厌氧序批式反应器(ASBR)预处理垃圾渗滤液

在中温30～35℃条件下,厌氧序批式反应器(ASBR)对垃圾渗滤液进行厌氧预处理,结果表明:较高的进水COD和OLR条件下,反应器有着更好的处理效果;相近的OLR条件下,较长的HRT有更好的COD去除效果;OLR较低时,进水时间,反应时间(tF/tR)越大,COD去除效果越好;OLR较高时则需要较小的tF/tR;COD去除率随进水NH 4-N/COD的升高有明显的下降趋势;垃圾渗滤液COD/SO2-4在5.52～11.41,反应器中不但有甲烷产生,同时也有硫酸盐的还原发生,SO2-4去除率最高可达到77%.     

厌氧序批式反应器(ASBR)处理生活垃圾快速机械脱除水实验研究

采用厌氧序批式反应器处理生活垃圾快速机械脱除水,研究了常温与中温反应器启动及运行过程中有机物的去除效率,以及稳定运行过程中单个周期的运行特性。结果表明:中温ASBR具有较高的生活垃圾快速机械脱除水预处理效能,当进水COD为9 000~13 000 mg/L,HRT为48 h时,中温ASBR对COD的去除率为95%以上,每去除1 g COD能产生沼气428.5 mL。生活垃圾快速机械脱除水在处理的过程中能产生一定的碱度,中温ASBR出水pH较进水的更高,稳定在6.8~8.0。在研究典型周期运行特性时,发现中温及常温下ASBR处理生活垃圾快速机械脱除水的最短水力停留时间分别为9,14 h,中温ASBR处理机械脱除水更具优势,酸化风险亦较低。     

回灌渗滤液pH和VFA浓度对填埋层初期甲烷化的影响

采用人工配制渗滤液回灌模拟填埋柱的方法,研究了回灌渗滤液中pH和VFA对填埋层甲烷化的影响.实验结果表明,回灌渗滤液酸性条件(pH=6)下,且回灌渗滤液中存在一定量的VFA时,填埋层仍可迅速甲烷化;并且VFA浓度越低,填埋层甲烷化过程稳定时间越短.回灌渗滤液pH为7时,保证填埋层仍能快速进入甲烷化阶段的最高VFA浓度不应超过4000 mg·L-1(以C计).研究结果表明,生物反应器填埋初期,以回灌为目标的渗滤液预处理工艺的出水水质要求可适当降低,这既有利于控制渗滤液预处理的成本,也可避免预处理后渗滤液中有机酸浓度过低,导致填埋层可转化为甲烷的有机碳过量流失.     

不同渗滤液循环方式对填埋层甲烷产生的影响

通过填埋模拟柱 ,实验室研究了以我国大城市生活垃圾组成为依据的新鲜垃圾填埋层在不同渗滤液循环方式条件下甲烷产生的规律 .渗滤液循环方式包括 :原液循环、好氧预处理 (SBR)后循环、与陈垃圾出水混合后循环 .结果表明 :新鲜垃圾填埋层初期渗滤液COD、VFA浓度高 ,原液循环导致有机酸的积累 ,抑制了甲烷化进程 ;初期渗滤液经预处理控制一定COD、VFA浓度后循环 ,能够显著地缩短产甲烷滞后时间、加速甲烷化进程 ;当填埋层进入稳定的甲烷化阶段后 ,渗滤液循环才能有效地降解渗滤液中的有机污染 ,近 10 0 %地转化为填埋气体.     

上层曝气式生物反应器填埋工艺特性的研究

通过实验室模拟填埋柱,将厌氧生物反应器与上层曝气式生物反应器进行对比研究,以探究好氧预处理-厌氧运行方式下生物反应器内固体垃圾、渗滤液性质以及填埋气回收率的变化特征.结果表明,厌氧生物反应器A1受酸抑制影响,实验过程中几乎无甲烷气体产生,垃圾层沉降高度5.4 cm,且主要归结于垃圾自身重力下的压实作用,渗滤液COD、VFA浓度高达70 000 mg·L-1和30000 mg·L-1,尚未出现降低趋势.好氧预处理则有效缓解了填埋柱内酸抑制现象,垃圾降解速度明显加快,产甲烷环境于曝气60 d内建立.至反应器运行结束,垃圾层沉降高度11.5 cm,渗滤液COD、VFA浓度分别降低至14000mg·L-1和8900 mg·L-1,甲烷累积产量61976 mL,回收利用率高达95%以上.然而,上层曝气式生物反应器操作模式相对比较复杂,其反应器运行效果还受到回灌操作和曝气条件等多方面因素的影响和制约.因此,需调节渗滤液回灌操作与曝气条件以实现反应器的高效运行.     

