生活垃圾滲濾液與市政污泥協同厭氧消化的研究

楊帥+張軼凡+陳劍+楊華軍

摘 要：通過生活垃圾滲濾液與市政污泥協同厭氧消化，以產氣量作為考核指標，探究生活垃圾滲濾液的最佳投配比例，以確定厭氧系統的最佳反應工況。結果表明，生活垃圾滲濾液和市政污泥協同厭氧消化是可行的，在實際工程中有一定的參考價值。低濃度的生活垃圾滲濾液有利于厭氧反應，高濃度的滲濾液阻礙厭氧反應的進行，甚至造成厭氧系統的破壞。

關鍵詞：生活垃圾滲濾液 市政污泥 厭氧消化 產氣量

中圖分類號：X705 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）12（b）-0133-02

隨著社會經濟的發展和人口的增加，生活垃圾大量產生。垃圾填埋已在世界范圍內得到廣泛應用，具有環保、經濟等特點[1]，而滲濾液中含有多種高濃度的有毒物質，已成為環境的巨大威脅[2]。隨著城市的發展，一大批污水處理廠得以興建，伴隨著污水處理，一部分重金屬物質、有機物等進入污泥中，如果未經處理直接排入環境，會對環境造成二次污染，而污泥處理費用較高，關乎到污水處理的環境效益和經濟效益[3]。

厭氧生物技術不僅能使有機物得到大量降解，減少能源消耗，而且可以產生沼氣能源進行回收利用[4]。因此，該研究將生活垃圾滲濾液和市政污泥混合進行厭氧生物發酵，對生活垃圾滲濾液和市政污泥的處理處置方法提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

反應器采用自動調溫、進料、記錄產氣的50 L發酵罐。啟動污泥取自某污泥處理廠含水率為91%～93%的反應出泥，補料污泥取自某污水處理廠為含水率80%的脫水泥，生活垃圾滲濾液取自某垃圾填埋場。其中，滲濾液水質指標如表1所示。

1.2 實驗方法

設置發酵罐反應溫度為37 ℃。試驗開始階段，對啟動污泥進行馴化，不投加補料。產氣穩定后，以某污水處理廠含水率80%的脫水泥加生活垃圾滲濾液并輔以水調配至含水率90%～98%作為補料，設置發酵罐自動補料方式為200 g·8次·d-1，分別設置補料中脫水泥與滲濾液配質量比為2∶1、1∶1，每個階段實驗周期為7 d，以產氣量為考核指標，探索生活垃圾滲濾液和市政污泥的最佳配比關系。

2 實驗結果與討論

2.1 脫水泥：滲濾液=2∶1階段

由圖1可知，在脫水泥：滲濾液=2∶1階段，產氣量呈先下降后上升最終趨于穩定。前2 d，產氣量有小幅下降，第9天時降至10 L/d。從第10 天開始，產氣量逐步提高，第14天的產氣量為19 L/d。分析是因為加入滲濾液后，負荷增大，反應體系需進行適應和自主調整，導致前期產氣下降，待系統適應負荷后產氣上升，在有機份含量一定的情況下，后期系統產氣趨于穩定。因此，投加比例為脫水泥：滲濾液=2∶1的滲濾液可提高厭氧系統的產氣效果，有助于厭氧反應。

2.2 脫水泥∶滲濾液=1∶1階段

由圖2可知，在脫水泥：滲濾液=1∶1階段，產氣呈現先穩定再波動最終下降的趨勢。前2 d系統產氣維持在19 L/d左右，第17～19生產氣量出現波動，第19天產氣量開始下降，第21天時的產氣為8 L/d。分析是因為隨著補料中滲濾液比例的增加，負荷進一步增大，前2 d系統對高負荷的滲濾液有一定的耐沖擊能力，產氣暫時穩定。第17～19天，高負荷對系統的影響開始顯現，產氣開始波動。第19天時，污泥受高負荷滲濾液沖擊再次擴大，滲濾液中的有毒物質造成污泥泥質下降，厭氧生物活性大幅降低，系統遭受破壞，導致產氣量大幅下降。由此可見，脫水泥：滲濾液=1∶1階段的滲濾液負荷較高，不利于厭氧反應的進行。

3 結論

（1）生活垃圾滲濾液和市政污泥協同厭氧發酵是可行的，在實際工程中有一定的參考價值。

（2）低濃度的生活垃圾滲濾液有利于厭氧反應，高濃度的滲濾液阻礙厭氧反應的進行，甚至造成系統的破壞。

參考文獻

[1] 劉子旭， 孫力平，李玉友，等.UASB啟動及不同HRT對老齡垃圾滲濾液處理效果的影響[J].環境工程學報，2013，7（2）：483-488.

[2] 鄭冰玉， 張樹軍，張亮，等.一體化厭氧氨氧化工藝處理垃圾滲濾液的性能研究[J].中國環境科學，2014，34（7）：1728-1733.

[3] 黃亞，馮海波，張非非.淺析市政污泥處理工藝[J].化學工程與設備，2015，8（4）：282-283.

[4] 王濤，李保桂，阮文權，等.IC厭氧反應器處理垃圾滲濾液[J].環境工程學報，2015，9（6）：2899-2904.