【正文】 與其他類型的 厭 氧反應(yīng)器相比，該反應(yīng)器有以下幾個(gè)突出的特點(diǎn)： 1． 能提高 ABR 中的 容積利用率達(dá)到理想的水力流 動(dòng)模式 ； 2. ABR 中的微 生 物 生 態(tài)系統(tǒng)能在各個(gè) 不同的隔室 各 自 不同的優(yōu)勢微生 物種群， 適應(yīng)流入該隔室中的廢水特性。 d) , , COD 和 BOD5 的 去 除則分別達(dá)到 65%一 75％和 95％，其甲烷的平均 產(chǎn) 率為 320mlCH4 / Gcod,研究還發(fā)現(xiàn)，在 整個(gè) 實(shí)驗(yàn)過程中．滲濾 液 中 無 機(jī)物在反應(yīng)器 污泥中 發(fā)生明顯的積累，在實(shí)驗(yàn)階段 末 期，發(fā) 現(xiàn) 沉積的 無 機(jī)物為鈣 和 鐵，它們 分別占 反應(yīng) 器 總固 體（ TS ) 的 24%和 7％。 . 2 升流 式厭 氧污泥床反應(yīng)器 （ UASB ) 升流式 厭氧 污泥 床反應(yīng) 器（ UASB )由于其 高濃度（ 60~80g/L）的顆粒 污泥床，使其 比 其他厭氧處理 設(shè)備 具有更高 的處理能力 。 d ) ，但由 于 滲濾液是 一 種成 分 復(fù)雜的廢水．含 有 較多的 干擾因素 ．在低負(fù)荷時(shí)這些 干 擾 因素并未 達(dá)到其 產(chǎn) 生作用程度，而當(dāng)負(fù)荷提高后， 干擾作用 得到體現(xiàn) 。 可達(dá) 90%以上的 CO D 去除效率 ，但隨負(fù)荷的提高，處理效率則急劇下降。 COD 濃度越 高 ．好氧法耗能越多． 厭氧 法產(chǎn)能越多，兩者的 差異 就越明顯； ②厭氧 處理時(shí)有 機(jī) 物轉(zhuǎn)化成 污泥 的比例遠(yuǎn)小 于好氧 處理的比例，因此污泥處理和處置的費(fèi)用 大 為降低； ③厭 氧處理時(shí)污泥的比 增長量 小，對 無機(jī)營養(yǎng)元素的要求 遠(yuǎn)低 于 好 氧處理，因此適 于 處理磷含 量 比較低的 垃圾 滲濾 液 ； ④ 許多在好氧條件下難 于 處理的 鹵素 多環(huán)芳烴 等 有機(jī)化合物在 厭氧時(shí)可以被 生 物降解； ⑤厭氧 處理的 有 機(jī)負(fù)荷比較 高 ，處理系統(tǒng) 占地 面積 比較小 ， 因 此． 厭氧 法比較適用 于 高濃度 有機(jī) 廢水包括 垃圾 滲濾液的處理。 第 三代厭氧 反應(yīng)器的開發(fā) 研究 始 于 20 世 紀(jì)時(shí) 80 年代中 后 期， 開 發(fā)的 主 要 反應(yīng) 器有荷蘭農(nóng)業(yè)人學(xué)的 厭 氧顆 粒污泥 膨脹床反應(yīng)器 （ EGSB）及 厭氧 內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器 (IC )、美荷 系統(tǒng)國際 公司 的 厭氧升流式流化 床 和美國的 厭氧 折流板反應(yīng)器（ ABR） .這些 反應(yīng) 器的應(yīng) 用 發(fā)展較 快 ，在 10 多年的時(shí)間里，在 實(shí)際工程 中的應(yīng)用已占 厭氧 處理 工藝的 6 ％左 右。 