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垃圾压缩站污水的生物强化处理
摘要:垃圾压缩站污水是一种具有高CODcr、高NH3-N特点的有机污水。本实验以厌氧-好氧组合工艺为基础,通过投加高效菌株对活性污泥系统进行生物强化。与空白相比,厌氧出水CODcr去除率提高了40%;好氧出水NH3-N去除率提高了30%。最终出水CODcr<120 mg/L, NH3-N<25 mg/L,均达到GB8978-96二级排放标准。
关键词:垃圾压缩站污水;厌氧-好氧;生物强化;
近年来垃圾产生量不断增加,为减少运输成本,不少城市设立垃圾压缩站以减小其体积。由于生活垃圾含水量很高,在压缩过程中会产生大量的污水,即为垃圾压缩站污水。垃圾压缩站污水是一种高浓度有机污水,CODcr>10000 mg/L、NH3-N>200 mg/L。如果不进行任何处理就随意排放,将会对附近的纳污水体产生严重污染。
国内关于垃圾压缩站污水处理的研究还处于起步阶段。周少奇等研究了广州某垃圾压缩站污水,由于雨水和垃圾压缩站冲洗水对其的稀释作用,水质发生较大变化,接近城市生活污水水质。天津为北方城市,年降水量和垃圾站冲洗水量比南方城市要少,因此其垃圾压缩站污水浓度高,具有高CODcr、高NH3-N的特点。
目前,生物法在污水处理中应用广泛,传统的生物处理法大多是对污泥中原有的生物体系进行驯化。垃圾压缩站污水的高CODcr和高NH3-N均会对污泥系统中的生物产生抑制作用,造成某些污染物的去除速率受到限制,应采用投加适宜的高效菌株对污泥系统进行生物强化。生物强化技术,即生物增强技术(Bioaugmentation),是指为提高处理系统的处理能力,向该活性污泥体系投加从原系统中分离出来的高效菌或外源引进菌种从而实现对目标污染物高效去除的方法。投加菌一般是通过直接生物降解作用与污染治理体系中原有的细菌共代谢作用来完成对目标污染物的去除。
实验垃圾压缩污水水质组分与生活污水有相似之处,因此将用于生活污水强化处理的菌株投加到垃圾压缩污水处理系统中。实验室保藏的这一厌氧菌株为土著菌,筛自粪便处理系统。在生活污水的处理中,HRT=3h时,与常规厌氧处理相比较,CODcr去除率可由18~20%提高到45~50%,表现出对CODcr的高去除率。高氨氮为垃圾压缩站污水处理的难点之一。很多研究表明枯草芽孢杆菌具有促硝化作用。在好氧初期,通过促硝化作用降解氨氮,再通过同化作用脱去氨氮,同时其还可以利用硝酸盐氮合成自身营养物质。本实验室保藏的这株枯草芽孢杆菌不但在生活污水处理中表现出良好的脱氮效果,同时具有良好的生物絮凝性,对出水SS的降低具有明显效果。因此投加该好氧菌株对好氧处理过程进行生物强化。
1.实验材料与方法
1.1实验用水来源、水量和水质
实验用水来自天津某垃圾压缩站,其夏季水量为60-70 T/d,其它季节无水量大减,约为15-20 T/d,试验水质如表1所示。
表1 污水的水质

由上表可以看出污水的CODcr值超标约150倍,NH3-N值超标约30倍,污染强度极大。目前场内没有处理设施,每天产生的污水需运输至污水厂进行处理。
1.2实验方法
垃圾压缩站污水为高浓度有机污水。在高浓度有机污水的处理过程中,与单一的厌氧法、水解法和好氧法相比,厌氧-好氧组合工艺具有以下主要优势:厌氧工艺能去除废水中大量的有机物和悬浮物,使与之组合的好氧工艺有机负荷减小,好氧污泥产量也相应降低,整个工艺的反应容积小;厌氧(水解)工艺作为前处理工艺能起到均衡作用,减少后续好氧工艺负荷的波动,使好氧工艺的需氧量大为减少且较为稳定,既节约能源又方便工业上的实际操作。
1.2.1活性污泥的生物强化
厌氧污泥的生物强化:向250 ml具塞锥形瓶中加入由生活污水稀释三倍的垃圾压缩站污水200 ml,按40%接种厌氧污泥和5%接种厌氧菌株,对厌氧污泥进行生物强化。同时以未接种厌氧菌株的厌氧污泥作为空白进行对比实验。
好氧活性污泥的生物强化:向250ml锥形瓶中加入厌氧出水200 ml,按30%接种好氧活性污泥和5%接种好氧菌株,对好氧活性污泥进行生物强化;同时以未接种好氧菌株的好氧活性污泥作为空白进行对比实验。
将以上四个锥形瓶放入恒温摇床培养,转速:150 r/min,温度30℃,每24 h换水一次。经过15 d,好氧活性污泥呈黄褐色,沉降性能良好,好氧出水CODcr去除率大于70%,表明污泥系统已正常工作,可开始处理污水的试验。
1.2.2停留时间
厌氧停留时间的确定:以投加厌氧菌株的厌氧污泥系统为研究对象,将锥形瓶放入恒温摇床进行实验,每隔4 h测定一次上清液的CODcr和NH3-N浓度。,厌氧过程中,水



