准好氧填埋结构渗滤液CODCr衰减规律及模拟研究

建立模拟准好氧填埋场和厌氧填埋场中试试验装置(装置规模1.0 m×1.5 m×1.8 m),并以后者做对照,对渗滤液ρ(COD_Cr)进行27周监测(每1～2周测1次),研究模拟准好氧和厌氧填埋结构的不同层次空间和底部渗滤液ρ(COD_Cr)的时空变化规律及降解效果,对2种填埋结构渗滤液COD_Cr衰减规律原因及差异进行分析. 结果表明,准好氧填埋结构空间渗滤液ρ(COD_Cr)层次差异明显,呈现下层>中层>上层的规律,3层渗滤液ρ(COD_Cr)在前7周衰减幅度最大,之后表现为小幅度波动下降最后趋于稳定;在27周的监测时间里,准好氧填埋场空间和底部渗滤液ρ(COD_Cr)一直远低于厌氧填埋场对应层位,基本没有出现厌氧填埋场COD_Cr累积的现象. 对准好氧填埋场上、中、下层和底部渗滤液ρ(COD_Cr)的衰减规律进行数学拟合发现,27周的拟合曲线与实测数据曲线相关性较好,基本反映了COD_Cr的衰减规律.      

污泥干化芦苇床渗滤液中CODCr和TP浓度预测模型

为便于水质管理,在大连开发区污水处理厂设立了1个传统污泥干化床和2个污泥干化芦苇床,根据系统出水ρ(COD_Cr)和ρ(TP)检测数据的平稳系列特点,采用ARIMA时间序列分析模型对出水ρ(COD_Cr)和ρ(TP)进行模拟和预测. 结果表明:ARIMA(1,0,0)模型可较好地模拟和预测出水ρ(COD_Cr)的变化,R2达0.577以上,预测相对误差在-10%~19%之间,实测值和预测值之比处于0.8~1.2之间;ARIMA(6,0,0)模型能较好地模拟和预测污泥处理湿地渗滤液出水ρ(TP)的变化,R2在0.487以上,预测相对误差在-4%~16%之间,实测值和预测值之比处于0.8~1.2之间. 研究显示,所构建的ARIMA模型可用于污泥处理湿地系统运行过程中渗滤液出水ρ(COD_Cr)和ρ(TP)的预测.      

UASB1-A/O-UASB2深度处理垃圾渗滤液

针对传统垃圾渗滤液生物处理TN去除率低、投加碳源成本高的问题,采用UASB1-A/O-UASB2(单级上流式厌氧污泥床+缺氧/好氧+后置上流式厌氧污泥床)工艺处理实际垃圾渗滤液,实现NH₄+-N和TN的同步深度脱除,并且定量解析了A/O反应器实现并维持稳定短程硝化的影响因素. 结果表明:以V(垃圾渗滤液)∶V(生活污水)为1∶5的混合液作为进水,其ρ(COD_Cr)、ρ(TN)和ρ(NH₄+-N)分别为1 700~1 800、660~700和650~680 mg/L,最终出水COD_Cr、TN和NH₄+-N去除率均在95%以上,出水ρ(TN)为38 mg/L,满足GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》的排放要求. 在好氧反应器中,FA(游离氨)与FNA(游离亚硝酸)对NOB(硝化细菌)的联合抑制作用是实现NO₂--N积累率稳定在80%以上的主要原因,而产生的NO₂--N和NO₃--N可在UASB2中以难降解的有机物为碳源,通过反硝化途径被去除. 研究显示,组合系统可实现对TN的深度去除.      

矿化垃圾处理垃圾渗滤液的试验研究

试验研究了矿化垃圾细料与土壤作为生物反应床填料处理渗滤液效果的差异,以及加管通风条件对矿化垃圾柱和土壤柱处理渗滤液效果的影响. 结果表明:矿化垃圾细料对渗滤液中COD_Cr和NH₄＋-N的去除效果明显好于土壤. 在水力负荷为40 L/(m3·d)和布水时间为2.0 h的条件下,矿化垃圾细料对渗滤液中的COD_Cr和NH₄＋-N有良好的去除效果,去除率分别达73%和66%;而土壤对COD_Cr和NH₄＋-N的去除率分别只有52%和42%;加管通风条件使矿化垃圾对渗滤液的处理效果明显提高,对COD_Cr和NH₄＋-N的去除率分别提高了9%和26%.      