高效的 三 相分離器的設(shè)計(jì)有 較大 的難度， 而 顆粒 污泥的培養(yǎng)在國內(nèi)外已有成功的經(jīng)驗(yàn)。 此 外，目前所 應(yīng)用的第二代厭氧反應(yīng)器 中 ，如 AF 運(yùn)行關(guān) 鍵 是高效、 穩(wěn)定 和易操作 管理 的 填料 的使用 。 因 此確 保 反應(yīng)器內(nèi)的 泥水的良好接觸、避免 短流是厭氧反 應(yīng) 器設(shè)計(jì) 中需要考慮的重 要問題。這 些 反應(yīng)器的 共同 特點(diǎn)是將污泥停留時(shí) 間 跟水力停留 時(shí)間相 分離，使得 厭氧 處理高濃度有機(jī)廢水所需要的 HRT 由 原 來 的數(shù) 十天 縮 縮短到幾天 ，乃至 十幾 或 幾小時(shí)，反應(yīng) 器所需的 體積大大縮小 ，在保證處理 要求 的 前提 下 ， 處理 能力 大大 提高， 因而 它們的應(yīng)用 日趨廣 泛。 厭氧生物處理 4 . 厭氧 生物處理技術(shù)的發(fā)展 厭氧生物處 理 技術(shù)發(fā)展 至今 已有 100 多 年 的歷史。 在某種情況下，為了進(jìn)一步降解難 降解有機(jī)物―如某些殺蟲劑，需要對 出水進(jìn) 行 深度 處理 （如采用 臭氧或高級氧化工藝實(shí)例研究 證實(shí)． 無論 將滲濾液 處理 到 何 等程度 。 通過生物吸附、降解和超濾的共同作用 有 效地 去除 TOC 、 BOD5 和 SS．去除率分別為 95％一 98%，97％和 100％ . 傳統(tǒng)好氧處理系統(tǒng)和 天然處理 系統(tǒng)結(jié) 合 傳統(tǒng)好氧處理系統(tǒng) 和天 然處理系統(tǒng) 結(jié) 合在 一 起的綜合 處理 系統(tǒng)比較常見， 如下圖所示。運(yùn)行過程中，滲濾液 連續(xù) 流入 完全混 合生物吸附 反應(yīng) 器，同時(shí)向其 中 投加 1％的粉末 活性 炭（ PAC）、 并 通過循環(huán) 泵 將混合液抽送至管式垂直 流超濾器 中 ， 一 部分經(jīng) 過濾 作為出水 流 出 。 混合膜過濾 工 藝 研究者 采 用 生物活性炭一 UF 膜 復(fù)合（ UF— BAC ) 工 藝進(jìn)行 了 滲濾液處理的 研究。 在反硝化段 水力停留時(shí)間~ ， 硝化 段 水力停留時(shí)間 ~， 混合 液回流比 為 650%時(shí)，可達(dá)到 75％的總氨 去除率。 該 工 藝中 反硝 化段采用懸浮生長活性污泥 反應(yīng) 器。 優(yōu)化好氧生物處理系統(tǒng) 過去的 20 多年 里 ．人們意識到單 一 的處理 工藝往往 承受 不了滲濾 液水質(zhì)的變化很大的特 性 ，因此促使在垃圾填 埋 場滲濾 液 處理技術(shù)的復(fù)雜性和 可靠性上都有很 大進(jìn)步 。 因此 當(dāng)溫度和硝 化率 下 降時(shí) 。生物膜工藝中 硝化的 局 限 性導(dǎo)致 在這類系統(tǒng)中硝化 性對溫度 的依賴性 。 懸 浮載體 生 物膜工藝（ SCBP） 或移動(dòng)床 生 物膜工藝是種新型的附 著生 長系統(tǒng)，這種 工藝 在近 幾 年 備受 重視 。同時(shí) ， 生物膜內(nèi)微生物相比較 豐富 ．含 有 世代 周期 長．具 有硝化作用 的微生物．能 實(shí)現(xiàn) 較好的硝化效果， 且 硝化 作用 受 低溫 的影響較小 。