垃圾滲濾液由于其污染物濃度高、組分復(fù)雜、水質(zhì)情況隨氣候條件及填埋年限變化波動(dòng)幅度較大等。另外，隨垃圾填埋年限的增加，滲濾液中氨氮濃度會(huì)越來(lái)越高，C/N值將會(huì)失調(diào)特點(diǎn)導(dǎo)致處理難度極大，這對(duì)滲濾液處理廠能否穩(wěn)定運(yùn)行提出挑戰(zhàn)。滲濾液中營(yíng)養(yǎng)元素比例失衡，導(dǎo)致生物脫氮反硝化過(guò)程碳源顯得嚴(yán)重不足需要人為投加碳源來(lái)滿足微生物的生長(zhǎng)，從而保證處理廠穩(wěn)定運(yùn)行。
成都市垃圾滲濾液處理廠設(shè)計(jì)處理水量為1300m3/d，作為國(guó)內(nèi)首家按照《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889—2008)設(shè)計(jì)，通過(guò)環(huán)保驗(yàn)收的大型滲濾液處理工程，在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)碳源的投加進(jìn)行了不斷的探索，并積累了成功的經(jīng)驗(yàn)。
1進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)
成都市垃圾填埋二期工程雖然填埋齡不長(zhǎng)，但是由于二期工程是在一期工程的基礎(chǔ)上進(jìn)行原址擴(kuò)建，因此受到一期滲濾液水質(zhì)影響，投運(yùn)以來(lái)滲濾液水質(zhì)在少雨期呈現(xiàn)低COD、高氨氮的特點(diǎn)，其近兩年COD變化趨勢(shì)。
成都市垃圾滲濾液處理廠進(jìn)水在COD降低的月份，其進(jìn)水C/N值也維持在一個(gè)較低的水平。營(yíng)養(yǎng)比例嚴(yán)重失衡，嚴(yán)重影響了微生物的生長(zhǎng)。如果不進(jìn)行碳源投加意味著反硝化不徹底，直接導(dǎo)致出水TN值不能達(dá)標(biāo)，因此，在最初出現(xiàn)C/N值失衡時(shí)，成都市垃圾滲濾液處理廠就及時(shí)進(jìn)行了碳源的投加嘗試。
2碳源的與投加
2.1碳源的選擇
在垃圾滲濾液處理領(lǐng)域，作為微生物生長(zhǎng)所需要的碳源有多種選擇，例如液態(tài)葡萄糖、甲醇、垃圾發(fā)電廠高COD滲濾液以及釀酒廢水等。
由于成都市垃圾滲濾液處理廠處理規(guī)模較大，按照C/N為(5∶1)～(7∶1)進(jìn)行核算，所需碳源量較大，最高日需COD為10t左右，因此垃圾發(fā)電廠高COD滲濾液及釀酒廢水由于供應(yīng)量不足等原因，前期篩選過(guò)程中不做考慮。
將常見的液體葡萄糖與甲醇進(jìn)行對(duì)比，甲醇由于是單糖，理論上適用于作為微生物的碳源，但是由于其具有易揮發(fā)性、易燃易爆等特點(diǎn)，危險(xiǎn)性極高，極易造成安全隱患。而液態(tài)葡萄糖作為碳源雖然反硝化速率慢于甲醇，但由于其安全穩(wěn)定，且易于微生物利用，因此將其作為首選碳源。采購(gòu)工業(yè)級(jí)液態(tài)葡萄糖的技術(shù)指標(biāo)為:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，密度為16.3g/L，COD濃度不低于270g/L，pH值為4.6～6。
30%的工業(yè)級(jí)液態(tài)葡萄糖，理論上1g葡萄糖能夠產(chǎn)生1.06g的COD，但是由于工業(yè)葡萄糖的生產(chǎn)工藝差異、含有雜質(zhì)等原因，實(shí)際產(chǎn)生的COD低于理論值，但現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)COD濃度為300g/L，滿足招標(biāo)要求。由于能夠提供滿足微生物生長(zhǎng)的COD需求，因此成都市垃圾滲濾液處理廠最終選擇液態(tài)葡萄糖作為碳源進(jìn)行投加。