三峡库区填埋场和焚烧厂渗滤液水质季节性差异

分析了重庆长生桥垃圾填埋场和同兴焚烧厂渗滤液在常规水质和溶解性有机质组成结构方面的季节性差异. 结果表明,填埋场渗滤液在夏季的ρ(COD_Cr), ρ(TOC), ρ(BOD₅),ρ(BOD₅)/ρ(COD_Cr)和ρ(VFA)均高于其他季节,相应指标在冬季最低,但ρ(NH₃-N)和 pH的季节性差异不明显. 填埋场渗滤液中DOM组成结构的季节性差异较大,表现在冬季渗滤液中HA所占比例最高,为16.1%,而春、夏季分别为6.6%和8.1%;冬季渗滤液中HyI所占比例最低,为32.7%,其他季节为41.9%～43.5%;ρ(FA)的季节性差异相对较小. 填埋场中ρ(FA)/ρ(HA)的季节性差异较大,夏季较高,冬季较小. 焚烧厂渗滤液的常规水质,DOM的构成及ρ(FA)/ρ(HA)的季节性差异均很小.      

短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺深度处理垃圾渗滤液

为解决垃圾渗滤液中高浓度污染物对微生物的毒性抑制、生物处理出水有机物或氮不达标及投加碳源成本高的问题,采用UASB(上流式厌氧污泥床)-A/O(缺氧/好氧)反应器-ANAMMOXR(厌氧氨氧化反应器)工艺,通过短程硝化-ANAMMOX(厌氧氨氧化)深度处理实际垃圾渗滤液与生活污水混和液(体积比为1∶10),其ρ(COD_Cr)、ρ(NH₄+-N)和ρ(TN)分别为(750±30)(290±10)和(300±10)mg/L,试验共进行90 d. 结果表明:COD_Cr、NH₄+-N和TN的去除率分别为88%±1%、95%±1%和91%±1%,最终出水质量浓度分别为(67±5)(15±2)和(35±5)mg/L,满足GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》的排放要求. A/O反应器中的ρ(FA)(FA为游离氨)在0.21～1.38 mg/L之间,可抑制NOB(硝酸细菌),使AOB(氨氧化细菌)成为优势菌种,从而实现并维持NO₂--N积累率(70%～96%)较高的短程硝化,继而在ANAMMOXR中通过ANAMMOX去除残余NH₄+-N和NO₂--N,实现系统对氮的深度去除.      

填埋场渗滤液水质变化预测模型实验研究

利用垃圾污染负荷浸出实验装置对下坪垃圾填埋场渗滤液水质变化规律进行了模拟研究。并利用实验数据通过指数回归法确定了渗滤液水质预测模型的有关参数。实验结果和现场监测数据表明,单批填埋垃圾渗滤液的浓度在垃圾填埋75d后达到最大值,COD最大可达31581mg/L。利用渗滤液水质预测模型计算表明,垃圾填埋90．9d后垃圾渗滤液COD达到最大值,模拟计算结果和现场监测数据符合较好,说明该模型以及通过污染负荷浸出实验得出的模型参数可以较准确地对填埋场渗滤液水质变化进行预测。     

生物反应器填埋场有机物变化模型研究

生物反应器填埋场可以对渗滤液进行原位处理,同时加速垃圾的稳定化. 为了考察生物反应器填埋场中有机物质量浓度的动态变化及其影响因素,根据质量守恒和有机物降解动力学原理,建立了填埋场渗滤液中有机物质量浓度动态变化模型,采用四阶经典Runge-Kutta算法对模型进行了求解,通过室内模拟试验数据对模型中的参数进行了率定.结果表明,模型计算结果和试验监测数据符合较好,说明该模型可以比较精确地预测填埋场渗滤液可降解有机物的质量浓度. 鉴于获取数据的限制,对模型的输入参数进行了敏感性分析.结果表明,有机物从固相向液相的迁移速率常数(_ls)和液相有机物降解的速率常数(_l)的变化对模型的模拟结果影响较大.      

寒冷地区垃圾渗滤液产生量预测研究

东北地区4季变化明显,冬季寒冷,冰冻期较长,渗滤液的产生具有明显的不连续性.为了考查该气候条件下渗滤液产生量的变化情况以及回灌对渗滤液产生量的影响,在室外建立2个处理同类生活垃圾的模拟垃圾填埋场,其中1个渗滤液不回灌做为对照,另1个带有渗滤液回流装置,进行全年渗滤液产生量的跟踪监测.在对垃圾渗滤液产生量预测模型进行综合比较的基础上,基于全年降雨量和渗滤液产生量的实测数据,采用线性回归确定了经验公式法的模型参数,通过模型预测值与现场实测值的对比,分析了预测模型的可靠性与准确性,从而为寒冷地区垃圾填埋场渗滤液产生量的预测、收集和处理系统的设计以及渗滤液回灌技术的推广应用提供科学依据.     