許多研究者報(bào)道 了用 附著 生長 系統(tǒng)反（生 物漠），如淹沒式曝氣 生物濾池 、 旋轉(zhuǎn)生物 接觸 反應(yīng)器 （生物 接觸 轉(zhuǎn)盤）等處理滲濾液的 研究 。 4． 生物膜法 由于懸浮生長 系統(tǒng)， 如 傳統(tǒng)活 性 污泥 工藝 、氧化溝和 SBR 等 這些方法都有 局限性 。其 處理效果良好．運(yùn)行穩(wěn)定 。 近 四五 十年 來，隨著人們 對其 生化 反應(yīng) 和凈化機(jī)理 廣 泛和深入的 研究 ，活性 污 泥法得到了長足發(fā)展，出現(xiàn)多種 運(yùn)行方 式并應(yīng)用 于 滲濾液的 治理中 ，序批式活性 污 泥法 (SBR）已經(jīng) 在一些填埋廠成功運(yùn)行。 若 保持其污 泥齡為 一 般城市污水處理 廠 2 倍 ，而 負(fù)荷率減半「 (kgMLSS 4． 活性污泥法 活 性 污泥法是利用 懸浮生長 微 生 物的 生 物處理系統(tǒng)， 在 污水處理 領(lǐng)域已經(jīng) 有 90 年成功運(yùn)行的 歷史 ，國內(nèi)外的滲 濾 液處理系統(tǒng) 大 多使用 了該技術(shù)。 一 般對 COD 濃度在 5000 mg／ L 以上的 高 濃度垃圾滲 濾 液，建議采用 厭氧 方法后接好氧 工藝進(jìn) 行處理：對 COD 濃度 在 500mg/L 以下的垃圾滲濾液，建議采用好氧 生物處理法 ；對 COD 濃度在 500 一 5000mg／ L 之間 的垃圾 滲濾液．采 用 好氧 生 物處理或 厭氧 一好氧 生 物處理法均可 。 而且 當(dāng)出現(xiàn) 由于 滲濾液毒性和缺乏 營養(yǎng) 而 導(dǎo)致 的 特殊問題時(shí)，好氧 生 物 處理 更是難以奏效。 近來，生產(chǎn) 規(guī)模的膜生 物反應(yīng)器技術(shù)已成功地用 于 滲濾液處理 。滲濾液 隨 填埋 場的使 用 時(shí)間而變化，由此 產(chǎn)生 性質(zhì)決然 不 同的 新填 理場滲 濾 液和 老填 理場滲濾液，必須相應(yīng)采用不同的處理工藝或改變工藝參數(shù)。滲濾液處理工藝必須將兩種以上處理技術(shù) 合理組合 。 由于不 同 填埋場 操作和環(huán)境條件的 不同 、使 用 年限的 不 同，滲濾液的水質(zhì) 特性 也 往往 不盡相同，加之對處理出水水質(zhì)要求的 不 同，所需采用的處 理工 藝 也 有很大的 差 別． 綜合 起 來可以分為以下四大類： 滲濾液一 調(diào)節(jié) 池一與 城市污水 合并處理 滲濾 液一 調(diào)節(jié)池 一 生物預(yù)處理 與 城市污水合并處理 滲濾 液 — 調(diào)節(jié) 池 — 生 物預(yù)處理 — 物化處理； 滲濾 液一 調(diào)節(jié) 池一 生 物預(yù)處理一 土 地處理。但這此結(jié)果只是代表中試的結(jié)果．并不能對整個(gè)垃圾填埋場一概而論，而且進(jìn)一步的研究結(jié)果將確定其實(shí)際的運(yùn)行趨勢． 第 3 章 垃圾滲濾液的生物處理技術(shù) 目 前．國內(nèi) 外垃圾滲濾液的處理 方案有 場內(nèi)處理（滲濾液循環(huán)噴 灑 或場內(nèi)建獨(dú)立的處理系統(tǒng)）、場外處理（ 直接 與城市污水 合并 處理）以及場內(nèi)外聯(lián)合 處理 （預(yù)處理后的滲濾液與城市 污水合并 處理） 三 種方法。 