采用ANAMMOX工艺系统处理中晚期垃圾渗滤液试验研究

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中晚期垃圾渗滤液是一种成分复杂的难处理废水,其中含有高浓度的氨氮和部分易生物降解有机物,采用物化法或传统的生物法处理时存在运行费用高、处理效果不稳定的缺点。而目前新兴的ANAMMOX工艺则具有脱氮速率高、无需有机物的特点,特别适宜于处理高氨低碳的晚期垃圾渗滤液。而在处理中晚期垃圾渗滤液时,由于其中易生物降解有机物浓度较高,对自养脱氮的ANAMMOX工艺系统存在一定的挑战,目前针对此类废水通常先除碳再脱氮,工艺流程较复杂,且存在出水硝酸盐浓度较高的问题。本文针对此类废水,使用基于ANAMMOX的组合工艺对其进行处理,通过逐步提升垃圾渗滤液在进水的占比,启动具有回流的一体化PN-ANAMMOX反应器。对反应器的启动、工艺系统的构建以及运行参数的调控优化等方面进行了小试的研究,并在总结小试试验经验和结论的基础上,通过对FA、FNA和DO的控制,在垃圾渗滤液水质下启动中试规模的一体化PN-ANAMMOX反应器,研究结论如下:(1)在小试试验中,通过逐步将模拟废水中的氨氮替换为渗滤液中的氨氮的方式,可以成功启动ANAMMOX工艺系统,启动时间较长,能够获得较好的脱氮效能;直接以稀释的垃圾渗滤液作为进水,并较快提升渗滤液的占比可以更快的启动ANAMMOX工艺系统,但系统的脱氮效能低于前者。(2)PN-ANAMMOX工艺处理在处理中晚期垃圾渗滤液时,当易生物降解有机物浓度达170 mg·L-1,会对PN-ANAMMOX反应器脱氮效能产生不利影响。前置UASB反应器可有效去除垃圾渗滤液中易生物降解有机物并迅速缓解其对PN-ANAMMOX反应器的抑制;同时将系统出水回流至UASB,有助于去除ANAMMOX过程产生的硝酸盐,提高系统总氮去除率,因此在处理中晚期垃圾渗滤液时有必要在PN-ANAMMOX工艺前置厌氧单元。(3)在具有回流的前置UASB-PN-ANAMMOX工艺中,将PN区的DO和FA分别控制在0.120.14 mg·L-1和0.510.2 mg·L-1可实现稳定的亚硝化,当进水氨氮浓度为1450 mg·L-1,COD浓度1500 mg·L-1,HRT为0.82d时,联合工艺整体NRR可达1.75 kg·m-3·d-1,平均NRE为98.58%,COD去除率可达43.3%,出水TN平均为13 mg·L-1,此工艺可稳定、高效地处理中晚期垃圾渗滤液。(4)在中试规模的PN-ANAMMOX反应器中,通过采取长HRT(7d)、低NLR(0.25kg·m-3·d-1)的策略,可在垃圾渗滤液原水水质下启动亚硝化。HRT较短时,PN区内氨氮和FA浓度会迅速升至较高水平,不利于AOB的生长。中温条件下(1929℃),在进水pH为8.0±0.1,氨氮浓度14002000 mg·L-1时,亚硝化的NPR可达0.18 kg·m-3·d-1,亚硝酸盐积累率NAR达100%,氨氮转化率为72%。通过高FA(130 mg·L-1)、高FNA(0.020.2 mg·L-1)和低DO(0.5 mg·L-1)的联合控制,可有效抑制NOB的活性,实现对AOB的富集。(5)通过降低进水垃圾渗滤液浓度和减小PN区曝气量获得适宜于ANAMMOX反应的基质配比,通过接种600L污泥浓度为7.3 g·L-1的具有一定厌氧氨氧化能力的厌氧污泥,可快速启动中试规模的PN-ANAMMOX一体化反应器,在HRT为1.44d时,反应器整体NRR可达0.1 kg·m-3·d-1,NRE达50%左右。
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