填埋结构对渗滤液中氨氮脱除的影响

建立了模拟填埋试验中试装置,研究了准好氧填埋渗滤液NH3-N的变化特性和稳定期垃圾对渗滤液NH3-N的处理效果.结果表明,准好氧填埋结构下渗滤液NH3-N衰减很快,下降率可达99.6%,没有出现传统填埋场累积的现象,为渗滤液后续处理解决了氨氮浓度过高的难题;随着水力负荷的增大,NH3-N的去除率呈下降趋势,去除率由低水力负荷时的99.9%,下降到高水力负荷时的87.7%;准好氧填埋垃圾对低可生化性、高浓度氨氮的渗滤液有很好的处理能力,但反硝化能力不足;较高有机物浓度有利于反硝化作用,使氨氮彻底转化为氮气.     

填埋结构对渗滤液中氨氮脱除的影响

建立了模拟填埋试验中试装置,研究了准好氧填埋渗滤液NH3-N的变化特性和稳定期垃圾对渗滤液NH3-N的处理效果.结果表明,准好氧填埋结构下渗滤液NH3-N衰减很快,下降率可达99.6%,没有出现传统填埋场累积的现象,为渗滤液后续处理解决了氨氮浓度过高的难题;随着水力负荷的增大,NH3-N的去除率呈下降趋势,去除率由低水力负荷时的99.9%,下降到高水力负荷时的87.7%;准好氧填埋垃圾对低可生化性、高浓度氨氮的渗滤液有很好的处理能力,但反硝化能力不足;较高有机物浓度有利于反硝化作用,使氨氮彻底转化为氮气.     

回灌型准好氧填埋场脱氮特性及加速稳定化研究

采用2个模拟填埋生物反应器,1号柱渗滤液简单回灌,2号柱为渗滤液回灌准好氧联合运行方式,研究了渗滤液回灌准好氧生物反应器填埋场的脱氮特性及加速垃圾稳定化特性.研究结果表明:渗滤液回灌准好氧填埋场具有很强的脱氮能力,2号柱由厌氧运行方式改为准好氧条件下,渗滤液中的氨氮和凯式氮浓度分别由最大值的3 198 mg/L和3 345 mg/L降低到第160 d的73 mg/L和81 mg/L,去除率分别为97.7%和97.6%,pH快速升高到8.0左右,COD浓度快速降低.渗滤液中溶解性有机物(DOM)分级结果表明,2号柱HA和FA含量的增加明显快于1号柱.2号柱DOM的三维荧光光谱特性发生了较大变化,荧光基团从60 d结构简单的类蛋白物质转变为95 d结构复杂的类胡敏酸和富里酸物质,而l号柱渗滤液DOM荧光基团一直是结构简单的类蛋白物质.结果表明回灌准好氧生物反应器填埋场的稳定化速度远快于简单回灌的生物反应器填埋场.     

青藏高原地区准好氧填埋单元试验研究

为研究准好氧填埋技术在海拔高、空气稀薄、气温低、昼夜温差大、蒸发强、降雨少的青藏高原地区的适用性,在青藏高原不冻泉地区开展了为期14个月的准好氧填埋单元试验研究.试验结果表明,准好氧填埋单元的渗滤液COD浓度由3307 mg/L降低到403 mg/L,氨氮由135.4 mg/L降低到0.04 mg/L,渗滤液量大幅减少.研究为青藏高原地区提供了一种垃圾处理方式.     

联合生物反应器处理农村生活垃圾渗滤液中Fe的变化规律

以厌氧(AN)-准好氧(SA)联合生物反应器中渗滤液pH、COD、UV254、NH3-N以及铁离子浓度的监测结果为依据,研究了厌氧-准好氧联合生物反应器处理农村生活垃圾产生的渗滤液中Fe的变化规律。结果表明,渗滤液中Fe的浓度随时间变化规律为先上升后下降,在填埋第76天左右,厌氧和准好氧单元中Fe的浓度先后达到最大值73.44和78.71mg·L~(-1);在第350天,厌氧和准好氧单元中Fe的浓度分别降至17.84和8.52 mg·L~(-1)。Pearson相关分析显示渗滤液中铁离子的浓度与COD之间存在显著的正相关关系;与pH、NH3-N之间存在负相关关系;而与UV254之间的相关关系较弱。     

