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垃圾渗滤液作为一种恶劣的污水,以其氨氮和COD浓度高而著称,如何高效处理垃圾渗滤液正成为众多学者研究的方向。本文即通过在MBR中实现短程硝化反硝化,考察其对垃圾渗滤液的处理效果。 反应器的选择是基于MBR膜的高效截留作用,使得SRT较长,能够培养和富集世代时间比较长的硝化菌,对脱氮效率的提高有很大帮助;其次,MBR高污泥浓度和低污泥负荷的特点,有助于取得较好的COD去除效果。在工艺的选择上,短程硝化反硝化比常规硝化反硝化要少耗费25%的氧气和40%的碳源,能够节省能源,故比较合适用于对碳氮比失调的垃圾渗滤液进行脱氮处理。 试验规模为中试,采用总有效体积为2.55m3的聚乙烯膜生物反应器,其中缺氧区体积为0.9m3,好氧区为1.65m3。本文首先研究在MBR中实现短程硝化的可行性和实现途径,结果显示,在MBR中仅通过调节HRT不能实现短程硝化,分析表明是膜的特殊构造引起硝化菌不能被冲洗通过所造成的。进一步的研究发现,通过规律性的排泥能够取得亚硝氮的成功累积,这与亚硝化菌在30℃下,比硝酸菌具有更快的比增殖速率有关。 在短程硝化基础上,首先考察了MBR对污染物的去除效果。当平均DO为2.1mg/L,pH为8.0,温度为28℃且COD/NH4+-N为3.0左右时,氨氮、COD和TN容积负荷分别在0.2-0.6kgN-NH4+/(m3.d)、1.0-2.0kgCOD/(m3.d)和0.3-0.6kgN/(m3.d)之间变化,不会对亚硝化产生太大影响,且对应去除率分别为82%、80%和83%。 试验结果还显示,氨氮、COD和总氮的去除效果会受到碳氮比的影响。分析可得最低合适的COD/NH4+-N应为2.5。当平均DO为2.6mg/L,pH为8.0,温度为30℃时,若COD/NH4+-N>2.5,氨氮可以保持80%-90%的去除率。若COD/NH4+-N<2.5,氨氮和总氮去除效率迅速下降。 用MBR直接处理垃圾渗滤液时,仍然可以实现短程硝化反硝化。在碳氮比为2.5左右的情况下,氨氮容积负荷为0.2-0.6kgN-NH4+/(m3.d),COD容积负荷为0.2-1.5kgCOD/(m3.d),TN容积负荷为0.2-1.2kgN/(m3.d)时,其对应的去除率分别约为81%、69%和51%。 最后对亚硝化菌的半饱和常数Ks和最大比净增长速率μA,max-bA进行了测定,结果为3.53mgN-NH3/L和0.26d-1。与经验值比较,Ks偏高,μA,max-bA偏低,其原因在于该参数可能和试验条件以及废水类型有关,因此该结果代表的是pH为8.5,温度为25℃时,MBR中的亚硝化菌增长动力学参数。