全 文 ：徐成斌，孟雪莲，马溪平，付保荣，惠秀娟. UASBF 反应器处理垃圾渗滤液的试验研究[J]. 生态科学, 2010. 29(5)：472-475
XU Cheng-bin, MENG Xue-lian, MA Xi-ping, FU Bao-rong, HUI Xiu-juan. Experimental studies of UASBF reactor for the treatment of
landfill leachate [J]. Ecological Science, 2010. 29(5)：472-475
UASBF 反应器处理垃圾渗滤液的试验研究

徐成斌 1，孟雪莲 2，马溪平 1*，付保荣 1，惠秀娟 1
1.辽宁大学环境学院 沈阳 110036
2.辽宁大学药学院 沈阳 110036

【摘要】研究了上流式厌氧复合床反应器(UASBF)处理垃圾渗滤液的启动期、负荷提高期、运行期的处理效果及 CODCr负荷、
pH、碱度对反应器运行的影响。结果表明，启动期最佳启动温度在 35±1℃，进水 pH6.8，CODCr浓度 1000~1200 mg·L
-1，水力
停留时间(HRT)48h，容积负荷为 0.5kgCODCr·m
-3·d-1。提高期和运行期容积负荷为 10kgCODCr·m
-3·d-1，CODCr去除率为 71.5%，
氨氮去除率为 57.5%，总磷去除率为 64.8%，悬浮物达到去除率为 55%。
关键词：UASBF 反应器；负荷提高；垃圾渗滤液；处理效率
doi:10.3969/j.issn. 1008-8873.2010.05.013 中图分类号：Q178.532，X703 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2010)05-472-04

Experimental studies of UASBF reactor for the treatment of landfill leachate

XU Cheng-bin1, MENG Xue-lian2 , MA Xi-ping1*, FU Bao-rong1, HUI Xiu-juan1

1. School of Environmental Science Liaoning University Shenyang 110036 China
2. School of Pharmacy Liaoning University Shenyang 110036 China

Abstract：We studied the efficiency of the upflow anaerobic sludge bed filtration (UASBF) reactor in treating landfill leachate in the
phases of start-up, load increase and steady function. The effects of chemical oxygen demand (CODCr), pH and alkalinity on the reactor
running were also discussed. The results showed that the optimal temperature was (35±1)℃; pH was 6.8; CODCr concentration was 1000
to 1200 mg·L-1; hydraulic retention time (HRT) was 48 h; volume load was 0.5 kgCODCr·m
-3·d-1 in the phase of start-up. The CODCr load
of the increase and steady function phases was 10 kg·m-3·d-1. The removal rates for CODCr, NH
4+-N, total phosphorus (TP) and
suspended substance (SS) were 71.5%, 57.5%, 64.8% and 55%, respectively.

Key words：UASBF reactor; load increases; landfill leachate; processing efficiency


收稿日期：2010-04-27收稿，2010-10-20接受
基金项目：2008 年辽宁省教育厅科学研究一般项目资助（2008225）；辽宁省科技攻关基金资助项目（2005229003）；辽宁省科技厅项目(20060117-232)；
作者简介：徐成斌（1980—）男，汉族，辽宁省大连市人，讲师，从事水污染控制研究。E－mail: xuchengbin80@163.com
通讯作者：马溪平（1957—）女，汉族，辽宁省沈阳市人，教授，从事环境工程微生物学研究。E－mail:maxiping@163.com

第 29 卷 第 5 期 生 态 科 学 29(5): 472-475
2010 年 10 月 Ecological Science Oct. 2010

Em槽 进水泵
循环泵
鬟
自气口
≯
1 引言 (Introduction)

垃圾渗滤液是城市垃圾填埋过程中产生的一种
危害极大的高浓度有机废水[1]。垃圾渗滤液处理技术
是国际上的研究热点问题之一。上流式厌氧复合床反
应器(UASBF)是新开发的一种新型高效反应器[2]，采
用 UASBF处理垃圾渗滤液国内相关报道较少，该反
应器兼有上流式厌氧污泥床Upflow Anaerobic Sludge
Bed (UASB)和厌氧滤池 Anaerobic Filtration (AF)的
优点。污泥截留能力和抗冲击负荷能力强，污泥浓度
高。不仅可以降解渗滤液中的有机物，而且通过水解
酸化作用将难生物降解的有机物转化成易生物降解
有机物，提高对有机物的去除率[3]。针对当前城市垃
圾渗滤液成分复杂、处理难度大的实际问题，探讨采
用 UASBF 对垃圾渗滤液进行前期厌氧高效处理，以
期为城市垃圾渗滤液的处理提供工程运行参数。

2 材料与方法 (Materials and methods)

2.1 设备
UASBF反应器如图 1所示，下部为 UASB反应
区，中部为三相分离区，上部为厌氧滤床（AF），反
应器为圆柱状结构，内径120 mm，总高度为1 400 mm，
UASB 反应区高度 660 mm，三相分离区高度 165 mm，
厌氧滤床高度 320 mm，总体积 14 L，装置安装在水
浴中，温度控制在 35±1℃。通过流量计控制进水，
用循环泵控制水力停留时间和进水上升流速。