生活垃圾渗滤液对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的影响研究

通过厌氧毒性实验、恢复实验和特征毒性模拟实验，研究了生活垃圾渗滤液对厌氧颗粒污泥微生物产甲烷活性的影响。结果表明，1 000 mg/L氨氮浓度下产甲烷活性均大于85%，说明相应氨氮浓度范围，垃圾渗滤液基质对厌氧颗粒污泥的微生物没有明显抑制作用。恢复实验后活性得到完全恢复，属代谢毒性。模拟废水氨氮浓度大于1 000 mg/L浓度时，开始出现抑制；氨氮浓度大于3 000 mg/L时，有明显抑制，产甲烷活性下降32.1%；相同氨氮浓度下，渗滤液最大活性区间滞后于模拟废水，产甲烷活性也小于模拟废水，存在除氨氮以外的毒性物质的影响。     

准好氧填埋场FSQ标准的室内模拟研究

以室内模拟实验为基础,对准好氧填埋场的FSQ标准作了相关研究.实验结果表明,准好氧填埋的渗滤液COD与其他指标的变化具有明显的不同步性,根据该特点,把准好氧填埋场的稳定化过程划分为不稳定、基本稳定和完全稳定3个阶段.相应把准好氧填埋的FSQ标准分为2级:基本稳定状态时的FSQ二级标准,完全稳定状态时的FSQ一级标准.在评价基本稳定状态时,场地沉降量为控制性指标,确定准好氧填埋的FSQ二级标准为:填埋场地总沉降量占垃圾初始填埋高度的比例≥30%,渗滤液COD≤400 mg/L、NH3-N≤15 mg/L、TVS/TDS≤6%,固相垃圾BDM≤6%;在评价完全稳定状态时,渗滤液COD作为控制性指标,概化总结出准好氧填埋的FSQ一级标准为:填埋场地总沉降量占垃圾初始填埋高度的比例＞30%,渗滤液COD≤100 mg/L、NH3-N≤15mg/L、TVS/TDS≤3%,固相垃圾BDM≤3%.     

准好氧填埋氮转化影响因子变化规律试验研究

依据准好氧填埋工艺原理建立了试验装置,定期监测渗滤液硝氮、氨氮、温度、pH值、氧气含量,ORP(氧化还原电位),研究准好氧填埋过程中氮转化的影响因子变化规律.结果表明,温度呈现先上升后下降再回升的变化趋势;pH值呈现出先上升再下降的变化趋势,最大值达到8.74,之后下降到7.91.填埋开始阶段,填埋层的氧气浓度缓慢下降,最低下降到3.43%,随着空气经导气管和渗滤液收集管进入填埋体,氧气浓度明显上升达到10.46%.进入填埋后期,氧气浓度再次下降,最低到1.61%.填埋试验后期,ORP均小于150 mV,最大值为123 mV,最小值为-166 mV.     

“中老龄”垃圾渗滤液重金属和氨氮的厌氧毒性

通过厌氧毒性试验（ATA）研究了“中老龄”垃圾渗滤液的重金属和氨氮对厌氧微生物的毒性抑制作用。试验结果表明,“中老龄”垃圾渗滤液中的重金属和氨氮使厌氧污泥产甲烷活性分别下降14.4%和36.7%，4倍受试渗滤液重金属浓度或4 000 mg/L的氨氮浓度均可使污泥活性受到重度抑制。通过对不同浓度重金属和氨氮的厌氧毒性的关系进行回归分析，得出氨氮和重金属对厌氧微生物的IC50分别为2 265 mg/L和2.9倍试验用渗滤液的重金属浓度；“中老龄”垃圾渗滤液中氨氮对厌氧污泥的毒性影响较大，高浓度重金属对厌氧污泥活性的抑制较难恢复；实际渗滤液处理工艺中，在采用厌氧工艺前，应对氨氮进行预处理以减少其对厌氧微生物的毒性作用，同时避免水质剧烈波动对厌氧处理系统的冲击。     

