活性污泥法處理垃圾滲濾液新型脫氮技術淺析

王凱 王偉寧 吳成志 張俸志

摘要：垃圾滲濾液是一種高氨氮高有機物廢水，一直是水處理行業難點。滲濾液處理技術的脫氮效果關系到其可行性和經濟性。本文重點闡述了活性污泥法處理滲濾液脫氮的內源反硝化和厭氧氨氧化等新方法。未來垃圾滲濾液處理技術的發展方向是挖掘活性污泥的脫氮潛力，降低滲濾液的處理成本。如何充分挖掘活性污泥法的脫氮潛力，在降低成本的同時提高滲濾液的總氮去除率是廣大學者研究的熱點和未來的發展方向。

關鍵詞：垃圾滲濾液;活性污泥法;生物脫氮;內源反硝化;厭氧氨氧化

2014年，我國的生活垃圾總產量已經達到了1.8億公斤以上，而80%以上的垃圾采用垃圾衛生填埋進行處理。由垃圾衛生填埋產生的垃圾滲濾液產量已經達到了每年3500萬噸以上。為了減少垃圾滲濾液對環境產生的危害，我國在2008年頒布的新的滲濾液排放標準《GB16889-2008》中明確提出了總氮的排放標準。

1垃圾滲濾液的水質特點

垃圾滲濾液的顏色為黑色或黃褐色，帶有特殊的惡臭氣味。它含有大量的有機物和無機物，包括各種難降解有機物、氨氮和金屬離子。這種含有有毒有機物和高氨氮的廢水十分難處理，即使采用污水處理中的核心工藝活性污泥法，也很難保證出水能夠達標。

2垃圾滲濾液的生物脫氮的難點

目前垃圾滲濾液生物脫氮的主要難點有：①水質水量的不確定性增加了穩定達標排放的難度。②氨氮含量非常高，實現有效徹底的總氮去除十分困難。③單一的生化工藝難以實現滲濾液總氮的有效去除。

3活性污泥法處理垃圾滲濾液中總氮的新技術

傳統的活性污泥法對滲濾液的氨氮去除效果較好，正常情況下可以達到排放標準的要求。但硝化的過程中滲濾液的有機物消耗巨大，給傳統的反硝化帶來極大的困難。為了降低滲濾液總氮達標的處理成本，近幾年研究者對更先進的處理工藝進行了研究，例如內源反硝化脫氮工藝和厭氧氨氧化脫氮工藝。

3.1內源反硝化去除滲濾液中總氮的特性

反硝化菌具有貯存內碳源的特性。在污水中沒有外碳源的條件下，反硝化菌會利用體內貯存的碳源進行內源反硝化。如果通過人為的操作強化這種特性，就能夠在不添加碳源的條件下實現對滲濾液的深度脫氮。

朱如龍等人采用ASBR+脈沖SBR組合對早期垃圾滲濾液進行處理。滲濾液COD和氨氮濃度分別為8528mgL±100mgL和1154mgL±50mgL。系統出水的COD和總氮去除率為89.61%-96.73%和97.03%-98.87%且無需添加碳源。王凱等人采用ASBR聯合SBR的組合工藝處理的滲濾液COD和氨氮分別為6000mgL±100mgL和1100mgL±50mgL。最終該系統COD和總氮的去除率分別達到90%和95%以上。由此可見，通過內源反硝化的脫氮作用，可以實現對滲濾液的深度脫氮。

3.2厭氧氨氧化技術處理垃圾滲濾液脫氮的特性

厭氧氨氧化脫氮技術是一種先進的自養脫氮技術。它最大的優點是脫氮過程無需碳源，而且脫氮效率很高。

Wen等人采用一段式SBBR工藝處理晚期垃圾滲濾液。研究結果表明，SBBR內脫氮主要依靠厭氧氨氧化過程。當SBBR硝化時的溶解氧控制在2.7mgL左右時，通過厭氧氨氧化去除的總氮去除率最高，可以穩定在90%以上。溶解氧對厭氧氨氧化有抑制作用。為了解決此問題，Xu等人采用一段式間歇曝氣SBR處理晚期垃圾滲濾液。曝氣過程發生短程硝化，缺氧攪拌的階段發生反硝化和厭氧氨氧化。最終系統總氮的去除率達到了90%以上。Zhang等人也通過一段式SBR處理晚期垃圾滲濾液，其COD和氨氮分別為1900±200mgL和1950±250mgL。最終系統對滲濾液的脫氮率大于92%，其中15.6%來自于反硝化作用，77.1%來自于厭氧氨氧化作用。通過以上研究可知，在一段式厭氧氨氧化工藝中進行間歇曝氣，可以很好的控制溶解氧對厭氧氨氧化的不利作用，但缺點是操控比較復雜。

兩段式的厭氧氨氧化工藝比一段式更加復雜，但同時去除效率也更高。苗蕾等人采用三級SBR系統處理晚期垃圾滲濾液，其COD和氨氮分別為2200±200mgL和2000±200mgL的。三級SBR的作用分別為除碳SBR、短程硝化SBR和厭氧氨氧化SBR。最終該系統的總氮去除率穩定在90%以上。2016年，苗蕾改用兩段式的SBR+SBBR處理進水COD和氨氮均為3000±100mgL的晚期滲濾液。其中SBR的作用為短程硝化和去除有機物，SBBR的作用為實現厭氧氨氧化。通過創新的操作模式，該系統的總氮去除率可以穩定在95%以上，出水總氮低于20mgL。研究結果表明，填料的加入可以提高系統的脫氮效率作用。Wang等人采用AO聯合UASB的方式處理COD濃度為2305mgL和氨氮濃度為1240mgL的晚期垃圾滲濾液。最終系統COD和總氮的去除率可以達到62%和94%以上。

4總結

滲濾液總氮的去除一直是滲濾液處理的難題。新型的處理工藝如內源反硝化工藝和厭氧氨氧化工藝優點突出，是未來滲濾液處理的發展方向。就目前的情況看，這些工藝的設計和參數還需要進行優化和總結，因此需要更多的研究者和實踐者進行努力和探索。

參考文獻：

[1]樓紫陽，趙由才，張全.滲濾液處理處置技術及工程實例[M].北京：化學工業出版社，2007：23-24.

[2]鄭平，徐向陽，胡寶蘭.新型生物脫氮理論與技術[M].北京：科學出版社，2004：5-7.

[3]王凱，武道吉，陳舉欣，等.SBR處理滲濾液深度脫氮的影響因素研究[J].中國環境科學，2016，36（11）：3287-3294.

[4]J.G.Henry，D.Prasad，H.Young，Removaloforganicsfromleachatesbyanaerobicfilter.WaterResearch，1987，21：1395-1399.

[5]R.L.Zhu，S.Y.Wang，J.Li，Biologicalnitrogenremovalfromlandfillleachateusinganaerobic-aerobicprocess：Denitritationviaorganicsinrawleachateandintracellularstoragepolymersofmicroorganisms.BioresourceTechnology，2013，128：401-408.