為了研究濃縮液對滲濾液質(zhì)和量 以及生物氣產(chǎn)量的影響。同時(shí)降低生物氣的產(chǎn)量。 通過對燃燒系統(tǒng)進(jìn)行特殊的改 造 能夠滿足 嚴(yán)格 的廢物排放標(biāo) 準(zhǔn) 3． 2． 4 Evapox 工藝所產(chǎn)生的滲濾液濃縮液的循環(huán)回流 由于垃圾滲濾液的循環(huán)能：①加速廢物的生化降解； ② 減小滲濾液污染； ③通過提高填埋的固體廢物含水率 ，和 由 此增 強(qiáng)的生化降解性 ，會提高 生 物氣產(chǎn) 量 ， 研究人員想到將該工藝所產(chǎn)生的濃縮液進(jìn)行循環(huán)應(yīng)用；這一循環(huán)就省去了工業(yè)垃圾填埋廠滲濾液經(jīng)昂貴的脫水后對濃縮液處置的費(fèi)用。 最后濃縮液被輸送到指定處理 廠 。 滲 濾 液中不能蒸發(fā)的成分連續(xù)從蒸發(fā)器中排出。 在溫度約為 120 ℃ 和常 壓下 ．載熱流體能使?jié)B濾液在 100~150℃ 蒸發(fā)，預(yù)計(jì) 有 90%體 積的滲濾液發(fā) 生蒸發(fā)濃縮 。 燃 燒煙 氣中以熱最形式 儲存 的能 量 在火炬煙肉的上部回收 2 并 通過熱循環(huán)管路（含有 載 熱流體）輸送回滲濾液：循 環(huán) 系統(tǒng) 由 兩個(gè)熱交換器和一個(gè)循環(huán)泵組成。 （ 7）降低填埋垃圾處理成本 Evapox 工 藝：通過生物氣的回收和回用處理滲濾液 Evapox 工藝的工作原 理 圖 328 所示 為 工藝的工藝原理示意 生物氣作為該 工藝的能源 ，在廢物儲存中 心 收集。故完全可以根據(jù)中、后期滲濾液特點(diǎn)有針對性地設(shè)計(jì)滲濾液處理系統(tǒng)。完全可以均衡如降雨等外因造成的滲濾液水量和水質(zhì)波動(dòng)，從而使外排的滲濾液能保持一定程度的穩(wěn)定，能減輕對場外處理系統(tǒng)的沖擊。因而更具回收利用價(jià)值。產(chǎn)氣期更集中。 （ 3）提高氣體產(chǎn)量和產(chǎn)氣速率 由于優(yōu)化了微生物生長環(huán)境。 （ 2）增加填埋場有效容積 一方面填埋垃圾快速分解而使體積減少，沉降加快，增大了填埋能力；另一方面使用其他覆蓋層也可使土與垃圾比小于傳統(tǒng)填埋場 1： 4 的比例。 生物 填 生 物反應(yīng)器的優(yōu)勢 （ 1） 降低外排滲濾液污染 強(qiáng)度 填 埋初期滲濾液 中污染物濃度很高．此時(shí) 可將滲濾 液全部回罐 。同時(shí)也使 最后 排出的循環(huán)滲濾液 中 的大多數(shù)水質(zhì)參數(shù)的濃度有 明顯 的． 甚至 大幅度的降低 。如果應(yīng)用 單獨(dú) 的處理系統(tǒng)，就需要增加 基建投資和運(yùn)行 維護(hù) 費(fèi)用。 而 且 ，為加速 可 降解有機(jī)物而實(shí)施滲濾液就地 持留 、收集和 循環(huán) 的 垃圾填埋場 ，其氨氮的 富集 濃度要比普通的滲濾液直流 填埋 場高。 因 此 ，這再次證 明，滲 濾 液循環(huán)和 生 物氣 管理 的組合，是垃圾 填埋生 物反應(yīng)器有 效 運(yùn)行的 根本 保證 。 