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高氨氮垃圾渗滤液短程生物脱氮的研究
高氨氮垃圾渗滤液短程生物脱氮的研究
近年来，人类所面临的环境问题日益严重，其中水资源问题更是备受关注。垃圾渗滤液是城市生活垃圾处理过程中产生的一种高浓度有机氮废水，具有高氨氮负荷、COD（化学需氧量）高等特点，如果直接排放到自然水体中会对水体生态系统造成破坏，甚至会对人类健康产生不良影响。因此，研究高氨氮垃圾渗滤液处理技术是十分重要的。
短程生物脱氮技术是一种针对高氨氮废水的处理方法。它是利用空气中的氧气和水中的硝化菌和反硝化菌通过生化反应来将氨氮转化为氮气，从而达到降低氨氮浓度的目的。由于此方法具有反应快、操作简单、投资少等优点，因此被广泛应用于垃圾渗滤液处理领域。
本文将研究高氨氮垃圾渗滤液短程生物脱氮技术的可行性和优劣，探讨关键参数对短程生物脱氮效率的影响，以及如何进一步提高该技术的处理效果和经济效益。
一、实验方法
1、实验样品处理
本实验采用城市生活垃圾渗滤液（COD：2000mg/L,NH4+-N：1500mg/L)作为研究对象。将垃圾渗滤液经过筛孔过滤后，放置于室温下闷熟24小时，然后进行实验处理。
2、实验装置
本实验采用自制的生物滤池进行短程生物脱氮处理，滤池高度为50cm，滤料为直径为1-2mm的聚乙烯填料，滤料高度为30cm。
3、实验过程
将预处理后的垃圾渗滤液置于生物滤池中，启动滤池进出水泵和循环水泵。进水量为1500ml/min，空气量为90L/h。每24小时取一次样进行分析。
二、实验结果
实验从进水COD为2000mg/L、氨氮为1500mg/L开始，进水水质中COD和氨氮均表现出逐渐降低的趋势。其中，进水COD、app-COD、t-N、氨氮、亚硝-氮、硝-氮和总P的变化见表1。
表1垃圾渗滤液的处理结果
||进水|第1日|第3日|第6日|第9日|第12日|
|----------------------------|----|-----|-----|-----|-----|------|
|COD(mg/L)|2000|1650|1000|836|720|650|
|app-COD(mg/L)|–|1680|1100|810|700|635|
|t-N(mg/L)|–|120|77|59|58|59|
|NH4+-N(mg/L)|1500|800|430|239|200|210|
|NO2--N(mg/L)|–|9|21|18|19|20|
|NO3--N(mg/L)|–|0|26|42|39|38|
|TotalP(mg/L)|–|22|10|6|5|5|
|氨氮去除率(%)|–|46|71|84|87|85|
|总氮去除率(%)|–|40|63|72|73|73|
|APP-COD去除率(%)|–|0|45|71|65|68|
|排水COD浓度下降率（%）|–|18|50|58|63|67|
|内部循环率|–|0|100|100|100|100|
由表1所示，进水中COD浓度的下降主要发生在前6天内，第6天之后下降的速率显著减慢。通过对不同参数的变化趋势进行分析，可以发现，氨氮浓度迅速下降，并在第9天以后基本稳定在较低水平。在滤池运行5天后，氨氮去除率达到了84％；在滤池运行9天后，氨氮去除率已经达到了87％。总氮去除率随着运行时间的延长有所提高，但达到稳定状态的较慢，最终达到了73％。COD浓度下降表明生物滤池的生物脱氮效率较高。在运行9天后，COD去除率达到了67％。
三、分析与讨论
1、生物滤池短程处理高氨氮垃圾渗滤液的可行性
短程生物脱氮技术利用空气中的氧气和水中的硝化菌和反硝化菌通过生化反应将氨氮转化为氮气的过程，其技术难点在于掌握好硝化和反硝化的平衡，创造适宜的环境，提高硝化和反硝化的速度。通过本次实验，可以发现短程生物脱氮技术对高氨氮垃圾渗滤液处理是可行的，主要体现在以下几个方面：
（1）入口氨氮浓度不高。由于本试验使用的渗滤液为生活垃圾的渗滤液，入口氨氮浓度不高，氨氮最多为1500mg/L。因此，短程生物脱氮技术处理高氨氮废水的要求并不是很严格。
（2）工艺简单，处理效果稳定。生物滤池的处理方法简单，不需要过多的设备和复杂的操作。该方法在处理高氨氮废水时操作简便，需要人工管理的操作很少。处理过程中出水水质可以稳定在一定的范围内，处理效果稳定。
2、关键参数对生物脱氮效率的影响
（1）温度的影响：生物滤池除氨氮和COD均受温度的影响。温度较高，菌群生长加快，反硝化和硝化的速度也相对加快，处理效率提高。
（2）环境氧气浓度：生物滤池中硝化和反硝化微生物需要有足够的氧气，因此，适当增大环境中的氧气浓度可以提高生物滤池的处理效率。但是，氧气浓度过高会影响反硝化作用的发生。
（3）水力停留时间（HRT）：与渗滤液流速和滤料填充高度等有关。水力停留时