生活垃圾滲濾液與市政污泥協(xié)同厭氧消化的研究

楊帥+張軼凡+陳劍+楊華軍

摘 要：通過(guò)生活垃圾滲濾液與市政污泥協(xié)同厭氧消化，以產(chǎn)氣量作為考核指標(biāo)，探究生活垃圾滲濾液的最佳投配比例，以確定厭氧系統(tǒng)的最佳反應(yīng)工況。結(jié)果表明，生活垃圾滲濾液和市政污泥協(xié)同厭氧消化是可行的，在實(shí)際工程中有一定的參考價(jià)值。低濃度的生活垃圾滲濾液有利于厭氧反應(yīng)，高濃度的滲濾液阻礙厭氧反應(yīng)的進(jìn)行，甚至造成厭氧系統(tǒng)的破壞。

關(guān)鍵詞：生活垃圾滲濾液 市政污泥 厭氧消化 產(chǎn)氣量

中圖分類號(hào)：X705 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）12（b）-0133-02

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增加，生活垃圾大量產(chǎn)生。垃圾填埋已在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，具有環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)[1]，而滲濾液中含有多種高濃度的有毒物質(zhì)，已成為環(huán)境的巨大威脅[2]。隨著城市的發(fā)展，一大批污水處理廠得以興建，伴隨著污水處理，一部分重金屬物質(zhì)、有機(jī)物等進(jìn)入污泥中，如果未經(jīng)處理直接排入環(huán)境，會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，而污泥處理費(fèi)用較高，關(guān)乎到污水處理的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益[3]。

厭氧生物技術(shù)不僅能使有機(jī)物得到大量降解，減少能源消耗，而且可以產(chǎn)生沼氣能源進(jìn)行回收利用[4]。因此，該研究將生活垃圾滲濾液和市政污泥混合進(jìn)行厭氧生物發(fā)酵，對(duì)生活垃圾滲濾液和市政污泥的處理處置方法提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

反應(yīng)器采用自動(dòng)調(diào)溫、進(jìn)料、記錄產(chǎn)氣的50 L發(fā)酵罐。啟動(dòng)污泥取自某污泥處理廠含水率為91%～93%的反應(yīng)出泥，補(bǔ)料污泥取自某污水處理廠為含水率80%的脫水泥，生活垃圾滲濾液取自某垃圾填埋場(chǎng)。其中，滲濾液水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

設(shè)置發(fā)酵罐反應(yīng)溫度為37 ℃。試驗(yàn)開(kāi)始階段，對(duì)啟動(dòng)污泥進(jìn)行馴化，不投加補(bǔ)料。產(chǎn)氣穩(wěn)定后，以某污水處理廠含水率80%的脫水泥加生活垃圾滲濾液并輔以水調(diào)配至含水率90%～98%作為補(bǔ)料，設(shè)置發(fā)酵罐自動(dòng)補(bǔ)料方式為200 g·8次·d-1，分別設(shè)置補(bǔ)料中脫水泥與滲濾液配質(zhì)量比為2∶1、1∶1，每個(gè)階段實(shí)驗(yàn)周期為7 d，以產(chǎn)氣量為考核指標(biāo)，探索生活垃圾滲濾液和市政污泥的最佳配比關(guān)系。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 脫水泥：滲濾液=2∶1階段

由圖1可知，在脫水泥：滲濾液=2∶1階段，產(chǎn)氣量呈先下降后上升最終趨于穩(wěn)定。前2 d，產(chǎn)氣量有小幅下降，第9天時(shí)降至10 L/d。從第10 天開(kāi)始，產(chǎn)氣量逐步提高，第14天的產(chǎn)氣量為19 L/d。分析是因?yàn)榧尤霛B濾液后，負(fù)荷增大，反應(yīng)體系需進(jìn)行適應(yīng)和自主調(diào)整，導(dǎo)致前期產(chǎn)氣下降，待系統(tǒng)適應(yīng)負(fù)荷后產(chǎn)氣上升，在有機(jī)份含量一定的情況下，后期系統(tǒng)產(chǎn)氣趨于穩(wěn)定。因此，投加比例為脫水泥：滲濾液=2∶1的滲濾液可提高厭氧系統(tǒng)的產(chǎn)氣效果，有助于厭氧反應(yīng)。

2.2 脫水泥∶滲濾液=1∶1階段

由圖2可知，在脫水泥：滲濾液=1∶1階段，產(chǎn)氣呈現(xiàn)先穩(wěn)定再波動(dòng)最終下降的趨勢(shì)。前2 d系統(tǒng)產(chǎn)氣維持在19 L/d左右，第17～19生產(chǎn)氣量出現(xiàn)波動(dòng)，第19天產(chǎn)氣量開(kāi)始下降，第21天時(shí)的產(chǎn)氣為8 L/d。分析是因?yàn)殡S著補(bǔ)料中滲濾液比例的增加，負(fù)荷進(jìn)一步增大，前2 d系統(tǒng)對(duì)高負(fù)荷的滲濾液有一定的耐沖擊能力，產(chǎn)氣暫時(shí)穩(wěn)定。第17～19天，高負(fù)荷對(duì)系統(tǒng)的影響開(kāi)始顯現(xiàn)，產(chǎn)氣開(kāi)始波動(dòng)。第19天時(shí)，污泥受高負(fù)荷滲濾液沖擊再次擴(kuò)大，滲濾液中的有毒物質(zhì)造成污泥泥質(zhì)下降，厭氧生物活性大幅降低，系統(tǒng)遭受破壞，導(dǎo)致產(chǎn)氣量大幅下降。由此可見(jiàn)，脫水泥：滲濾液=1∶1階段的滲濾液負(fù)荷較高，不利于厭氧反應(yīng)的進(jìn)行。

3 結(jié)論

（1）生活垃圾滲濾液和市政污泥協(xié)同厭氧發(fā)酵是可行的，在實(shí)際工程中有一定的參考價(jià)值。

（2）低濃度的生活垃圾滲濾液有利于厭氧反應(yīng)，高濃度的滲濾液阻礙厭氧反應(yīng)的進(jìn)行，甚至造成系統(tǒng)的破壞。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉子旭， 孫力平，李玉友，等.UASB啟動(dòng)及不同HRT對(duì)老齡垃圾滲濾液處理效果的影響[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2013，7（2）：483-488.

[2] 鄭冰玉， 張樹(shù)軍，張亮，等.一體化厭氧氨氧化工藝處理垃圾滲濾液的性能研究[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2014，34（7）：1728-1733.

[3] 黃亞，馮海波，張非非.淺析市政污泥處理工藝[J].化學(xué)工程與設(shè)備，2015，8（4）：282-283.

[4] 王濤，李保桂，阮文權(quán)，等.IC厭氧反應(yīng)器處理垃圾滲濾液[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2015，9（6）：2899-2904.