在這 方面 ，通過還原 劑 用去除 鹵化物 就是 一個(gè)典 型的 例子。 （ 3） 對有 毒 的有機(jī)物的去除機(jī)理 垃圾填埋生 物反應(yīng)器的去除有 毒有機(jī)物的能力．也 同 樣是 非常有 效的 。為此，需要在外部進(jìn)行昂 貴的處理。 但是，這此去除污染物的機(jī)理，在傳統(tǒng)的垃圾填埋場中卻 不能如此有效地發(fā)生。因此．滲濾液的循環(huán)，促使填理場中發(fā)生 更快和更均勻的反應(yīng)并產(chǎn)生更強(qiáng)的還原條件。 即使在有 意的共同 處置的 情況下 ，例如含有 重金屬 的污泥，在酸化和甲烷發(fā)酵兩個(gè) 連續(xù) 階段的共同作用下， 其主 要的趨勢 是 滲濾液 中 重 金屬濃度的減少 。 在廢物穩(wěn)定過程 的 初期， 由于滲濾 液 酸 化使 其 PH 很低而 具有 侵蝕性，致使許多種金 屬 是移動(dòng)的。此 時(shí) ． 垃圾 中易降解和中等易降解的 有機(jī)組分 以及回灌的滲濾液中的有機(jī)組分．在微生 物作用下迅速發(fā)生 水解、酸化和 甲烷 發(fā)酵等反應(yīng)，從 而 在比傳統(tǒng) 填埋 場短得多的時(shí) 間 內(nèi)使垃圾和回 灌 滲濾液 中的有機(jī)物得到有效的 去除 ，而不 僅僅是 轉(zhuǎn)移 了污染途徑。因此這一衰減效能．不僅適用 于 易于生 物降解 的 和無 害 的廢物成分的分階段 轉(zhuǎn)化 ，而目也適用 于 有毒 金屬 和 重 點(diǎn)有毒害的 有機(jī) 污染物的轉(zhuǎn)化和去除，不管是 有意 還是 無意 地共同處置有毒害的 工 業(yè)廢棄物 。 垃圾 填理生物反應(yīng)器技術(shù)的除污染機(jī)理 垃圾填 埋 生物反應(yīng)器的 最大 優(yōu) 點(diǎn)之一是 ， 有效地 將名種 組分 的廢物轉(zhuǎn)化 ， 并 且將轉(zhuǎn)化產(chǎn)物轉(zhuǎn)移進(jìn)入 垃圾 滲濾液和 生 物氣 中 ，從而減輕了它們的潛在負(fù) 面 影響。 綜 上 所述，這 些基本原理導(dǎo)致 設(shè)計(jì)和運(yùn)行的革新，從而將 可 控制的垃圾 填埋 生物 反應(yīng) 器從通常的垃圾 填埋 場分離出來 。 同時(shí)使 硝酸鹽 和 硫酸鹽 得到 還原 ，通過這些過程以及 其他 過程對 物理 化學(xué) 環(huán)境 起到總體的 調(diào)節(jié)作 用，同時(shí)也分解了具他廢物成分。 其原理 是一些 復(fù)雜的 有 機(jī)化 合 物通過最初的水解過程轉(zhuǎn)化為中 間 產(chǎn)物，它們能為酸化過程 提供 底物并 由 此 形成 成酸化產(chǎn)物，有的 作 為 甲烷 發(fā)酵過程的前質(zhì)物 而 被利用 。 在 垃 圾填 埋 場穩(wěn)定的 整個(gè)序列 階段期間， 具有 反應(yīng)活 性 的 有機(jī) 成分和無 機(jī)成分 首先 被釋放出 來 ，并轉(zhuǎn)化形成易 于 降解的有機(jī)成分，這往往能為無 機(jī) 成分和較難 降 解的 有機(jī)成 分的減少調(diào) 節(jié) 化學(xué)環(huán)境。這樣 垃圾填 埋生物反應(yīng)器，是動(dòng)態(tài)的、微生物 作 用的和受 操作 影響的廢物轉(zhuǎn)化 系統(tǒng) 。 但 是受 填埋場特性的限制， 回灌并不