渗滤液回流对不同填埋结构甲烷变化规律的影响研究

建立了大型模拟填埋试验装置,研究了渗滤液回流对不同填埋结构甲烷变化规律的影响.每周对填埋气体中甲烷浓度进行监测.结果表明:厌氧填埋中回流操作使甲烷浓度峰值提前了147 d,峰值为59.6%(体积分数,下同);准好氧填埋中回流操作使甲烷浓度峰值提前259 d,峰值为44.7%.回流操作使甲烷产气高峰提前,增加产气量,加快填埋垃圾稳定,减轻渗滤液污染.厌氧填埋中进行回流操作有利于甲烷的回收利用;准好氧填埋结构可有效减少甲烷的排放,减小对环境的危害.稳定期的垃圾填埋体进行回流产生一定的甲烷,但浓度较低,最高仅26.0%,没有利用价值.     

超声波-膜生物法联合处理垃圾焚烧厂渗滤液

采用超声波-膜生物法(MBR)联合处理垃圾渗滤液,探讨了超声波辐射时间和MBR的水力负荷对COD、NH3-N和TP去除的影响。结果表明,(1)超声波单独处理时,超声波辐射时间在30～90 s时,COD、NH3-N最大增加率分别34.31%、3.36%,而对TP的去除没有影响;(2)超声波-膜生物(MBR)联合处理时,超声波辐射时间为300 s,MBR的水力负荷为6.4 L/(m2.d)时,COD、NH3-N和TP的最佳去除率分别为92.20%、80.10%和91.12%;MBR的水力负荷为12.8 L/(m2.d),超声波辐射时间在5～20 min时,COD、NH3-N的最佳去除率分别为92.34%、79.93%,TP的浓度低于0.2 mg/L;MBR反应时间为7 h,超声波辐射时间为5～20 min,与未进行超声波辐射处理(超声波辐射时间为0 min)相比,COD、NH3-N的去除率增加了11.37%、15.26%;超声波预处理有助于提高后续MBR对COD、NH3-N的去除作用。     

矿化污泥生物反应器处理生活垃圾填埋场老龄渗滤液

经长时间稳定化形成的矿化污泥中,含有种类丰富和数量繁多的降解性微生物,具有处理渗滤液的潜力。建立3个矿化污泥生物反应器,即C1(粉煤灰0%),C2(粉煤灰9.1%),C3(粉煤灰16.7%),以处理垃圾填埋场老龄渗滤液。在单级矿化污泥反应器中,当进水COD和NH3-N分别约为1350和900 mg/L时,水力负荷为17.7～70.8 L/(m3.d),COD去除率可超过65%,氨氮的去除率可超过94%。粉煤灰的加入一定程度上降低了COD去除率,但有助于氨氮的去除。在二级矿化污泥生物反应器中(即C3～C1串联),水力负荷为35.4 L/(m3.d)的工况下,当COD、TOC、IC和NH3-N分别为1 500～2 500,500～900,1 200～1 600和1 200～1 450 mg/L时,出水可达到COD<300 mg/L,TOC<180 mg/L,IC<100 mg/L,NH3-N<5 mg/L。但是,矿化污泥生物反应器对渗滤液总氮的去除率较低,仅为20%左右。     

生活垃圾焚烧发电厂渗滤液蒸发浓缩处理

垃圾焚烧厂渗滤液因水质复杂,NH3-N、COD和电解质含量高等特点,成为一种难处理有机废水。采用负压蒸发浓缩法对渗滤液及电絮凝预处理渗滤液的处理进行了对比研究,并考查了浓缩比、pH等因素的影响。研究结果表明,电絮凝预处理不能改变渗滤液中COD、NH3-N的蒸发去除规律,即蒸发处理过程中,蒸发冷凝液中COD在蒸发前期和后期含量较高,蒸发中期较低;而NH3-N含量在蒸发处理前期较高,中后期含量较低。pH对蒸发处理影响较大,在酸性pH下COD去除率较低,但NH3-N去除率较高,可达95%以上,而在中碱性pH下,COD去除率增高,NH3-N去除率降低。渗滤液及电絮凝预处理渗滤液的一次蒸发冷凝液,经过二次蒸发处理后,冷凝液中COD和NH3-N含量均能达到一级排放标准,即分别低于100 mg/L和15 mg/L。     

