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垃圾渗滤液中含有大量的氨氮及有机物,污染物浓度较高,严重危害环境。不同时期的垃圾渗滤液水质特点也不相同,这给渗滤液处理工艺的稳定运行带来了很大的困难。为了经济、高效的处理渗滤液中的污染物,实现有机物和氨氮的深度处理,本课题以实际垃圾渗滤液为研究对象,针对晚期垃圾渗滤液,开发了厌氧氨氧化工艺,针对中期垃圾渗滤液,提出了内源反硝化SBBR工艺。研究了厌氧氨氧化工艺快速启动策略及厌氧氨氧化反应的影响因素。同时还探讨了内源反硝化SBBR工艺的脱氮效果。 对于碳氮比(C/N)为1左右的晚期垃圾渗滤液,本实验采用厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺进行处理以达到深度脱氮的目的。厌氧氨氧化反应器启动时间为259天,总氮(TN)去除率达到90%左右,证明了结合人工配水和实际垃圾渗滤液的培养方式对厌氧氨氧化系统启动的适应性。处理实际渗滤液,比污泥脱氮速率(NRR)最高能达到11.3mg N/(gVSS·h)。当进水COD浓度在300mg/L左右,并不会降低ANAMMOX菌的活性,反而会通过反硝化作用提高系统的总氮去除率,总氮去除率能达到91%,但当COD浓度接近1000mg/L时,ANAMMOX菌的活性被抑制。因此,控制进水COD浓度有利于系统的总氮去除。 考察了不同基质浓度下进水方式以及进水COD浓度对ANAMMOX的影响。结果表明,采用人工配水为厌氧氨氧化进水时,当处理中低进水浓度(NO2--N≤400mg/L)时,一次性进水方式优势明显,而处理高进水浓度(NO2--N≥400mg/L)时,5小时连续进水方式优势明显,在连续进水5小时的条件下,平均比污泥脱氮(NRR)增加至39.11mg N/(gVSS·h),相比一次进水效率提高40%。在处理进水NO2--N浓度为300士20mg/L的实际晚期垃圾渗滤液时,相比于一次性进水、4小时和6小时改进式连续进水方式,5小时改进式连续进水方式运行时,NRR最高。在进水COD浓度对厌氧氨氧化反应影响的研究中发现,当系统内进水COD浓度为750mg/L以下时,系统中ANAMMOX反应能够与反硝化反应达到平衡,系统的TN去除率提高,但当进水COD浓度为890mg/L以上时,系统中ANAMMOX反应受到抑制作用,反硝化作用增强,不利于系统中ANAMMOX反应的进行。因此,本系统在进水COD浓度为750mg/L以下时更有利于稳定运行。 针对C/N在4.5以上的中期垃圾渗滤液,本实验采用内源反硝化SBBR工艺进行处理,以SBR为反应器,向其中投加填料,并将传统的SBR运行方式改进成“厌氧(Ana)-好氧(Ox)-缺氧(Ano)”的方式运行,充分利用水中的有机物而不在外加碳源的情况下,实现垃圾渗滤液的深度脱氮。实验总共进行153天,对工艺的启动、稳定以及脱氮情况进行分析发现,总氮去除率能达到93%以上。内源反硝化过程中胞内聚羟基烷酸(PHAs)和糖原均可以作为反硝化阶段的碳源,并且优先利用PHAs为主要碳源,平均反硝化速率(DNR1)为1.83mg N/(h·gVSS);其次是糖原,DNR2为0.63mg N/(h·gVSS),并且反应过程中,同步硝化反硝化(SND)作用去除的总氮占全部总氮去除的16.2%。随后为强化系统的同步硝化反硝化作用,将系统的运行方式进一步改进为“厌氧(Ana)-好氧(Ox)-缺氧(Ano)-好氧(Ox)-缺氧(Ano)”方式运行,总氮去除率能达到95%以上,内源反硝化过程仍优先使用PHAs为碳源,DNR3为1.60mg N/(h·gVSS);其次是糖原,DNR4为0.69mg N/(h·gVSS),新运行方式的系统中SND作用去除的总氮占全部总氮去除的32.2%。通过荧光原位杂交技术(FISH)对系统中的污泥进行了分析,发现系统中聚糖菌(GAOs)所占比例为28.7%,GAOs的大量富集是实现内源反硝化的基础,是系统深度脱氮的保证。