中间覆盖层对厌氧生物反应器填埋场中有机物降解的作用

建立了3组模拟厌氧生物反应器填埋场——R1、R2和R3,其中R1反应器无中间覆盖层,R2和R3反应器分别以矿化垃圾+重质碳酸钙、矿化垃圾+天然沸石为中间覆盖层,以研究不同中间覆盖层对厌氧生物反应器填埋场中有机物降解的作用. 结果表明:以矿化垃圾+重质碳酸钙、矿化垃圾+天然沸石为中间覆盖层时,均能维持反应器中良好的内环境,可促进垃圾和渗滤液中有机物的降解. R1、R2和R3反应器中垃圾的w(VS)(VS为挥发性固体))分别比初始值下降了69.81%、75.06%、73.86%,w(BDM)(BDM为生物可降解组分)分别下降了66.87%、82.86%、75.38%,w(纤维素)分别下降了67.96%、75.41%、72.90%;R1、R2和R3反应器中垃圾渗滤液的ρ(COD_Cr)比最大值分别降低了25.45%、29.72%、23.01%,ρ(BOD₅)分别降低了39.28%、45.66%、46.74%. 表明矿化垃圾+重质碳酸钙为中间覆盖层时,既能接种可降解有机物的微生物,又能提供微生物生长所需的碱度,因此更具优势.      

渗滤液回灌条件下生化反应器填埋场水分运移数值模拟

渗滤液回灌的填埋场生化反应器具有减少渗滤液处理难度、加速填埋场稳定化的作用,其中控制填埋场水分是研究的关键.通过对填埋场水分运移特征的分析,建立了渗滤液回灌条件下,生化反应器填埋场水分迁移的饱和-非饱和三维非稳定数学模型,并求其有限单元数值解,以此定量模拟和预报不同回灌条件下填埋场水分的时空分布规律并进行实用研究,从而可为生化反应器填埋场的设计和运行提供理论依据.     

垃圾填埋场渗滤液诱发小鼠骨髓细胞微核效应

研究了垃圾填埋场渗滤液诱发小鼠骨髓嗜多染红细胞(PCE)微核(MN)效应.结果表明,渗滤液可诱发微核的形成,且呈明确的浓度(渗滤液COD_Cr)-效应关系.在亚急性染毒条件下,渗滤液COD_Cr为10mg/L时,可诱发微核率和微核细胞率显著高于阴性对照(n=16,P<0.001);在亚慢性染毒条件下,渗滤液COD_Cr为5mg/L时,即可诱发微核率和微核细胞率显著高于阴性对照(n=16,P<0.001).这一结果从整体水平上证明了垃圾填埋场渗滤液对哺乳动物具有遗传损伤效应,同时提示可以以小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验结果作为渗滤液生物监测指标.渗滤液处理时间越长,引起细胞遗传损伤所需的最低浓度越低,意味着长期接触环境低浓度渗滤液污染有引起体内细胞遗传物质损伤的潜在危险.     

A simulation analysis of the migration and transformation of pollutants contained in landfill leachate

A dynamic composite model for a soil-water system that can be used to simulate the movement of leachate from a landfill. The composite model includes nine sub-models that trace water movement and the migration and transformation of five pollutants(organic N, NE4^- ,NO3^- , NO2^-, and Cl^ - ) in saturated and unsaturated soil. The model to simulate the movement of leachate from a landfill in Laogang Town,Shanghai City was used. In this application, the values for the model parameters were oblained by performing a laboratory simulation experimentof water movement and pollutant migration and transformation in soil columns. Soil and leachate obtained from the landfill site and its vicinitywere used in the laboratory experiments. The model was then used to simulate leachate movement and pollutant activity during the ten-year period when the landfill was in operation and in the twenty-year period following its closure. The simulation results revealed that the leachate migrated into the groundwater at the rate of 90-100 meters per year. This model can be applied in the design of future landfills in China for the purpose of assessing and forecasting leachate plumes.     

广州李坑垃圾填埋场水环境污染调查

通过现场采样与历史资料统计，分析了广州市李坑垃圾填埋场垃圾渗滤液的水质特征，及其对地睛水和地表水的影响强度及范围，结果表明，该场对环境产生影响的主要污染物是以ＮＨ３－Ｎ、ＣＯＤＣｒ为代表的高浓度有机物、垃圾渗滤液对地下水的影响强度不大，对作为农业灌溉用水的地表水影响不超过２０００ｍ，对１０ｋｍ上的饮用水源不造成影响     

大型垃圾填埋场渗滤水氨氮衰减规律

大型试验场 ((30 0 0× 4)m3 )中填入 10 80 0t垃圾 ,对试验场渗滤液氨氮质量浓度进行长达 3 5年的测定 (1— 2周测定一次 ) ,建立了填埋场渗滤液NH3 N质量浓度随时间变化的数学模型 ,并利用模型预测了上海老港填埋场渗滤液NH3 N质量浓度通过自然衰减达到排放标准所需时间 ,同时提出填埋场的规划和设计可以由传统的渗滤液及时外排处理式转变为不及时外排 ,使其在填埋场内NH3 N质量浓度大幅度自然衰减后抽出处理 ,这样可以大量节省费用 ,简化操作工艺 .     

