模拟生物反应器加速产甲烷过程研究

渗滤液原液回灌易导致填埋垃圾产甲烷过程的滞后,从而对甲烷收集利用产生不利影响。通过3根实验室模拟生物反应器,研究了原液回灌(C1)、渗滤液好氧预处理后回灌(C2)和原液回灌+垃圾层上部通风曝气(C3)3种填埋方式下的填埋气产气规律。结果表明,C1甲烷浓度经历短暂上升,达到19.5%后开始逐渐降低,产甲烷速率和产甲烷总量均很低;C2甲烷浓度逐渐上升,在第121天时甲烷浓度达到50%,产甲烷最高速率和产甲烷总量分别为0.31 L/(kg·d)和25.2 L/kg。在停止上部垃圾层通风曝气后,C3甲烷浓度迅速上升,在81 d时甲烷浓度便达到50%以上,最大产甲烷速率和产甲烷总量分别为0.22 L/(kg·d)和16.0 L/kg。对各模拟柱填埋气可回收性评价结果表明,C3填埋气可回收利用比例最高,C2略低,C1在实验期间内则无可回收利用气体产生。     

渗滤液回灌频率对生物反应器填埋场的影响研究

通过模拟实验研究了渗滤液回灌周期为1、2、3和5 d的4个模拟垃圾柱的产甲烷过程和渗滤液水质的变化情况.在用NaOH调节回灌渗滤液pH值的前提下,回灌频率越高,模拟厌氧型生物反应器填埋垃圾柱先开始产甲烷,但当回灌周期低于3 d时,开始产甲烷的时间相差不多.从渗滤液水质看,回灌周期为3 d的垃圾柱渗滤液COD、VFA等有机污染物浓度下降最快.综合考虑启动时间、运行费用和填埋场的稳定进程,在厌氧型生物反应器填埋场中,实施3 d/次的渗滤液回灌频率最为合适.     

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.     

厌氧陈腐垃圾模拟柱对渗滤液COD和NH_3-N的处理特性

通过实地钻取阿苏卫填埋场陈腐垃圾,真实模拟填埋场压实工艺,制作2种不同压实密度的陈腐垃圾模拟柱,对比研究其对渗滤液COD、NH3-N处理效果。结果表明,当模拟柱压实密度为1.09 t/m3时,渗滤液垂直运动明显;回灌此模拟柱水力负荷分别为18.6、28、37.2和46.5 L/t时,COD去除效果稳定,平均去除率达82.4%,最高去除率可达90.1%;出水NH3-N浓度均值为549.3 mg/L,且介于415～700 mg/L间变化。自循环回灌COD去除率最高仅为11.5%,NH3-N去除率最高仅为11.8%,两者去除效果不明显。因此,北方平原型填埋场进一步完善填埋工艺,使填埋场垂直方向渗透系数分布均匀,充分利用陈腐垃圾堆体的自降解能力,才是处理渗滤液污染的关键。     

厌氧陈腐垃圾模拟柱对渗滤液COD和NH_3-N的处理特性

通过实地钻取阿苏卫填埋场陈腐垃圾,真实模拟填埋场压实工艺,制作2种不同压实密度的陈腐垃圾模拟柱,对比研究其对渗滤液COD、NH3-N处理效果。结果表明,当模拟柱压实密度为1.09 t/m3时,渗滤液垂直运动明显;回灌此模拟柱水力负荷分别为18.6、28、37.2和46.5 L/t时,COD去除效果稳定,平均去除率达82...     

曝气频率对生物反应器渗滤液与填埋气的影响

传统生物反应器填埋场长期以来存在酸化阶段过长和能源回收利用率低等同题.上层垃圾好氧处理可有效实现垃圾快速降解与集中甲烷化.为探究好氧处理阶段不同曝气频率对生物反应器填埋场运行效果的影响,设置厌氧生物反应器A1作为对照,曝气频率不同的上层曝气式生物反应器C1和C2为实验组进行实验.结果表明,上层垃圾好氧处理可有效改善填埋柱内高浓度挥发性脂肪酸(VFA)累积现象,缩短酸化阶段,促进甲烷化环境建立.至曝气结束,C1和C2填埋柱内渗滤液COD低于30 000 mg/L,VFA浓度降也降低到10 000 mg/L以下.好氧处理阶段,增大曝气频率可提高填埋垃圾对渗滤液pH的缓冲作用,扩大甲烷化面积,促进高浓度甲烷化过程的快速发生.与C1相比,曝气频率较高的C2反应器提前15 d达到pH为7的预处理要求,曝气阶段氨氮浓度经历先上后下,填埋柱日产甲烷量700 mL,约为C1产气能力的2倍.但考虑到实际氧气利用率与经济性能问题,曝气频率的选择不宜过大.     