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%.     

厌氧消化与SBR组合工艺处理城市垃圾渗滤液

将ASBR和SBR反应器组合起来,形成一种序批式操作的城市垃圾渗滤液处理工艺。ASBR反应器作为厌氧消化反应器,主要完成初步降解有机物的目的,将原水加入ASBR中进行厌氧消化,研究了废水在28.8~72 h四种不同水力停留时间(HRT)下的处理效果,结果表明,将ASBR的HRT控制在36 h,COD去除率保持41.2%的同时,出水ρ(BOD5)/ρ(COD)及ρ(BOD5)/ρ(NH4+-N)分别为0.41和4.6,对有机物和氮的后续好氧生物去除较为有利。经SBR处理后出水NH4+-N含量稳定在11 mg/L左右,但出水COD浓度达不到排放标准,经添加混凝剂聚合硫酸铁(PFS)混凝沉淀处理后废水中COD含量可降至100 mg/L以下。     

渗滤液循环对填埋气体产生量影响的实验研究

以上海市生活垃圾组成为依据,通过填埋模拟柱实验研究了不同渗滤液循环方式对新鲜垃圾填埋层填埋气体(LFG)产生的影响.渗滤液循环方式包括:原液循环、厌氧预处理后循环、好氧预处理后循环、原液与陈垃圾柱出水混合后循环.结果表明,原液循环抑制了甲烷化进程,产气速率小,产气期分散.渗滤液经适当预处理后循环均能改善LFG的各项气量指标,表现为产气速率显著提高、产气期集中(本实验条件下约1a);Qt(实际累积产气量)增加,Q有效 Qt值(甲烷浓度大于50%的填埋气体量与实际累积产气量的比值)大于0 80,Qt Qp值(实际累积产气量与计算总产气量的比值)大于0 4.但渗滤液经不同预处理后循环对LFG各项气量指标的优化效果不同,排序为厌氧预处理后循环>原液与陈垃圾柱出水混合后循环>好氧预处理后循环.优化LFG各项气量指标的关键是:①缩短填埋层进入稳定的甲烷化阶段的时间;②减少垃圾中有机物的场外去除量.而渗滤液的预处理程度和方式对这两个因素有直接影响.     

ASBR处理热水解污泥的启动试验研究

进行了中温、高温厌氧序批式反应器(ASBR)处理热水解污泥的启动试验,同时与中温连续流搅拌反应器(CSTR)进行对比,ASBR 启动期包括种泥驯化期、过渡期和稳态期 3 个阶段.启动过程中污泥固体物质在 ASBR 中不断积累而保持较高的固体停留时间(SRT),有助于提高处理效率.污泥中蛋白质生化降解产生的氨氮提高了体系的缓冲能力,pH值保持在 6.60~7.72之间.当水力停留时间(HRT)为 20d、容积负荷为 2.71kg COD/(m3d) 时,中温 ASBR、高温 ASBR 和中温 CSTR 的总 COD(TCOD)去除率分别为 67.71%、64.55%、60.25%.相应地, ·中温、高温 ASBR 的平均日产气量比中温 CSTR 分别提高 15%、10%.     

浸没式厌氧膜生物反应器处理垃圾渗滤液的连续运行性能

厌氧消化是垃圾渗滤液处理的重要技术,常规厌氧工艺在处理过程中存在微生物易流失和出水水质较差等问题。采用厌氧膜生物反应器在中温条件下处理垃圾渗滤液,考察了废水降解性能和膜过滤性能。连续100 d的反应器运行实验表明:在水力停留时间为10 d,COD容积负荷平均为5.63 kg/(m3·d)的条件下,系统运行稳定,平均COD去除率达到92%,膜出水总挥发性脂肪酸浓度低于200 mg/L,pH稳定在7.95左右。在膜通量为6 L/(m2·h)下,连续62 d内的膜压增长缓慢,未出现明显的膜污染。批次产甲烷试验结果表明:渗滤液产甲烷潜能达到305 mL/g TS,与连续运行实验296 mL/g TS的产气效果接近,沼气中甲烷浓度可高达70%~80%。产气达到90%和95%的潜能分别用时2.5,3.1 d,说明反应器有进一步缩短水力停留时间的可能性。反应器驯化的厌氧活性污泥对乙酸有较好的耐受性,在乙酸浓度为10000 mg/L时,产气迟滞期仅为1.4 d。综合来看,长期运行厌氧膜生物反应器处理垃圾渗滤液具有较好的COD去除效果、运行稳定性和膜过滤性。     

