填埋场垃圾渗滤液脱氮技术研究进展

填埋场垃圾渗滤液脱氮技术研究进展

2104391112542 (环科112) 侯亚菲

摘要：生活垃圾填埋场渗滤液中氨氮含量普遍较高，研究氨氮脱除技术对于保证后续生化处理系统正常运行及其低浓度出水氨氮具有重要意义。本文综述了垃圾渗滤液中氨氮脱除技术，分析了传统的物理化学脱氮法和生物脱氮法的优缺点，着重讨论了新型生物脱氮技术以及利用填埋场处理功能脱除氨氮的研究，并提出了垃圾填埋场渗滤液中氨氮脱除技术研究的发展方向。

关键词：垃圾渗滤液；氨氮；脱氮技术；进展

Garbage Landfill Leachate Denitrification Technology is

Reviewed

Hou Ya-fei Abstract: Life generally high ammonia nitrogen content in the landfill leachate, the ammonia nitrogen removal technology to ensure the normal operation of the subsequent biochemical treatment system and its low concentration of water ammonia nitrogen is of great significance. This paper reviews the garbage leachate in ammonia nitrogen removal technology, the traditional physical and chemical nitrogen and biological nitrogen removal method, the advantages and disadvantages of new biological denitrification technology, and emphatically discusses the use of landfill disposal function of removing ammonia nitrogen, and put forward the landfill leachate in ammonia nitrogen removal technology research and development direction.

Key words: Garbage Leachate; Ammonia Nitrogen; Denitrification Technology; Progress

引言：目前，我国城市垃圾的处理仍然以卫生填埋为主。由于降雨、径流等因素的影响使得填埋垃圾产生大量的渗滤液。垃圾渗滤液属于高浓度有机废水，尤其氨氮含量普遍较高，而且浓度变化范围很大。过高浓度的氨氮将导致渗滤液中C/N比过低，渗滤液中营养比例失调，严重影响后续渗滤液生化处理系统的正常运行。此外，高浓度氨氮对环境尤其填埋场周围的水体造成严重污染。因此，研究垃圾渗滤液中氨氮脱除技术，对确保渗滤液后续生化处理的稳定运行及保护环境具有重要的现实意义[1]。

1渗滤液的脱氮处理技术

1.1物理化学法

1.1.1吹脱法

吹脱法是将渗滤液调节至碱性，然后在汽提塔中通入空气或蒸汽，通过气液接触中游离氨吹脱至大气中。因吹脱处理能够达到调节C/N比，降低后续渗滤液生化处理负荷的作用，所以吹脱法是处理高浓度氨氮废水常用的方法。王文斌等对吹脱法去除垃圾渗滤液中的氨氮研究表明在水温大于25摄氏度时，气液比控制3500左右[1]。渗滤液pH值控制在10.5左右时。对于氨氮浓度高（2000～4000mg/L）的垃圾渗滤液，去除率可达到90%以上。廖琳琳等对吹脱法影响因素的研

究结果为，当pH为9.2～11.5 时，吹脱效率随pH 值增加而提高；水温越高，吹脱效率越高。Ozturk等研究发现，通过机械通风，在pH为11.5，通风24小时，氨吹脱效率最高可达90%[2]。

可见，氨吹脱效果明显，处理效率较高。但由于需要调节pH，必须投加大量的碱，而且为了曝气，还需要提供一定的风量，造成了处理费用偏高。同时氨吹脱只是将废水中的铵离子转化为游离氨，最后将之排放到大气中，实质上氨的污染问题并未得到解决。此外，温度对氨吹脱影响较大，在低温时效率急剧下降[3]。

1.1.2化学沉淀法

化学沉淀法是向渗滤液中投加镁盐和磷酸盐，使NH4+生成难溶MgNH4PO4.6H2O（简称MAP），通过重力沉淀，达到去除氨氮的目的。用化学沉淀法脱除渗滤液中氨氮的研究表明，当Mg2+: NH4+: HPO42-的摩尔比为1:1:1时，在15分钟内渗滤液中的氨氮浓度从5618mg/L降到112mg/L。同时形成的沉淀中含有4.9%N、8.6%Mg和16%P，而MAP可作为到蔬菜的营养肥料。用磷酸铵镁作为沉淀剂，在投加药剂Mg:N:P摩尔比为1:1:0.7，pH为9～9.5的条件下，垃圾渗滤液中氨氮去除率在70%左右，COD的去除率为10%～20%，而且难降解有机物去除率也达到了40%～50%。孙体昌等研究了氨氮沉淀的影响因素，结果表明pH是主要影响因素，当pH为11时，氨氮的去除率高达95%。

化学沉淀法除氨的最大优点在于处理速度快、效果好，反应不受温度限制，同时形成的磷酸铵镁沉淀是一种复合肥料，可实现废物资源化。但磷酸盐和镁盐价格昂贵，如果能找到价廉高效的氨盐沉淀剂，则化学沉淀法除氨将是一种技术可行、经济合理的垃圾渗滤液中氨氮脱除方法[7]。

1.1.3膜法

在污水处理，水资源再利用领域，MBR又称膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor），是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。采用的膜结构型主要为平板膜和中空纤维膜，按膜孔径可划分为超滤技术[4]。

膜—生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成。通常提到的膜—生物反应器实际上是三类反应器的总称：

（1）曝气膜—生物反应器(Aeration Membrane Bioreactor简称AMBR)；

曝气膜—生物反应器（AMBR）最早见于Cote. P 等1988年报道，采用透气性致密膜（如硅橡胶膜）或微孔膜（如疏水性聚合膜），以板式或中空纤维式组件，在保持气体分压低于泡点（Bubble Point）情况下，可实现向生物反应器的无泡曝气。该工艺的特点是提高了接触时间和传氧效率，有利于曝气工艺的控制，不受传统曝气中气泡大小和停留时间的因素的影响。

（2）萃取膜—生物反应器（Extractive Membrane Bioreactor简称EMBR）；

萃取膜—生物反应器，又称为EMBR（Extractive Membrane Bioreactor）。因为高酸碱度或对生物有毒物质的存在，某些工业废水不宜采用与微生物直接接触的方法处理；当废水中含挥发性有毒物质时，若采用传统的好氧生物处理过程，污染物容易随曝气气流挥发，发生气提现象，不仅处理效果很不稳定，还会造成大气污染。

为了解决这些技术难题，英国学者Livingston研究开发了EMB。废水与活性污泥被膜隔开来，废水在膜内流动，而含某种专性细菌的活性污泥在膜外流动，废水与微生物不直接接触，有机污染物可以通过选择性透过膜被另一侧的微生物降解。由于萃取膜两侧的生物反应器单元和废水循环单元是各自独立，各单元水流相互影响不大，生物反应器中营养物质和微生物生存条件不受废水水质的影响，使水处理效果稳定。系统的运行条件如HRT和SRT可分别控制在最优的范围，维持最大的污染物降解速率。

（3）固液分离型膜—生物反应器（Solid/Liquid Separation Membrane Bioreactor，简称SLSMBR或MBR）。