BACF深度处理垃圾渗滤液生化出水的效能与机理

摘要

垃圾渗滤液是垃圾填埋、焚烧和堆肥等处置过程中产生的一种高浓度有机废水，具有水质波动大、重金属含量高、营养比例失调、氨氮浓度高等特点。垃圾渗滤液如果不加以处理，会对大气、水体及土壤等产生二次污染，并且其有毒有害物质会威胁到人类健康。目前，深度处理后，垃圾渗滤液的二级出水仍难满足要求，一些物化深度处理法存在成本高、易产生二次污染等问题。因此，研究高效经济无污染的深度处理技术，具有重要意义。
　　本研究采用曝气生物活性炭滤池（BACF）对垃圾渗滤液进行深度处理。主要完成了填料优选、反应器挂膜启动、工艺条件优化、稳定运行效果、冲击负荷、不同高度层污染物去除机理分析以及微生物分布特性等内容，为BACF在深度处理垃圾渗滤液方面提供技术支持。
　　填料选择过程中，利用表观观察、红外光谱分析、比表面积测定等方法对三种活性炭进行物化表征。通过对三种活性炭进行静态吸附能力和动态挂膜能力对比，确定了破碎活性炭吸附效能和挂膜效能最佳。以破碎活性炭作为滤池的填料，采用自然挂膜和接种挂膜结合法启动反应器，在挂膜运行20d左右，渗滤液的氨氮去除率稳定达到95%左右，并镜检到一些标志性微生物，至此挂膜成功。通过研究填料填充度、水力停留时间（HRT）、气水比、曝气位置、pH等因素对反应器效能的影响，确定了反应器的最佳工艺组合条件如下：填料填充度为80%，HRT为8h，气水比为3:1，底部曝气，pH为7~8。
　　在最佳工艺条件下运行反应器，得到稳定运行结果：当进水 COD、氨氮和TN的浓度分别为400.0mg/L、91.0 mg/L和122.9 mg/L时，滤池COD、氨氮和TN的去除率分别可以达到85.8%、98.7%和61.2%。在反应器稳定运行基础上，对其进行冲击负荷实验，表明：BACF的抗有机负荷能力较强，抗氨氮负荷能力一般。进水COD浓度需控制在450mg/L以下，氨氮浓度控制在90mg/L以下。当反应器中同时存在碳氧化和氨氧化过程时，在填料不同高度层会形成不同的微生物优势种群。通过对不同高度填料层的水质和生物指标变化进行分析，发现：反应器对有机物的降解主要发生在0~40cm填料段；对氨氮的降解主要发生在0~60cm填料段；生物量随着填料层的增加而减少；生物活性随着填料层的增加呈现先增强后减弱的趋势。
　　本文研究的工艺用于对垃圾渗滤液生化出水的深度处理，出水达到预期要求。研究成果可为BACF在深度处理垃圾渗滤液方面提供相关数据支撑。

目录

第1章绪论

1.1 引言

1.2 垃圾渗滤液的来源与特性

1.3 垃圾渗滤液深度处理方法

1.4 曝气生物滤池

1.5 课题研究的目的与意义

1.6 主要研究内容及技术路线

第2章实验装置与方法

2.1 实验装置与材料

2.2 实验用水与水质

2.3 分析指标及方法

2.4 数据处理与计算

第3章BACF的填料优选

3.1 引言

3.2 活性炭的物化性质

3.3 活性炭的静态吸附能力

3.4 活性炭的生物膜培养

3.5 本章小结

第4章BACF的启动及工艺条件优化

4.1 引言

4.2 BACF的挂膜启动

4.3 填料填充度对BACF的效能影响及优选

4.4 曝气位置对BACF的效能影响及优选

4.5 气水比对BACF的效能影响及优选

4.6 水力停留时间对BACF的效能影响及优选

4.7 pH对BACF的效能影响及优选

4.8 BACF的稳定运行效果

4.9 本章小结

第5章BACF对污染物的降解机理

5.1 引言

5.2 冲击负荷对BACF的效能影响

5.3 不同高度层有机物降解过程

5.4 不同高度层氨氮降解过程

5.5 不同高度层微生物分布特性及对污染物去除的贡献

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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致谢