Effect of leachate recycle and inoculation on microbial characteristics of municipal refuse in landfill bioreactors

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｄｉｓｐｏｓａｌｏｆｗａｓｔｅｔｏｌａｎｄｆｉｌｌｉｓｔｈｅｄｏｍｉｎａｎｔｍｅｔｈｏｄｏｆｄｉｓｐｏｓａｌｆｏｒｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｍｏｓｔｏｔｈｅｒｗａｓｔｅｓｔｒｅａｍｓ .Ｈｏｗｅｖｅｒ,ｎｏｎｌａｎｄｆｉｌｌｉｎｇｗｈｉｃｈｈａｓｐｒｅｖｉｏｕｓｌｙｂｅｅｎｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｃｈｏｉｃｅｆｏｒｍａｎｙｃｉｔｉｅｓｉｓａｔａｃｒｉｓｉｓｐｏｉｎｔｆｏｒｔｈｅｒｅａｓｏｎｓｏｆｓｈｏｒｔｅｒｌｉｆｅ ,ｓｐａｃｅａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ,ｃｏｓｔａｎｄｐｏｌ…     

生物反应器填埋场系统中城市生活垃圾原位脱氮研究

采用填埋垃圾上层间歇曝气充氧或渗滤液回流前经好氧、硝化反应器处理的方式,营造生物反应器填埋场系统内生物脱氮环境,研究了其中生活垃圾原位脱氮的性能.结果表明,在填埋垃圾稳定化过程中,88%以上的含氮化合物以渗滤液的形式溶出.填埋垃圾上层间歇曝气充氧或渗滤液经好氧、硝化反应器处理后回流的生物反应器填埋场系统对渗滤液总氮的处理效果较好,实验结束时,渗滤液总氮量仅为对照填埋场的28.7%和14.3%.     

通风填埋层原位脱氮:回灌渗滤液和垃圾组成的影响

为研究不同的垃圾组成和回灌渗滤液性质对间歇通风填埋层原位脱氮的影响,在固定的间歇通风条件下,对新鲜垃圾填埋渗滤液自身回灌、分别以新鲜和部分稳定渗滤液回灌部分稳定垃圾填埋层的氮转化过程进行了模拟实验.结果表明:新鲜垃圾填埋渗滤液自身回灌的氮溶出率(82.4%)和总去除率(61.4%),高于新鲜和部分稳定渗滤液回灌部分稳定垃圾填埋层;而部分稳定渗滤液回灌部分稳定垃圾填埋层的氮总去除率(58.0%)和渗滤液氮净去除率(32.2%)又高于新鲜渗滤液回灌同样的部分稳定垃圾填埋层(氮总去除率38.2%和渗滤液氮净去除率21.3%).造成这些差异的主要原因是垃圾的生物可降解性,以及填埋层内氮负荷与通风供给的硝化可利用分子氧的比例不同.     

回灌运行参数对新鲜垃圾渗滤液的影响研究

采用模拟试验装置考察回灌频率与回灌水力负荷对新鲜垃圾柱渗滤液的影响,试验结果表明:高频率回灌将导致新鲜垃圾柱渗滤液初期酸化阶段的低pH值和甲烷化阶段的高pH值。高水力负荷将导致新鲜垃圾柱渗滤液pH值下降。因此在新鲜垃圾填埋单元自身回灌初期应采取低频率小水力负荷。     

Leachate treatment using a demonstration aged refuse biofilter

Approximately 7000 m3 of aged refuse (AR) with a placement of over eight years was excavated from Shanghai Refuse Landfill, the largest landfill in China, and used for the construction of a two-stage bioreactor (AR biofilter) media for the biological treatment of 100 m3 of refuse landfill leachate. It was found that over 64% of COD, 96.9%–99.8% of NH4 +-N, and 95.8%–99.8% of BOD5 could be removed by the AR biofilter, when the leachate with initial COD, BOD5, and NH4 +-N concentrations were 986–4128 mg/L, 264–959 mg/L, and 538–1583 mg/L, respectively. The corresponding concentrations in the e uent were reduced to below 300–400 mg/L, 2–12 mg/L, and 10–20 mg/L, respectively. The e uent was clear and pale yellow with suspended solid below 150 mg/L and color below 150 Pt/Co degree. Meanwhile, the total nitrogen removal was only 49%–63%, indicating a relative poor denitrification capacity of AR biofilter. The e uent pH was neutral and the population of Escherichia coli was less than 10??1 CFU/mL. Hence, it was considered that the demonstration project can work well for the e ective treatment of leachate.     