回灌条件下的土壤蒸发处理：削减垃圾渗滤液水量的有效手段

主要研究填埋场垃圾渗滤液回灌处理过程中降水量,径流量,土壤蒸发量及渗滤液水量之间的水量关系,解决渗滤液产生量与处理过程中土壤蒸发量的平衡问题。采用模型实验方法模拟垃圾填埋场土壤层进行研究,结果表明：在回灌条件下填埋场覆土层的水分饱和程度提高,土壤蒸发条件发生变化,土壤蒸发按蒸发进行,这甚至可能大于水面蒸发量。通过循环蒸发处理,垃圾滤渗液可以大量削减。     

吹脱法去除垃圾渗滤液中的氨氮研究

对吹脱法去除垃圾渗滤液中的氨氮进行了研究 ,控制吹脱效率高低的关键因素是温度、气液比和 pH值。在水温大于 2 5℃ ,气液比控制在 35 0 0左右 ,渗滤液 pH值控制在 1 0 5左右 ,对于氨氮浓度高达 2 0 0 0～ 4 0 0 0mg/L的垃圾渗滤液 ,去除率可达到 90 %以上     

生物反应器填埋场产甲烷规律的模拟研究

生物反应器填埋场是一种新型的垃圾卫生填埋场,可以加速填埋场的稳定及甲烷的产生.通过模拟试验探讨了生物反应器填埋场在不同操作条件下的产甲烷情况及COD、pH值的变化趋势.试验证明较高的回灌频率有助于垃圾降解、产甲烷速率的升高及渗滤液中COD浓度的降低;污泥接种起缓冲作用,使垃圾的降解及产气速率更趋向平稳;甲烷的产生与COD的降低是同步进行的,因此可以通过COD的变化趋势来判断产甲烷情况.研究建立了反映垃圾含水率影响填埋场产甲烷的数学模型,该模型具有简便、直观、准确等优点.     

浓缩液回灌出水电导率与离子浓度的灰色关联度研究

研究渗滤液浓缩液回灌出水电导率与离子浓度的关系对完善渗滤液浓缩液回灌体系具有重要的意义。采用成都某垃圾填埋场的渗滤液浓缩液,在实验室矿化垃圾填埋柱中开展了回灌实验,分别得到了回灌出水中电导率和8种离子浓度的变化规律。基于灰色关联模型,对电导率与离子浓度的灰色关联度进行了分析,结果表明,电导率与K+的关联系数最大,其次是NO-3、Na+和Cl-。因此在回灌出水中这4种离子与电导率的关联性较大、可将其作为回灌体系中优先控制的离子。     

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.     

Effects of leachate recirculation on biogas production from landfill co-disposal of municipal solid waste,sewage sludge and marine sediment

Leachate recirculation is an emerging technology associated with the management of landfill. The impact of leachate recirculation on the co-disposal of three major wastes (municipal solid waste, sewage sludge and sediment dredgings) was investigated using a laboratory column study. Chemical parameters (pH, COD, ammoniacal-N, total-P) and gas production (total gas volume, production rates and concentrations of CH4 and CO2) were monitored for 11 weeks. Leachate recirculation reduced waste-stabilization time and was effective in enhancing gas production and improving leachate quality, especially in terms of COD. The results also indicated that leachate recirculation could maximize the efficiency and waste volume reduction rate of landfill sites.     

二氧化氯深度处理垃圾渗滤液研究

利用二氧化氯对生物处理后的垃圾渗滤液进行深度处理，根据废水中有效氯浓度、COD、氨氮及细菌数等参数的分析，初步探讨了不同浓度的二氧化氯在不同处理时间内对垃圾渗滤液的处理效果。结果表明，对于COD初始浓度为450 mg/L左右的水样，二氧化氯的投加浓度达100 mg/L（有效氯），反应时间在50 min时，处理水样可达到同类废水的国家二级排放标准；对于同样条件下的水样，当加入约25 mg/L的二氧化氯时可以杀灭水样中的大肠杆菌，加入浓度达到90 mg/L的二氧化氯时，可以杀灭水样中几乎所有的细菌。     

凤眼莲去除垃圾渗滤液中的COD、NH_3-N和TP

在静态水培实验条件下,对不同浓度垃圾渗滤液条件下凤眼莲的生长状况及其净化效果进行了研究。结果表明,在高浓度（COD 3 546.7 mg/L、NH3-N 527.5 mg/L、TP 8.02 mg/L）垃圾渗滤液条件下（HCL）凤眼莲全部被毒害致死,在中浓度（COD 1 233.3 mg/L、NH3-N 182.9 mg/L、TP 2.83 mg/L）垃圾渗滤液条件下（MCL）生长状况差,生物量减少为实验前的32.6%。在低浓度（COD 660.0 mg/L、NH3-N 99.7 mg/L、TP 1.59 mg/L）垃圾渗滤液条件下（LCL）能够正常生长,且对低浓度垃圾渗滤液有较好的净化效果。24 d后COD、NH3-N和TP的去除率分别为85.9%,99.8%和84.8%。COD与NH3-N均达到《生活垃圾填埋场污染控制标准（GB16889-2008）》排放标准,TP达到《地表水环境质量标准（GB 3838-2002）》Ⅳ类排放标准。     

凤眼莲去除垃圾渗滤液中的COD、NH3-N和TP

在静态水培实验条件下,对不同浓度垃圾渗滤液条件下凤眼莲的生长状况及其净化效果进行了研究。结果表明,在高浓度(COD 3 546.7 mg/L、NH3-N 527.5 mg/L、TP 8.02 mg/L)垃圾渗滤液条件下(HCL)凤眼莲全部被毒害致死,在中浓度(COD 1 233.3 mg/L、NH3-N 182.9 mg/L、TP 2.83 mg/L)垃圾渗滤液条件下(MCL)生长状况差,生物量减少为实验前的32.6%。在低浓度(COD 660.0 mg/L、NH3-N 99.7 mg/L、TP 1.59 mg/L)垃圾渗滤液条件下(LCL)能够正常生长,且对低浓度垃圾渗滤液有较好的净化效果。24 d后COD、NH3-N和TP的去除率分别为85.9%,99.8%和84.8%。COD与NH3-N均达到《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)》排放标准,TP达到《地表水环境质量标准(GB 3838-2002)》Ⅳ类排放标准。     

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%.