2.2碳源的投加
成都市垃圾滲濾液處理廠采用以MBR+RO為核心的處理工藝，其MBR部分工藝流程見圖2?？梢钥闯觯到y(tǒng)分為一級(jí)與二級(jí)，二級(jí)作為一級(jí)的補(bǔ)充以強(qiáng)化脫氮效果，一級(jí)生化系統(tǒng)及二級(jí)生化系統(tǒng)均可進(jìn)行碳源投加，通過(guò)浮子流量計(jì)進(jìn)行碳源投加量的計(jì)量，投加試驗(yàn)選擇2#生化系統(tǒng)進(jìn)行。
碳源投加方案的設(shè)計(jì)思路:由于一級(jí)反硝化池池容較大(3000m3)，脫氮主要在一級(jí)反硝化池中進(jìn)行，考慮到僅在一級(jí)投加，部分未利用的葡萄糖在進(jìn)入一級(jí)硝化池時(shí)會(huì)被好氧菌降解掉，而在二級(jí)進(jìn)行投加，雖然通過(guò)污泥回流未利用的葡萄糖能夠繼續(xù)作為碳源在一級(jí)反硝化池中被反硝化菌利用，但是由于超濾出水中COD的增加，導(dǎo)致部分葡萄糖從生化系統(tǒng)中流失，因此考慮一、二級(jí)系統(tǒng)分別進(jìn)行投加，并且在二級(jí)生化系統(tǒng)進(jìn)行投加時(shí)，將二級(jí)硝化池停止曝氣，用作反硝化池強(qiáng)化脫氮。
投加方案的優(yōu)劣以MBR出水硝酸鹽氮作為指標(biāo)進(jìn)行衡量，在運(yùn)行過(guò)程中由于工藝末端的反滲透對(duì)于硝酸鹽氮及氨氮的去除率達(dá)90%以上，因此控制硝酸鹽氮在300mg/L以內(nèi)，就可以保證出水總氮達(dá)標(biāo)。四種投加方案的出水指標(biāo)。
分析是因?yàn)榇罅吭谝患?jí)反硝化池未利用的葡萄糖進(jìn)入一級(jí)硝化池，帶入的COD導(dǎo)致一級(jí)硝化池的溶解氧水平較低，由于二級(jí)生化系統(tǒng)停留時(shí)間短，未被全部利用就進(jìn)入超濾系統(tǒng)，從而導(dǎo)致超濾出水COD值較高。而按照2∶1的比例進(jìn)行投加，硝酸鹽氮雖在控制范圍內(nèi)，但出水COD值較高，分析原因是此階段生化系統(tǒng)pH值降低，引起微生物活性不高，從而造成部分COD未被降解，同時(shí)不排除受系統(tǒng)不穩(wěn)定的因素影響。按照(1∶1)、(1∶2)的比例進(jìn)行投加，均能保證超濾出水硝酸鹽氮保持在一個(gè)較低水平(約為150mg/L)，但是1∶2的比例同樣存在出水COD值較高的情況，意味著有更多的葡萄糖流失，這顯然不利于運(yùn)行成本的控制。因此，最終選擇1∶1的比例進(jìn)行投加。由于國(guó)內(nèi)垃圾滲濾液處理廠處理工藝有所差異，因此上述結(jié)論不一定普遍適用于所有垃圾滲濾液的處理。
2.3投加葡萄糖的缺點(diǎn)
與滲濾液原水的COD相比，葡萄糖顯然不利于微生物的利用，雖然硝酸鹽氮水平能夠得到控制，但仍然保持在100～200mg/L范圍內(nèi)，同時(shí)受工業(yè)級(jí)葡萄糖自身顯酸性的影響，在投加過(guò)程中生化系統(tǒng)的pH值不穩(wěn)定，容易降低。針對(duì)此問題，需要投加片堿進(jìn)行pH值的調(diào)節(jié)，確保微生物的活性不受抑制。另外，若投加不當(dāng)，硝化池溶解氧水平容易降低，影響好氧菌及硝化菌的生長(zhǎng)，不利于COD的降解及硝化作用的進(jìn)行。
3結(jié)論
①在處理低C/N值滲濾液時(shí)，必須投加碳源。
②作為碳源，葡萄糖比甲醇反硝化速率低，但不存在安全隱患。
③成都市垃圾滲濾液處理廠在以葡萄糖為碳源進(jìn)行投加時(shí)，一、二級(jí)生化系統(tǒng)投加比例為1∶1。若投加比例不當(dāng)，會(huì)引起硝化池溶解氧水平降低以及葡萄糖的流失浪費(fèi)。
④在投加葡萄糖過(guò)程中，生化系統(tǒng)pH值容易降低，需投加片堿進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)。