垃圾填埋场渗滤液回流技术的研究

垃圾填埋场产生大量渗滤液,而一般渗滤液中含有很高浓度的有机物,特别是填埋场的初滤水COD_cr浓度可高达8×104mg/L,BOD₅浓度可高达5×104mg/L。因此,渗滤液必须得到处理。渗滤液回流可以利用垃圾填埋层中大量繁殖的微生物分解其中的有机物,使渗滤液得 到净化;同时利用回流控制填埋层含水量,加快有机物分解,提高沼气产生量。通过实验初步得出:渗滤液回流可以将渗滤液中有机物浓度大 大降低,COD_cr去除率最高可以达到95%以上,在半好氧状态下NH₃-N浓度可以降到10mg/L以下;沼气产生速率大大高于未回流的填埋层;同时填埋层渗滤液中有机物浓度大大降低。      

Removal of high concentrated ammonia nitrogen from landfill leachate by landfilled waste layer

IntroductionBiologicalremovalofammonia ,i.e.nitrification denitrificationprocesses,isthemosteffectiveandeconomicmethodfortreatingwastewaterwithhighammonianitrogenconcentration ,suchaslandfillleachate .Buttheleachatefrommaturedlandfillischaracterizedwithlowbiodegradablecarbonconcentration .Sothesupplementaryexternalcarbonsourcehastobeaddedtofacilitatedenitrification .Consequently ,theoperationalcostincreases(Carley ,1991) .Thereisnotonlyabundantorganiccarbon ,butalsoagreatdealofanaerobicandfac…     

回灌频率对联合型生物反应器填埋场的影响研究

为解决厌氧型生物反应器填埋场中氨氮积累问题,加速填埋场的稳定化进程,将厌氧生物反应器填埋场和准好氧矿化垃圾反应床串联。实验设置了1个厌氧型生物反应器填埋场(ANBL1#)作为参照组,2个厌氧-准好氧联合型生物反应器填埋场(AN-SABL2#、AN-SABL 3#)作为对照组,以研究不同回灌频率下AN-SABL的稳定化规律。研究结果表明:AN-SABL2#、AN-SABL3#可缩短酸化时间,渗滤液的pH值分别在94周、98周升至大于7,而ANBL1#渗滤液的pH值直至100周仍小于7。AN-SABL系统可有效降解渗滤液COD浓度,实验进行到100周左右时,AN-SABL2#、AN-SABL3#系统中厌氧柱D2、D3柱COD浓度仅为ANBL1#系统中厌氧柱D1柱的40.63%、12.5%,而准好氧柱对渗滤液COD的去除率大部分在95%以上。AN-SABL系统能缓解厌氧型生物反应器填埋场中氨氮积累问题,这主要依靠矿化垃圾床良好的生物脱氮作用,厌氧柱D1、D2、D3中NH3-N含量总体趋势为:NH3-ND1>NH3-ND3,NH3-ND1>NH3-ND2,准好氧d2、d3柱氨氮去除率均在90%以上,且厌氧-准好氧联合型生物反应器填埋场(AN-SABL)在实验产酸阶段低回灌频率(3 d/次)对氨氮的去除有利,而后期高回灌频率(1 d/次)更有利。     

Removal of high concentrated ammonia nitrogen from landfill leachate by landfilled waste layer

The landfill of municipal solid waste(MSW) could be regarded as denitrification reactor and involved in ammonia nitrogen biological removal process. In this research, the process was applied to municipal solid waste collected in Shanghai, China, which was characterized by high food waste content. The NH4^ removal efficiency in the system of SBR nitrifying reactor followed by fresh and matured landfilled waste layer in series was studied. In the nitrifying reactor, above 90% of NH4^ in leachate was oxidized to NO2^- and NO3^- . Then high concentrated NO2^- and NO3^- were removed in the way of denitrification process in fresh landfilled waste layer. At the same time, degradation of fresh landfilled waste was accelerated. Up to the day 120, 136.5 gC/(kg dry waste) and 17.9 gN/(kg dry waste) were converted from waste layer. It accounted for 50.15 % and 86.89 % of the total carbon and nitrogen content of preliminary fresh waste, which was 4.42 times and 5.17 times higher than that of reference column respectively. After filtering through matured landfilled waste, BOD5 concentration in leachate dropped to below 100 mg/L, which would not affect following nitrification adversely. Because the matured landfilled waste acted as a well methanogenic reactor, 23% of carbon produced accumulatively from fresh landfilled waste degradation was converted into CH4.     

