垃圾滲濾液氨氮出水水質(zhì)偏高的影響因素及措施
含氮污染物是目前垃圾滲濾液處理的主要對象之一,隨著國家排放標準的提高,在處理工藝條件不變的情況下,如何依據(jù)現(xiàn)有條件提高氨氮的處理能力,逐漸成為垃圾滲濾液處理研究的方向。
1.影響因素
(1)進水水質(zhì)中氨氮濃度升高
①原理
滲濾液中的氨氮主要來源于填埋垃圾中的蛋白質(zhì)等含氮類化合物的生物降解,其濃度變化隨著填埋時間的延長,氨氮呈上升趨勢。在現(xiàn)有處理工藝不變的情況下,必然使容積負荷增加,導(dǎo)致氨氮生物降解率低,從而出現(xiàn)出水水質(zhì)中氨氮濃度有所偏高。
②措施
A.減少后續(xù)機械(超濾、納濾、反滲透)運行時間,增加曝氣時間。平時注意檢測進水、生化系統(tǒng)(硝化和反硝化)內(nèi)C、N、P含量,保持微生物系統(tǒng)營養(yǎng)平衡。碳源不足,可加葡萄糖或甲醇,氮、磷不足可加肥料。
B.減少進水量,可以減少容積負荷,提高氨氮降解率。
(2)溫度變化
①原理:溫度是影響微生物正常生理活動的重要因素之一。在垃圾滲濾液中,氨氮的去除主要靠硝化細菌(nitrifyingbacteria),其最適宜的溫度范圍是15℃~30℃。當溫度低于13℃時,硝化細菌的活性開始迅速下降,當溫度低于4℃時,硝化細菌的生命活力處于休眠狀態(tài)。
當水溫高于40℃時,其處理效率會急劇降低,使?jié)B濾液中的氨氮達不到有效地硝化,若將溫度升高到一定的限度,硝化細菌生長停止,并最終導(dǎo)致死亡。據(jù)有關(guān)研究報道,好氧異養(yǎng)菌(aerobicheterotrophicbacteria)在呼吸過程中,每個葡萄糖約產(chǎn)生38個分子的ATP(三磷酸腺苷Adenosinetriphonsphate),ATP是組織細胞一切生命活動所需能量的直接來源,儲存和傳遞化學(xué)能;在厭氧反應(yīng)中,每個葡萄糖約產(chǎn)生2個分子的ATP(三磷酸腺苷),都是能量釋放過程。實際觀察也可證明,即使天氣溫度逐漸下降至5℃,在延長曝氣時間條件下,經(jīng)檢測溫度可保持在15~17℃。
②措施:A.延長曝氣時間,讓微生物有充分的降解時間。B.在條件允許下,也可采用大功率的加熱器給反應(yīng)器通電加熱。C.降低污泥負荷,提高活性污泥與溶解氧的濃度。
(3)運行不當
①原理:曝氣量過大,活性污泥中的溶解氧(dissolvedOxygen)濃度過高,一方面會抑制反硝化細菌(denitrifyingbacteria)利用硝酸鹽(nitrate)或亞硝酸鹽(nitrite)作為電子受體的反硝化反應(yīng)(denitrificationreaction),從而影響總氮的去除,另外還會使活性污泥的營養(yǎng)平衡遭到破壞,再一個原因,長時間的曝氣,劇烈的攪拌和翻滾,會讓活性污泥絮凝體縮小質(zhì)密,造成出水水質(zhì)渾濁。曝氣量過少,溶解氧少,會導(dǎo)致硝化細菌生長和代謝活力變緩甚至停止。
②措施:經(jīng)常檢測微生物系統(tǒng)的溶解氧,當溶解氧濃度高于5mg/l時,將進氣閥門打開,放出部分氣體;當溶解氧濃度低于2mg/l時,檢查曝氣設(shè)備,是否有堵塞的地方,造成氧氣不足。
(4)PH值
