基于厌氧序批式反应器的垃圾渗滤液预处理研究

摘要

垃圾渗滤液是一种污染物浓度高、成分复杂且性质多变的有机废水，其处理难度很大。目前，厌氧预处理作为渗滤液处理工艺中的一部分，对处理效果起着关键性的作用。本研究以垃圾渗滤液为研究对象，利用厌氧序批式反应器(ASBR)对其进行预处理，以达到有效降低后续有机负荷的目的。在认识ASBR基本原理的基础上，通过室内模拟试验，对ASBR反应器进行快速启动，分析了其对渗滤液的处理效果;探讨了对渗滤液中小分子有机物的去除特性;研究了对渗滤液中难降解大分子有机物的降解规律及动力学;考察了对渗滤液中各段分子量有机物的去除特性。
　　在最优运行条件下，连续运行两套ASBR装置，以研究对渗滤液的处理效果，同时考察ASBR工艺的可靠性。模拟的42d连续运行试验表明，ASBR对渗滤液中有机物的处理效果好且较稳定，但对氨氮去除效果不明显。COD去除率保持在95％左右，VFA约2.2mmol/L，未出现积累现象，碱度维持在2500～3900 mg/L范围，pH值介于7.5～7.8，氨氮约280～370 mg/L，与进水的氨氮浓度非常接近。采用ASBR预处理工艺可以有效降低渗滤液的有机负荷，但在后续工艺设计中要强化对渗滤液中氨氮的处理。
　　采用GC-MS联用技术鉴定渗滤液中有机污染物的组分，探讨ASBR处理各种不同污染物的去除特性。分析表明，渗滤液中分子量为20～450的小分子有机物检出的共有15种，经ASBR处理后有8种有机物未检出，去除率达到100％。
　　模拟的腐殖酸废水试验表明，进水中难降解大分子有机物在618.7～2210.02 mg/L范围内不会对ASBR中微生物的代谢活性造成明显影响，ASBR可在3h内大幅度降解有机物;最优的降解条件是在污泥驯化良好的工况下，腐殖酸的初始浓度为918.0mg/L;难降解大分子有机物的降解符合一级反应动力学方程。
　　通过进行分子量切割，分析ASBR对垃圾渗滤液中不同区间分子量有机物的去除特性。分析表明，ASBR对分子量(M)＜6×103的较小分子量的有机污染物和50×103≤M＜100×103的较大分子量的有机污染物具有去除优势，去除率均达95％以上;根据进出水UV254的初步分析可知，ASBR对渗滤液中50×103≤M＜100×103的难降解有机污染物具有较好的去除效果，去除率高达98.8％。
　　研究表明，利用ASBR进行渗滤液预处理是有效的，能实现对渗滤液中有机污染物的高效去除，但对氨氮去除不具优势。本文对ASBR的工程定位和工程应用，以及垃圾渗滤液的处理和污染控制等具有指导意义和参考价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 垃圾渗滤液的特性

1．3 垃圾渗滤液处理的现状

1．4 ASBR反应器研究的现状

1．4．1 国外ASBR研究的现状

1．4．2 国内ASBR研究的现状

1．5 ASBR处理垃圾渗滤液的现状

1．6 研究目标、内容及技术路线

1．6．1 研究目标

1．6．2 研究内容

1．6．3 技术路线

第2章 ASBR处理垃圾渗滤液的基本原理

2．1 厌氧生物处理的基本原理

2．1．1 厌氧消化的三阶段理论

2．1．2 参与厌氧消化的微生物

2．1．3 厌氧消化的影响因素

2．1．4 厌氧消化的主要特点

2．2 ASBR反应器的基本原理

2．2．1 ASBR的主要特点

2．2．2 ASBR的影响因素

2．3 ASBR中的微生物群落

2．3．1 厌氧污泥中的微生物

2．3．2 厌氧污泥的颗粒形态

2．3．3 厌氧颗粒污泥的形成过程

2．3．4 ASBR对有机物的去除机理

第3章 试验组织与实施

3．1 实验装置

3．2 试验水质

3．3 接种污泥

3．4 试验设计

3．4．1 ASBR反应器运行方式

3．4．2 ASBR反应器启动方式

3．5 监测指标与分析方法

3．6 试验进程安排

第4章 ASBR反应器的快速启动过程中水质变化情况

4．1 pH值的变化情况

4．2 COD的去除情况

4．3 VFA浓度的变化情况

4．4 碱度浓度的变化情况

4．5 氨氮浓度的变化情况

4．6 本章小结

第5章 ASBR处理垃圾渗滤液的研究

5．1 ASBR对渗滤液的处理效果

5．1．1 pH值的变化趋势分析

5．1．2 COD的去除情况分析

5．1．3 VFA浓度的变化趋势分析

5．1．4 碱度浓度的变化趋势分析

5．1．5 氨氮浓度的变化趋势分析

5．1．6 本节小结

5．2 ASBR对渗滤液中小分子有机物的处理

5．2．1 试验分析方法

5．2．2 试验结果与讨论

5．2．3 本节小结

5．3 ASBR对渗滤液中大分子有机物的处理

5．3．1 试验研究方案

5．3．2 试验结果与讨论

5．3．3 本节小结

5．4 ASBR对渗滤液中各段分子量有机物的处理

5．4．1 试验分析方法

5．4．2 试验结果与讨论

5．4．3 本节小结

结论与建议

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间参与的科研项目