矿化垃圾生物反应床堵塞问题探讨

针对矿化垃圾生物反应床处理渗滤液的堵塞问题,研究并探讨了堵塞原因和堵塞治理、预防措施。结果表明:渗滤液中有机悬浮物在矿化垃圾表层的截留与吸附是造成矿化垃圾反应床堵塞的主要原因之一。在该文试验条件下,二级串联工艺中,第一级反应床的表层总有机碳含量随时间的延长而增加,总有机碳从最初的9.4%提高到发生堵塞时的10.7%;而中部垃圾的总有机碳含量则维持在9.4%～9.5%。第二级反应床表层和中部垃圾的总有机碳分别维持在9.2%～9.5%和9.0%～9.4%,未发生明显变化。通过矿化垃圾累计降解污染物的量,提出了矿化垃圾极限负荷和临界负荷的概念。     

剩余活性污泥和厨余垃圾的混合中温厌氧消化

研究了混合比例和水力停留时间对剩余活性污泥和厨余垃圾混合中温厌氧消化过程的影响,混合进料按照TS之比分别采用75%∶25%、50%∶50%和25%∶75%,HRT为10d、15d和20d.结果表明,在整个运行期间,进料VS有机负荷为1.53～5.63g/(L.d),没有出现pH降低、碱度不足、氨抑制和VFA积累等抑制现象.进料TS之比为50%∶50%时,具有最大的缓冲能力,稳定性和处理效果都比较理想,相应的挥发性固体去除率为51.1%～56.4%,单位VS的甲烷产率为0.353～0.373 L/g,甲烷含量为61.8%～67.4%.     

Three-stage aged refuse biofilter for the treatment of landfill leachate

A field-scale aged refuse(AR) biofilter constructed in Shanghai Refuse Landfill,containing about 7000 m3 aged refuse inside,was evaluated for its performance in the treatment of landfill leachate. This AR biofilter can be divided into three stages and can manage 50 m3 landfill leachate per day. The physical,chemical,and biological characteristics of AR were analyzed for evaluating the AR biofilter as leachate treatment host. The results revealed that over 87.8%-96.2% of COD and 96.9%-99.4% of ammonia nitrog...     

矿化垃圾层微生物群落结构及多样性分析

矿化垃圾层含有的丰富微生物群落在稳定渗滤液理化性质中发挥重要作用。为深入理解矿化垃圾中微生物群落对渗滤液有机物的降解作用,采用16S rRNA基因高通量测序技术和分析方法,研究了不同点位矿化垃圾微生物群落结构和多样性。结果表明:矿化垃圾含有丰富的微生物群落,各点位的丰富度相近,但多样性差别较大;各点位均含有(相对丰度>1.0%)厚壁菌门(Firmicutes)、广古菌门(Euryarchaeota)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、互养菌门(Synergistetes)、放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、热孢菌门(Thermotogae)和Atribacteria;厚壁菌门在K1、K2、K3和K4点位相对丰度最高,分别为39.10%、31.79%、47.09%和33.84%,为优势菌门;广古菌门在渗滤液有机负荷较高的K1、K2点位以及水力停留时间较长的K4点位相对丰度较高,而在中部K3点位的相对丰度较低。微生物群落结构和多样性与渗滤液负荷相关,在渗滤液负荷较高的矿化垃圾层,微生物群落多样性较高。     

两段式进水两级矿化垃圾反应器处理中晚期垃圾渗滤液

针对矿化垃圾反应器处理中晚期垃圾渗滤液时由于反硝化区缺少碳源而导致总氮去除率不佳的问题,开展以优先利用原水中的有机物充当碳源为目的的两段式进水两级矿化垃圾反应器处理工艺的研究。通过控制反应器的曝气量、好氧区和反硝化区,研究了两段式进水两级矿化垃圾反应器处理垃圾渗滤液的效果。结果表明,当进水渗滤液水力负荷为46.0 L/(m~3·d)时,在第一级反应器底部曝气量为1.86 m~3/(m~3·d),第二级反应器中上部曝气量为0.37 m~3/(m~3·d)的条件下,COD、NH_4~+-N、TP的平均去除率分别为84.1%、92.6%、85.6%,运行稳定后TN平均去除率达76.0%,处理效果较好。     