A Novel Design for Anaerobic Chemical Oxygen Demand and Nitrogen Removal from Leachate in a Semiaerobic Landfill

Abstract

The removal capacity of carbon and nitrogen from an artificial leachate was evaluated by using laboratory-scale columns, and a design was proposed to remove nitrogen more efficiently from a semiaerobic landfill. Five columns (i.e., two artificial municipal waste columns under anaerobic and semiaerobic conditions, an artificial construction waste column under semiaerobic conditions, and two crushed stone columns under anaerobic and semiaerobic conditions) were used. The influent load rates of organics [g chemical oxygen demand (COD)/m³ ·day], NH₄ ⁺, NO₃ ^?, and aeration conditions for the columns were varied, and the removal capacities of the columns for COD, NH₄ ⁺-N, and NO₃ ^?-N were measured.

Among the packed column materials, crushed stone was shown to be most effective in removing COD, NH₄ ⁺-N, and NO₃ ^?-N from artificial leachate. Average removal rates of crushed column under the semiaerobic condition (column D) for COD and NH₄ ⁺-N were estimated at about 150 g COD/m³·day and 20 g COD/m³ ·day, while those of crushed column under anaerobic condition (column E) for COD and NO₃ ^?-N at about 400 and 150 g COD/m³ ·day, respectively. It also was found that denitrification and nitrification reactions in column D occurred at the same time, and the ratio of denitrification to nitrification was estimated to be about 80%. Therefore, an anaerobic structure, which could be attached to the bottom of a main pipe in a semiaerobic landfill, is suggested to remove nitrogen and organic substances more effectively.     

两级UASB与好氧组合工艺处理城市生活垃圾渗滤液的启动研究

采用两级UASB与好氧组合工艺处理早期城市生活垃圾渗滤液.系统出水按不同比例回流到一级UASB中进行反硝化,同时进行产甲烷反应,有机物在二级UASB中被进一步降解,好氧池完成剩余有机物的去除和氨氮的硝化.启动阶段通过对原渗滤液不同比例的稀释,分5次逐步提高进水浓度,启动结束时完成了对原渗滤液的高效处理.在进水COD浓度从3000 mg/L提高到15000 mg/L,氨氮浓度从250 mg/L提高到1400 mg/L时,最终COD去除率稳定在92%左右,氨氮去除率可达99%以上,一级UASB中反硝化率接近100%,回流比为300%时系统总氮去除率为70%～80%.     

The biological treatment of landfill leachate using a simultaneous aerobic and anaerobic (SAA) bio-reactor system

A set of simultaneous aerobic and anaerobic (SAA) bio-reactor system was used for the removal of organic pollutants and ammonia in the landfill leachate generated from Datian Shan Landfill in Guangzhou, China. The influent concentrations of COD and NH(4)(+)-N were 1000-3300 and 80-230 mg L(-1), respectively. The average effluent concentrations of COD and NH(4)(+)-N were 131 and 7 mg L(-1), respectively. The concentrations of COD and NH(4)(+)-N had reached the Chinese second grade effluent standard (COD<300 mg L(-1), NH(4)(+)-N<25 mg L(-1)) for this kind of wastewater. Gas chromatogram-mass spectrum (GC/MS) analysis was used to measure the organic pollutants in the landfill leachate. About 87 organics were detected in this landfill leachate, and 16 of them belong to the list of environmental priority pollutants established by the US Environmental Protection Agency. About 31 of the 87 organic pollutants were completely removed by the SAA bio-reactor, the concentrations of further 14 organic pollutants were reduced by more than 80%, and the removal efficiencies of the other 25 organic pollutants were over 50%.