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垃圾渗滤液是由垃圾本身有机物发酵降解、雨水以及地下水渗入填埋层形成的一种组成极为复杂的高浓度废水,不仅含有大量的有机污染物,还有高浓度的氨氮以及重金属。综合大量文献报道的基础上,利用组合工艺来处理垃圾渗滤液是行之有效的手段和方法。本论文利用两级A/O-浸没式膜生物反应池-超滤/反渗透双膜组合工艺对沈阳市老虎冲垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液进行了一系列的试验研究与特性分析,研究生化处理联合双膜系统处理垃圾渗滤液的效果影响、运行参数以及建议总结,并得出以下几点主要结论:(1)利用两级A/O-MBR生化系统对垃圾渗滤液进行处理的驯化启动阶段的稳定运行情况及出水水质的研究分析发现:垃圾渗滤液配比从10%不断提高到100%,COD浓度从234.66mg/L提高到8040.65mg/L,氨氮浓度从231.47mg/L提高到2015.16mg/L,TN从263.56mg/L提高到2191.30mg/L,整个驯化启动阶段中,系统运行稳定,出水水质没有较大的起伏,当进水完全为垃圾渗滤液时,出水COD平均浓度值为1455.22mg/L,氨氮和TN的平均浓度值为16.67mg/L和670.85mg/L。去除率可分别达到81.9%、99.2%、74.4%。通过三维荧光分析发现,芳香类有机物以及溶解性微生物代谢产物能够得到大部分去除,DOM总体去除率为76.8%。(2)利用两级A/O-MBR生化系统在不同水力停留时间和硝化液回流比的条件下处理垃圾渗滤液的效果影响和研究分析发现:首先,过长(HRT=9d)或过短(HRT=5d)的水力停留时间均会对系统的稳定运行产生负面影响,导致出水中有机物浓度均高于HRT=7d条件下的出水浓度。其次,在硝化液回流比的研究中发现,过高的回流比(R=200%、R=250%)会破坏缺氧池环境,反硝化作用的优势菌种得不到有利生长,导致部分有机物未得到降解,出水中COD、TN平均浓度值为2374.44mg/L、589.13mg/L。而过低的回流比(R=100%)会导致反硝化作用不充分,脱氮效果不佳。当R=150%时,系统总氮出水为脱氮效率在75.3%左右,出水浓度平均为效果最佳。(3)对两级A/O-MBR系统中微生物种群群落进行检测分析,五个处理单元中OTUs数目最少为2531个,最高为5015个,Shannon、ACE、Chao等指数也反映出该系统内细菌种类多样性繁多。且Good’s coverage指数均在0.88以上,序列被检测出的概率很大。筛选丰富度大于1%的进行分类分析,共有25个属、32个科、26个目、18个纲和9个门。从属水平上分析,亚硝酸菌属(Nitrosomonas)、硝化杆菌属(Nitrobacter)、浮霉状菌属(Planctomyces)、腐螺旋菌属(Saprospiraceae)、假单胞杆菌属(Pseudomonas)为优势菌种,在系统对垃圾渗滤液去除有机物和脱氮的过程中起到至关重要的作用。(4)超滤/反渗透组合工艺对生化系统膜出水表现出极佳的去除效果,超滤膜对进水中COD、氮素的去除效果不明显,而反渗透膜可截留大部分有机物,使出水中COD、氨氮、TN浓度分别降低到52.45mg/L、3.38mg/L、59.42mg/L。本论文通过利用两级A/O-MBR-双膜组合工艺处理垃圾渗滤液,得到的出水水质能够达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)的控制要求,以及不同水力停留时间和硝化液回流比的运行特点,可以为沈阳老虎冲垃圾渗滤液的工程示范提高一定的指导作用和理论依据。