2.2 实验分析方法[4]
COD 采用重铬酸钾法测定；pH 采用 pH 计测定；
氨氮采用纳氏试剂比色法测定；碱度采用酸度计滴定法
测定；总磷采用过硫酸钾消解法；悬浮物采用重量法。
2.3 接种污泥
接种污泥为沈阳东北制药厂废水处理厌氧絮状
污泥，VSS/SS值为 0.5~0.6 左右，黑色。镜检污泥中
有杆菌、球菌和丝状菌，接种量 6.5L。占总体积的
45%。接种后，反应器内的污泥浓度 11.42gVSS·L-1。

2.4 废水
试验废水采自沈阳市大辛生活垃圾填埋场集水
池。经两季采样监测结果表明，垃圾渗滤液 pH 值为
6.4~6.8，CODCr 为 13500~55000 mg·L
-1，BOD5 为
6075~23600 mg·L
-1，氨氮为 695~2735 mg·L-1，TP 为
128~230 mg·L
-1，属于高浓度有机废水，原水的
BOD/CODCr为 0.44，渗滤液的可生化性良好。

3 结果与分析 (Results and analysis)

3.1 UASBF的启动期

表 1 试验各阶段运行参数和指标
Tab.1 parameters and index of test at different stages
试验阶段
Experimental stage
启动期
Start-up
phase
颗粒污泥
出现期
Emergence
of granular
sludge
颗粒污泥
成熟期
Mature
granular
sludge
运行时间
Running time （d）
1~50 50~110 110~150
水力停留时间（小
时）HRT（h）
48~12 12~10 10~8
进水 CODCr浓度
Influent
concentration of
CODCr（mg·L
-1）
1000~1200 1350~2100 2080~3500
CODCr去除率（%）
removal rates for
CODCr
31~55 53~65 61~69
容积负荷
Volume load
（kgCODCr·m
-3·d-1）
0.5~2.2 2.2~3.6 3.6~7.6
产气量
The amount of gas
production（L·d-1）
0.8~3.2 3.4~7.6 7.5~14.8

根据UASBF反应器运行期间污泥形态的变化情
况和运行控制条件的差异，可将启动期试验分为启动
运行期、颗粒污泥出现期和颗粒污泥成熟期[5]。运行
图 1 UASBF反应器
Fig.1 Upflow Anaerobic Sludge Bed Filtration
reactor
5 期 徐成斌，等. UASBF 反应器处理垃圾渗滤液的试验研究 473

过程各项指标见表 1。
采用 UASBF反应器处理生活垃圾渗滤液，启动
初期采用低负荷进水，进水 CODCr浓度在 1000~1200
mg·L
-1，pH 值为 6.8，C：N：P 为 300：5：1，CODCr
去除率由 31%逐渐升高到 69%，产气量不断升高，
达到 3.2 L·d-1，装置成功启动。经过 150 天的运行，
颗粒污泥成熟，颗粒污泥内部为黑色，外部包裹一层
白色黏性物质，粒径在 1～2 mm。厌氧反应器驯化成
功后，颗粒污泥成熟，进行不同负荷条件下厌氧反应
器运行情况的考察，反应器进入负荷提高期，连续运
行 60 天，通过改变进水浓度和进水流量，不断提高
容积负荷[6]。

3.2 UASBF负荷提高期有机负荷的变化
如图 2所示，每次负荷提高后，CODCr去除率和
出水 pH下降，接下来的几天内 CODCr去除率逐步提
高并趋于稳定。增加容积负荷，厌氧污泥的浓度和活
性在不断增加，污泥的生物吸附、絮凝、分解的有机
物相应增加。进入负荷提高阶段后，大幅度的提高
CODCr容积负荷，每次在 1.0kgCODCr ·m
-3
·d
-1左右。
有机负荷的改变对反应器的去除效率影响不大，
CODCr的去除率保持在 65%左右。由于生物吸附的饱
和性，当容积负荷增加到较高值时，污泥的生物吸附
逐渐接近饱和，其吸附分解能力逐渐达到一定极限，
表现为CODCr去除率和 pH值在一定范围后出现下降，
影响厌氧反应的正常进行。
在实际工程运行中，希望容积负荷尽量大，以减
少反应器体积，进而减少投资。负荷太高将会使
CODCr 去除率下降，取 CODCr 容积负荷为
10.0kgCODCr ·m
-3
·d
-1左右。


图 2 CODCr去除率随负荷的变化
Fig2 The change of CODCr removal rate with organic loading
3.3 UASBF负荷提高期碱度与 pH的变化
pH值是厌氧处理的一个重要因素。厌氧过程中，
甲烷菌则对 pH 值比较敏感，适宜它的生长范围是
6.5～7.8[7]。碱度影响反应器的运行，由于厌氧过程
复杂性，难以准确测定反应器内真实的 pH值，所以
靠碱度来维持和缓冲[8]。如图 3、图 4 所示，碱度变
化范围为 1540.46~2290.22mg•L-1，平均值约为
1934.10 mg•L
-1，出水 pH 变化范围为 6.5~7.5，平均
值为 7.1。每次负荷提高后，pH有所下降。由于负荷
的提高，出水的 pH 有不同程度的下降。在第 50 d，
反映其容积负荷增加较大，反应器出水 pH 值由 7.14
降低到 6.5以下，出现挥发酸积累的现象，CODCr去
除率小幅度下降，碱度相应有所下降。在负荷提高期，
由于负荷增加后引入了大量的可生化降解有机物，在
厌氧微生物的作用下，这些可生化降解物被转化成挥
发性有机酸（VFA），造成挥发性有机酸的积累，导
致出水 pH 下降。