准好氧矿化垃圾生物反应床的最佳工况研究

准好氧矿化垃圾生物反应床是一种新型、高效的渗滤液处理技术,为了确定准好氧矿化垃圾生物反应床处理渗滤液的最佳运行工况,设计了按L(934)运行的正交实验。研究表明,温度(A)、回灌频率(B)、水力负荷(C)、进水COD浓度(D)4个因素对COD、氨氮和总氮去除率3个指标项的影响程度各有不同,其中对COD的影响由大到小依次为C→D→A→B,氨氮为D→B→A→C,总氮为B→D→C→A。运用"综合平衡法"分析得其最佳运行工况为:温度30℃、回灌频率3 d/次、回灌量2 L/次、进水COD浓度50 000 mg/L,其水力负荷为30 L(/m3.次)、有机负荷约550 g(/m3.d)。结果表明,该技术不但操作运行简单,而且能有效去除渗滤液中的污染物,尤其是对TN的去除优势十分明显,是一种具有良好应用前景的渗滤液处理技术。     

渗滤液的同质与异质回灌技术

根据承受回灌封场单元的稳定化程度、渗滤液与回灌载体的同质或异质关系,提出了渗滤液在其母体垃圾体中回灌的同质回灌概念和渗滤液在非母体垃圾中回灌的异质回灌概念.在异质回灌中,渗滤液可以引到稳定化程度较高的非母体填埋单元回灌,从而明显提高渗滤液中污染物的去除效果.同质回灌中,渗滤液与回灌垃圾载体性质相似,处理效果较差,其回灌意义基本上是自然蒸发减量化.     

生物反应器填埋场中邻苯二甲酸二丁酯的迁移转化

基于填埋垃圾和渗滤液这一整体系统,以传统卫生填埋场(CL)为对照,研究了模拟回灌型生物反应器填埋场(RL)和两相型生物反应器填埋场(BL)中邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的迁移转化特征.结果表明,实际垃圾填埋的CL、RL和BL垃圾及渗滤液均检测到DBP,其中垃圾中DBP的初始含量约为18.5μg.g-1.各填埋场的稳定化进程顺序为BL>RL>CL,稳定化进程影响着DBP在垃圾中的降解行为,相比于填埋场产酸期,填埋场产甲烷期时的环境条件更有利于DBP的降解.至实验结束(310 d),CL、RL和BL垃圾沉降率分别为7.0%、11.9%和24.3%,垃圾中DBP的残留含量分别约为2.1、1.3和0.8μg.g-1,DBP去除率分别约为89.5%、93.9%和96.6%.DBP残留总量变化符合指数衰减模型,实验后期不同运行工艺的填埋场中DBP残留总量差异显著,渗滤液回流明显加速了DBP的生物降解,而产甲烷反应器的引入更能促进DBP在填埋场中的去除.     

考虑pH值和挥发性脂肪酸影响的填埋城市固废厌氧降解模型

建立了描述填埋城市固体废弃物降解过程和行为的2阶段厌氧降解机理模型.模型考虑了含水率、挥发性脂肪酸(VFA)和pH值等主要环境因素的作用.为了适用于不同渗滤液酸化水平下的降解,单独考虑了pH值和分子态VFA对甲烷菌繁殖的影响.建立了气相高CO2分压下的渗滤液pH值计算方程,并给出了降解环境中CO2分压的计算方法.通过对一固废降解试验的模拟验证了模型的有效性.最后,采用所建立的pH值计算方程揭示了填埋环境下高CO2分压对渗滤液pH值影响显著,渗滤液pH值与VFA间缺乏不同酸化水平下的一致对应关系和高酸化水平下pH值对VFA浓度变化不敏感、分子态VFA抑制作用明显等规律.     

垃圾堆酵对焚烧厂垃圾热值的影响

分析了垃圾焚烧厂的渗滤液；基于渗滤液的体积和ＣＯＤｃｒ值，估算焚烧厂垃圾堆酵对垃圾热影响以及焚烧厂垃圾的适宜堆酵时间，实验结果表明，上海生活垃圾渗滤液是生化性好的高浓度有机废液，堆酵５ｄ，其低位热值〉４６００ＫＪ／ｋｇ，可直接焚烧。     

法国垃圾渗透液的性质及其处理方法

在法国、填埋和焚烧法垃圾的采用率约占到８０％，在填埋和焚烧前的垃圾储存中，会产生一定量的渗透液，根据垃圾性质、垃圾储存时间、气候等因素、渗透液的成分变化成大，该文介绍了法国一些垃圾填埋场渗透液的性质及其主要参数情况，列举并分析了法国对渗透液的一些处理方法，通过比较指出各种处理方法的优缺点。