Technology of biological nitrogen removal in landfill leachate

　　Li Ying¹, Li Yanping², Wang Jinchang².

　　(1.School of Life Science of Nanjing University, Nanjing Jiangsu 210093；2.The Key Laboratory of Food Science of Ministry of Education，Nanchang University，Nanchang Jiangxi 330047)

　　Abstract：Ammonia nitrogen is particularly high in the landfill leachate.Biological treatment is the common method of nitrogen removal by aerobic nitrification followed by anaerobic denitrification.The new discoveries of nitrite-type nitrification and ANAMMOX(anaerobic ammonium oxidation)，combined with the confirmation of heterotrophic nitrification，aerobic denitrification and autotrophic denitrification provide fresh references.

　　Keywords：Landfill leachate　Nitrification　Denitrification

　　垃圾填埋因技术成熟、处理费用低、管理和运输方便，被广泛使用。垃圾填埋后，在微生物作用下，垃圾中有机物经过好氧反应和厌氧反应而降解。垃圾中有机物的降解主要是厌氧反应所致，经过溶解、淋洗等作用使垃圾中原有的，以及垃圾降解后产生的大量污染物进入垃圾渗滤液中，以致垃圾渗滤液污染物浓度特别高；其次，由于垃圾降解产生的CO₂溶于垃圾滤液以后使垃圾渗滤液偏酸性，这种酸性环境使得不溶于水的碳酸盐、金属及其金属氧化物等无机物发生溶解。垃圾渗滤液成分包括BOD₅、CODc_r、氨态氮、有机氮、硝酸盐、总磷、无机盐等，其特点是污染物浓度高，种类多且水质变化较大。

　　垃圾渗滤液是垃圾填埋过程产生的二次污染，可以污染水体、土壤、大气等，使地面水体缺氧，水质恶化，富营养化，威胁饮用水和工农业用水水源，使地下水丧失利用价值，有机污染物进入食物链将直接威胁人类健康。垃圾渗滤液潜在污染危害年限长并且难以治理。垃圾渗滤液处理难度大，我国垃圾处理遵循“无害化、减量化、资源化”的原则，实现其经济有效处理是垃圾填埋处理技术中的一个研究热点。

　　1 垃圾渗滤液的常规生物处理方法

　　常规生物处理法包括好氧处理、厌氧处理以及两者相结合。

　　1.1 好氧处理法

　　好氧处理法包括曝气氧化池、好氧稳定塘、生物转盘和滴滤池等。常采用SBR（sequencing batch reactor）工艺。好氧活性污泥法可有效地降低BOD₅、CODc_r和氨氮，还可去除一些金属物质。因其处理费用低，效率高而得到广泛应用。与活性污泥法相比，曝气氧化塘体积大，有机负荷低，降解速度慢，工程简单，在土地允许的情况下，是最省钱的垃圾渗滤液好氧生物处理法。生物膜法与活性污泥法相比，具有抗水量、水质冲击负荷的优点，而且生物膜上能生长世代时间较长的微生物，如硝化菌类，对氨氮的去除较好。国内外学者采用包括SBR工艺在内的复合处理方法对渗滤液进行了处理研究，结果表明：渗滤液中高浓度CODc_r、NH₃-N及色度等均有较好的处理效果，甚至各项指标均达到了污水排放标准 ^[1～3]。

　　2.2 厌氧处理

　　厌氧处理法包括上流式厌氧污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Blanket，UASB)、厌氧生物滤池、厌氧接触池等。厌氧法在处理高浓度的有机废水(BOD₅>2000 mg/L)方面有良好的处理效果。厌氧法优点表现在：能耗少，操作简单，处理设备负荷高，占地少，对营养物的需求量小，产泥量小。但厌氧法也有不足之处，表现在出水浓度相对还较高，厌氧微生物对有毒物质较为敏感，厌氧反应器初次启动比较缓慢。UASB在高速厌氧反应器中有较高的负荷能力，得到了较广泛的应用。研究人员利用序批式和UASB处理城市垃圾渗滤液，CODc_r的去除率分别达71%～92%和77%～91%^[4～6]。

　　2.3厌氧－好氧生物处理相结合

　　厌氧法的出水CODc_r和BOD₅通常还较高，达不到直接排放的标准，因此一般不单独采用厌氧法处理垃圾渗滤液。福州市1995年建成的垃圾处理场，采用工艺为UASB+氧化沟+稳定塘，COD_Cr去除率达95%、BOD₅去除率97%，总氮去除率可达80%^[7]。Agdag等利用序批式上流式厌氧污泥床和好氧搅拌反应器处理城市垃圾渗滤液，CODc_r的去除率达到80%，NH₃-N的去除率达99.6%^[8]。Jeong等利用厌氧-好氧系统处理城市未成熟垃圾渗滤液，NH₃-N的去除率为0.84 kg /（m³·d），最大硝化率为0.50 kg/（m³·d）^[9]。

　　2.4传统生物处理工艺存在的问题及危害

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