图 3 出水碱度随负荷的变化
Fig3 The change of alkalinity with organic loading



图 4 出水 pH随负荷的变化
Fig4 The change of pH with organic loading
20
30
40
50
60
70
80
0
2
4
6
8
10
12
14
16
2 6 10 14 18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 58
C
O
D
去
除
率
R
em
o
v
al
r
at
e
o
f
C
O
D
C
r
%

负
荷
L
o
ad
(k
g
C
O
D
C
r
·m
-3
·d
-1
)
天数Days(d)
负荷 COD去除率
0
500
1000
1500
2000
2500
0
2
4
6
8
10
12
14
16
2 6 10 14 18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 58
出
水
碱
度
C
h
an
g
e
o
f
al
k
al
in
it
y
(m
g
•L
-1
)
负
荷
L
o
ad
(k
g
C
O
D
C
r
·m
-3
·d
-1
)
天数Days（d）
负荷 出水碱度
6
6.2
6.4
6.6
6.8
7
7.2
7.4
7.6
0
2
4
6
8
10
12
14
16
2 6 10 14 18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 58
p
H

负
荷
L
o
ad
(k
g
C
O
D
C
r
·m
-3
·d
-1
)
天数Days(d)
负荷 pH
474 生 态 科 学 Ecological Science 29 卷

3.4 UASBF稳定运行期处理垃圾渗滤液出水指标
完成负荷提高阶段试验后，系统稳定运行，出水
水质各项指标见表 2。UASBF 反应器的缓冲能力较
强。但由于生物吸附的饱和性，当容积负荷增加到较
高值时，污泥的生物吸附逐渐接近饱和，其吸附分解
能力逐渐达到一定极限，CODCr去除率出现下降。考
虑到工程应用，认为取容积负荷为 10kg CODCr·m
-3
·d
-1
是合理的。CODCr 去除率为 71.5%，氨氮去除率为
57.5%，TP 去除率为 64.8%，SS达到去除率为 55%。

表 2 UASBF处理垃圾渗滤液出水指标（mg•L
-1
）
Table2 The index of UASBF dispose result
项目
Project
CODCr NH4+-N TP
悬浮物
SS
进水浓度
Influent
concentration
5560~
6115
311~
385
31.6~
37.4
487~
526
进水平均浓度
The average
influent
concentration
5841.5 348.3 35.2 506
出水浓度
Effluent
concentration
1613.15~
1803
132.8~
163.7
11.6~
14.52
220~
237
出水平均浓度
The average
concentration of
effluent
1709 147.2 13.42 227
去除率%
Removal rate
71.5 57.5 64.8 55

4 结论 (Conclusions)

1）采用UASBF反应器处理生活垃圾渗滤液，启动初
期进水CODCr浓度在1000~1200 mg·L
-1，pH值为6.8，
C：N：P为300：5：1，CODCr去除率由31%逐渐升高
到69%，装置成功启动。经过150天的运行，颗粒污
泥成熟。
2）实验中取容积负荷为 10kgCODCr·m
-3
·d
-1，CODCr
去除率为 71.5%，氨氮去除率为 57.5%，TP 去除率为
64.8%，SS达到去除率为 55%。
3）UASBF工艺内部污泥截留能力及抗冲击负荷能力
强，污泥浓度较高，对有机物的去除率较高。

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5 期 徐成斌，等. UASBF 反应器处理垃圾渗滤液的试验研究 475

UASBF反应器处理垃圾渗滤液的试验研究
作者： 徐成斌， 孟雪莲， 马溪平， 付保荣， 惠秀娟， XU Cheng-bin， MENG Xue-lian， MA Xi-ping， FU
Bao-rong， HUI Xiu-juan
作者单位： 徐成斌,马溪平,付保荣,惠秀娟,XU Cheng-bin,MA Xi-ping,FU Bao-rong,HUI Xiu-juan(辽宁大学环境学院
,沈阳,110036)， 孟雪莲,MENG Xue-lian(辽宁大学药学院,沈阳,110036)
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGICAL SCIENCE
年，卷(期)： 2010,29(5)

参考文献(8条)
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3.马溪平;王兴东;徐成斌 UASBF处理垃圾渗滤液的启动及颗粒污泥培养[期刊论文]-辽宁工程技术大学学报 2007(02)
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lian.WU Jian-hui.LIU Xiang-yun.QIU Xiao-yan.ZHU Yan.LIU Gui-ming.HE Gui-ling.JIANG Xiu-rong.CAO Lin.SUN Zu-yue 利用基因
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刊论文]-毒理学杂志2005,19(3)


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