填埋场环境下HDPE膜老化特性及其对周边地下水污染风险的影响

为研究危险废物填埋场环境下防渗系统HDPE膜（高密度聚乙烯膜）材料老化规律及其对渗滤液产生、渗漏和区域地下水环境的影响,通过HDPE膜缺陷现场检测及室内老化性能测试,获取了HDPE膜初始缺陷特征参数（漏洞密度）和缺陷演化特征参数（老化起始时间和半衰期）,并以上述参数作为输入,综合运用HELP模型（填埋场水文过程评估模型）与Landsim模型（填埋场地下水污染风险模拟模型）对HDPE膜老化条件下的渗滤液产生、渗漏和地下水污染过程进行模拟预测.结果表明:①现场条件下HDPE膜在第2年开始老化,第8年达到半衰期.②HDPE膜老化导致漏洞数量和渗透系数增加,进而导致渗滤液渗漏量增加,地下水污染风险逐渐增加.短期（0~5 a）内,地下水超标概率为0,污染风险较小;中期（5~10 a）内,距离填埋场200 m内污染超标概率污染≥ 80%,污染风险较大,但400 m外的污染概率为0,污染风险较小;就长期（>10 a）而言,距离填埋场1 000 m处,污染超标概率达100%,地下水污染风险极大.填埋场现场条件下,防渗材料劣化及老化过程较实验室条件更为迅速,导致渗滤液长期渗漏、地下水污染风险加剧,因此建议加强填埋场设计和运行中HDPE膜抗老化研究,保障危险废物填埋场长期安全运行.      

回灌渗滤液VFA浓度对填埋层甲烷化代谢的影响

处于稳定产甲烷阶段的填埋层具有降解回灌渗滤液有机物的能力,但高浓度渗滤液的主要组分(挥发性脂肪酸(VFA))可能影响填埋层的甲烷化代谢,导致填埋层对回灌渗滤液有机物降解效率恶化.采用实验室模拟填埋柱回灌不同ρ(VFA)模拟渗滤液的方法,研究不同VFA负荷对稳定产甲烷阶段填埋层甲烷化代谢的影响.结果表明:稳定产甲烷填埋层具有处理高ρ(VFA-C)渗滤液的能力,其有机碳的转化能力小于1.0 g/(kg·d);当回灌渗滤液中的ρ(VFA-C)大于14.8g/L(有机负荷为2.2 g/(kg·d))时可抑制填埋层的甲烷化代谢,但这种抑制可随着回灌渗滤液中ρ(VFA-C)的降低而得到解除;为保证填埋层内垃圾的降解,应控制回灌渗滤液的有机负荷不超过1.0g/(k·d).      

老龄渗滤液氨氮在地下咸水条件下变迁过程研究

垃圾进入填埋场后将持续近百年的降解,其产生的渗滤液对周边环境造成了长时间污染。海滨填埋场作为沿海地区生活垃圾的一种重要处理方式,在垃圾长时间稳定化过程中,老龄渗滤液泄漏引发的地下环境问题具有一定的独特性。文章以老龄渗滤液氨氮为指标,通过构建砂箱实验来研究老龄渗滤液在咸水条件下的迁移转化过程。结果表明:在地下咸水环境中,渗滤液氨氮较易沿水流水平方向扩散,扩散速度随空间推移不断降低,而垂直方向运移速度相对较慢;同时老龄渗滤液的碳物质的迁移速度低于氨氮的迁移速率,因此在离污染源较近的位置,碳物质浓度随运移时间浓度增加较大;而对于老龄渗滤液中的其他氮则比氨氮运移速度要慢。对于浓度较低的老龄渗滤液,其在地下环境中污染范围相对较小,如果污染源得到控制,其地下环境中具有良好的自我净化能力。     

渗滤液回流对准好氧填埋产气过程影响研究

依据准好氧填埋的原理,构建了大型模拟填埋场。对准好氧填埋结构渗滤液回流情况下填埋气产气过程做了跟踪监测。定期测定填埋气中的组分浓度变化,结合填埋场渗滤液水质变化进行分析。结果表明准好氧填埋条件下进行渗滤液回流有利于减轻渗滤液的排放量且不会造成NH4+-N的累积。渗滤液回流可以加快甲烷的产气速度,渗滤液回流时的甲烷浓度约为不回流时的甲烷浓度的2倍。从而可加快垃圾的稳定化进程。