垃圾滲濾液對厭氧污泥的毒性研究
垃圾滲濾液是垃圾衛生填埋過程中產生的難處理的高濃度有機廢水,包含多種病原微生物以及某些致癌和促癌物質,對環境的危害很大。
厭氧生物處理技術具有能耗少、操作簡便、投資及運行費用低等突出特點,且兼有生產氣體燃料的功能,是高濃度有機廢水處理中最常用、最經濟的一種方法。但由于垃圾滲濾液水質十分復雜,含多種有機污染物及重金屬離子、氨氮含量高,對微生物有抑制作用,常給厭氧生物工藝運行帶來很大的沖擊。因此,研究垃圾滲濾液對厭氧微生物的毒性作用,完善垃圾滲濾液的厭氧處理技術,對于垃圾滲濾液的處理與處置具有重要意義。
本論文通過厭氧毒性試驗(ATA)來研究垃圾滲濾液中氨氮、有機污染物和重金屬鹽對厭氧微生物的毒性作用,并選用上流式厭氧污泥床(UASB)作為厭氧處理工藝進行實驗室模擬試驗,考察垃圾滲濾液毒性對厭氧處理工藝運行的影響。研究結果表明:
(1)通過氣相色譜-質譜聯用儀(GC.MS)和原子吸收分光光度計法分別測定“老齡"垃圾滲濾液中有機污染物和重金屬,檢測出可信度大于60%的有機污染物44種,重金屬中砷、鉛、鉻和鎳的含量在0.1mg/L以上。
(2)通過ATA試驗對“老齡化’’特征的滲濾液中重金屬、有機污染物和氨氮進行考查。“老齡”滲濾液使污泥相對活性下降55.5%,最大活性區間滯后14d:氨氮、重金屬和有機物使厭氧污泥產甲烷活性分別下降36.7%、14.4%和18.1%,最大活性區間分別滯后5d、0d和8d。比較三者的厭氧毒性,受試“老齡"垃圾滲濾液中氨氮對厭氧污泥的毒性影響較大,有機污染物則使厭氧生物體較長的時間才能適應,重金屬在濃度較高時,受到抑制的厭氧污泥活性難以恢復。通過線性回歸得到氨氮、重金屬和有機物的半致死劑量IC50分別為2300mg/L、2.9倍試驗用滲濾液的重金屬含量和3.2倍試驗用滲濾液的有機污染物含量。
(3)UASB反應器的實驗室模擬試驗比較了堿性石灰沉淀、曝氣吹脫、以及不同COD濃度在沉淀和吹脫后作為進水的情況,結果表明垃圾滲濾液經石灰沉淀和氨氮吹脫預處理對厭氧處理效果的改善尤為明顯,COD去除率達60%,當進水負荷達5kgCOD/m3•d時COD去除率也達50%。就整體而言,UASB運行試驗中經長期馴化培養的污泥對毒性物質的適應能力要強于ATA靜態試驗。
(4)垃圾滲濾液在自然存放過程中發生較大程度的自然降解,處理填埋場滯留時間較短的新鮮滲濾液,有毒物質對厭氧微生物的抑制作用表現得較為突出。隨著垃圾滲濾液趨于穩定,其COD下降明顯,對厭氧微生物的抑制也相應降低,滲濾液呈現“老齡化"特征。但“老齡化”滲濾液的難降解有機物水解成為這類滲濾液生物處理的難點。
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