①原理:在曝氣生物濾池反應(yīng)器里,當PH值低于6.5或高于8.0時,都會降低硝化速率。硝化反應(yīng)需要消耗一定的堿度,PH值應(yīng)控制在略大于7.0。在厭氧反應(yīng)器中,當PH值低于5.0時,它對產(chǎn)甲烷菌(methanogens)形成毒害,對產(chǎn)酸菌(acid-formingbacteria)也有抑制作用。
當PH值高于8.0時,對產(chǎn)甲烷菌活性有嚴重的抑制作用,影響硝化細菌和產(chǎn)甲烷菌的活性,最終影響氨氮的去除率,因而會使氨氮在出水水質(zhì)中的含量偏高。
②措施:隨著填埋時間的延長,氨氮濃度的提高,進水PH值可呈弱堿性。當PH﹥8.0時,可加醋酸(不可加HCl,因鹵元素對微生物有毒害作用或抑制作用),加醋酸時,應(yīng)緩慢將PH值往下調(diào),不可一次性將PH值降低到7.0;同樣,當PH﹤6.0時,加氫氧化鈉時,應(yīng)緩慢將PH值往上調(diào),不可
一次性將PH值調(diào)高到7.0。因為反應(yīng)器中的微生物對PH都有一個緩慢適應(yīng)過程,PH值突然變化太大,對微生物將是一個嚴重沖擊,甚至能破壞整個生態(tài)系統(tǒng)。
(5)泡沫過多
①原理:在活性污泥處理滲濾液系統(tǒng)中,通過微生物的新陳代謝作用,將有機物分解,從而達到清潔水質(zhì)的作用。
而不論是何種因素在硝化和反硝化過程中引起的泡沫,它都是絲狀菌(filamentousbacteria)與微生物菌膠團(zoogloea)細菌競爭的結(jié)果。
當滲濾液容積負荷(volumereicloading)過高時,水中缺氧,抑制了菌膠團細菌的生長,有利于耐受低氧條件的絲狀菌(球衣細菌)的大量繁殖;而當容積負荷過低時,會使絮體狀中的菌膠團細菌得不到足夠的營養(yǎng),而絲狀菌則形成長的絲狀體,以便更好的吸收環(huán)境中得營養(yǎng)。
絲狀菌的大量繁殖,不但更易形成泡沫,同時引起污泥膨脹導(dǎo)致出水水質(zhì)下降,氨氮出水含量偏高。另一方面,由于在液體表面形成的液—氣界面,多余的氨隨隨氣體上升浮到液面,因為液—氣界面的氣面上被不易破裂的泡沫覆蓋,氨氣揮發(fā)不了,又重新溶于液體中,增加了微生物的處理量,還發(fā)出惡臭的氨氮味,又會造成滲濾液體系中C:N:P的比例失衡,從而導(dǎo)致出水中氨氮偏高。
②措施:
A.將PH值控制在6.5~7.5之間;
B.調(diào)節(jié)曝氣量;
C.采用機械消泡裝置與消泡劑相結(jié)合的方式。
(6)處理系統(tǒng)的機械內(nèi)部裝置的更換
①原理:在納濾、反滲透膜的前段,一般安裝有保安過濾器,內(nèi)有濾芯、濾袋。由于長時間在壓力下運行,及本身處理液和酸堿清洗時的腐蝕,會使濾袋(filrer-bag)、濾芯(filterelement)某些部位的纖維移動而變薄變形,這既起不到保護膜元件(membraneelement)的作用,也會引起出水水質(zhì)變差。
②措施:一般的濾袋、濾芯要求在2~3個月?lián)Q一次,及時更換新的,不要等到用肉眼可觀察到濾袋透光,濾芯變形才換。
2.結(jié)論
氨氮出水水質(zhì)偏高一般都是有多種因素造成的,以上辦法都有較強的針對性,在使用時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的實際情況,多種控制措施同時使用,才能保證出水水質(zhì)。