個月后，褐色的粘性生物膜幾乎布滿了填料表面，此時出水水質基本穩定，掛膜起動時間大約1個月。
　　 由于垃圾滲濾液中營養物質豐富，掛膜過程中勿需另加營養物質；水力負荷不宜過大，防止剛形成的生物膜被水沖走。掛膜時水力負荷可采用4－8m³／（m².d），約為正常運行的50％－70％。最后，掛膜過程中未對pH值進行調節，這樣膜形成后能更好地適應原水水質的變化。
2．2 缺氧生物濾池的運行效果
　　現場發現滲濾液在污水處理廠的集水井、調節池和一沉池水面上均有大量泡沫，如果原水直接從集水井進入UASB，這些泡沫會聚積在三相分離器的氣室內，造成出氣口堵塞。試驗前期，按UASB從缺氧生物濾池進水進行試驗，結果表明：UASB反應池表面無泡沫，出氣量比較穩定，經測定甲烷的體積分數達到85％。試驗后期，對工藝流程作了調整，原水經集水井直接進人UASB反應池，結果發現：反應池表面聚集一層白色泡沫，出氣量極不穩定，經測定甲烷的體積分數只有65％左右。前期和后期的對比試驗結果表明：兼氧生物濾池有較強的消泡作用，而且填料上的自養微生物以CO₂作為碳源，將滲濾液中的無機物H₂S氧化而去除，從而達到脫吸CO2和H2S的效果，而CO₂和H2S對厭氧微生物的生長具有抑制危害[2]；同時對COD，NH₃-N均有一定的去除效果。
2．2．1 缺氧生物濾池對COD的去除效果
　　表1給出了缺氧生物濾池在不同工況下的運行結果，從表1中可以看出：流量在500－700L／h，水力負荷在10.0－16.0m³／（m².d）變化時，COD的平均去除率穩定在25％以上，表明缺氧生物濾池具有良好的適應水力負荷變化的能力。在設計流量Q＝600L／h，水力負荷為12.0m³／（m².d），進水ρ（COD）在4620－8840mg/L時，COD的去除率穩定在23％－43％，說明了缺氧生物濾池具有一定的適應有機負荷變化的能力。

表1 生物濾池在不同條件下的運行結果

流量/（L.h^-1) 水力負荷/（m³.m-2.d-1) 進水ρ（COD）/（mg.L-1) 出水ρ（COD）/（mg.L-1) COD平均去除率/% 500 10.0 4780-7440 3010-5150 32.3 600 12.0 4620-8840 2890-6420 31.1 700 14.0 4860-7780 3110-6030 28.2 800 16.0 5380-7900 3560-6420 25.8 900 18.0 5180-8710 3840-7130 19.2 1000 20.0 4240-7990 2930-7120 15.3

2．2．2 缺氧生物濾池對NH3-N的去除效果
　　本次試驗的進水pH值均在7.8左右，在自然條件下空氣進人缺氧生物濾池與通過填料的廢水接觸，起到了一定的氨吹脫作用。同時廢水中有一定量的氨氮轉化為硝酸鹽氮，在缺氧條件下可被反硝化細菌作用而還原成亞硝酸鹽，最終轉化為氮氣等。圖1表明缺氧生物濾池的進水氨氮的質量濃度在840－1080mg／L時，出水均穩定在750mg/L左右，氨氮去除率穩定在20％左右。

2．3 設計參數的分析
　　水力負荷和有機負荷是生物濾池設計、運行的重要因素，為了摸清該單元對這兩種負荷的適應能力，掛膜起動穩定以后，分別對Q=500，600，700，800，900，1000L／h進行了試驗，其中Q＝600L／h是設計流量。
2．3．1 水力負荷對COD去除率的影響

　　圖2表明：水力負荷在10.0－16.0m³/(m².d)范圍內，隨著水力負荷的增加，COD去除率呈下降趨勢，但下降緩慢，僅由32．3％降到25．8％。因為水力負荷增大，廢水與生物膜的接觸時間變短，不利于COD削減；但水力負荷增大，大的水流可以清除填料上的污物和失去活性的生物膜，有利干膜的更新，加快了COD的去除，所以水力負荷在一定范圍內變化時，COD去除率變化不會很大。但是當水力負荷超過16.0m³／（m².d）時，COD去除率的下降趨勢明顯加快。
2.3.2 有機負荷對COD去除率的影響
　　為了更好地反映出生物濾池的COD去除率與有機負荷的關系，圖3是Q=60OL／h，水力負荷為12.0m³／（m².d）時COD去除率與有機負荷的關系曲線。

　　由圖3可見，隨著有機負荷的增加，COD去除率下降，但當有機負荷（以COD計）在11.1－12.7kg／（m³.d）時，COD去除率變化很小，基本穩定在40％左右。當有機負荷（以COD計）在12.7-21.2kg／（m³.d）時，COD去除率的下降趨勢加快，由40％下降到23％。因為在一定條件下生物濾池單位體積填料能夠去除的COD的數量有一定限度。在此限度內，當水力負荷一定時，廢水濃度增加，則單位體積填料所去除的COD也增加，但是如果超過這一限度時，COD的去除率將會降低。

3 結論

　　通過以上的試驗結果及分析可以得出如下結論：
　　①用缺氧生物濾池預處理垃圾滲濾液時，能起到一定的脫吸NH3-N，降解有機物的作用，為后續厭氧反應器的高效運行創造了良好條件。
　　②當水力負荷在10.0－12.0m³/（m².d）。有機負荷（以COD計）在11.1－12．7kg/（m³.d）時，COD的去除率可達到40％以上。
　　③本試驗采用的缺氧生物濾池作厭氧預處理的工藝在國內尚是首次提出，特別是用于垃圾滲濾液的處理，在國內更是首次應用。整個工藝流程簡單，無任何污水、污泥回流，管理方便。

參考文獻：

　　[1] 唐加福，李國建．城市垃圾填埋場滲濾波處理工藝比較[J]．環境衛生工程．1994，2（1）：15－19．
　　[2] 郭靜，黃焱歆．生物德地脫臭性能的研究［J］．中國給水排水，1996，2（2）：32－34．

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　　作者簡介：何宗健（1964－），男，安徽東至人，副教授，現任南昌大學環化學院教研室主任兼環科所所長，電話（0791）8183697。