两阶段ASBR处理厨房垃圾的实验研究

应用两阶段ASBR技术对厨房垃圾进行实验室规模的处理研究。结果表明:总COD的去除率为77 6%,而总TS的去除率为72 21%,系统的产CH4率以TS和容积负荷计分别为212mL g和0 67L (L·d)。同时,研究发现适宜的pH值水解相为4～5,甲烷相为7～8;适宜的HRT水解相为5d,甲烷相为13 3d;适宜的固体浓度水解相TS为8%,甲烷相TS为7%;适宜的负荷(以TS计)水解相为16g (L·d),甲烷相为5 23g (L·d)。      

厌氧型生物反应器产CH4期水解动力学模型研究

为研究渗滤液回灌和温度对填埋垃圾产CH4的影响,在不同温度下,通过对3个已进入产CH4期的厌氧型生物反应器实施不同的回灌操作,并根据p(CODCr)和产CH4速率的监测数据,建立了厌氧型生物反应器固相垃圾的水解模型.产CH4速率的模型计算的模拟值与D1,D2和D3柱实测值的相关系数分别为0.895 5,0.809 1和0.915 6,具有较高的可靠性.其中保持较高的产CH4速率且恒定温度的D2柱的固相垃圾水解系数是D1柱的12倍左右;同时随着回灌频率的降低,D3柱水解速率系数从0.007 6降到0.002 7,与D1柱的相对差也逐渐增大,保持较高的温度(35℃左右)和较高回灌频率有利于固相垃圾的水解和厌氧型生物反应器的快速稳定.     

ASBR研究进展

厌氧序批式反应器(ASBR)是一种新型的高速厌氧反应器,从促进ASBR快速启动、温度对ASBR的影响、ASBR对多种有机废水废物的处理3个方面,系统地总结、概括了近十来年国内外关于ASBR应用基础和应用研究的结论和成果。     

Conversion of organic carbon in the decomposable organic wastes in anaerobic lysimeters under different temperatures

The quantitative fractions of conversion of organic carbon in the decomposable organic wastes with initial moisture of 70% sorted from municipal solid wastes(MSW)in lysimeters into biogas,leachate and solid residue were characterized,under temperatures of 25,30 and 41℃,respectively,and circulation of leachate generated within the lysimeters.It is found that 27% of organic carbon in the wastes are conversed into gases,0.8% into leachate,and the other 72% remained in the decomposable solid residues,after 180 days‘ degradation at 41℃. Higher temperature will lead to monr rapid degradation and result to higher conversion of the organic carbon to biogas and lower to boty solid residues and leachate,while the pollutant concentrations in leachate will be lower at a higher temperature and values of COD are quite consistent with TOC.     

Conversion of organic carbon in the decomposable organic wastes in anaerobic lysimeters under different temperatures

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｄｅｃｏｍｐｏｓａｂｌｅｏｒｇａｎｉｃｗａｓｔｅｓｓｕｃｈａｓｆｏｏｄｏｒｉｇｉｎｗａｓｔｅｓａｎｄｂａｃｋｙａｒｄｗａｓｔｅｓ ,ｉｎｍｕｎｉｃｉｐａｌｓｏｌｉｄｗａｓｔｅｓｉｎＳｈａｎｇｈａｉ,Ｃｈｉｎａ,ｈａｓｂｅｅｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｒａｐｉｄｌｙ ,ａｓｔｈｅｌｉｖｉｎｇｓｔａｎｄａｒｄｏｆｉｎｈａｂｉｔａｎｔｓｉｎｔｈｅｃｉｔｙａｒｅｒｅｍａｒｋａｂｌｙｉｍｐｒｏｖｉｎｇｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ .Ｆｏｒｅｘａｍｐｌｅ ,ａｒｏｕｎｄ 1…     

Evolution on qualities of leachate and landfill gas in the semi-aerobic landfill

To study the characteristics of stabilization in semi-aerobic landfill, large-scale simulated landfill was constructed based on the semiaerobic landfill theory. Consequently, the concentrations of chemical oxygen demand (COD), ammonia nitrogen, and nitrite nitrogen, and the pH value in leachate, as well as the component contents of landfill gas composition (methane, carbon dioxide, and oxygen) in landfill were regularly monitored for 52 weeks. The results showed that COD and ammonia concentrations declined rapidly and did not show the accumulating rule like anaerobic landfill, and remained at about 300 and 100 mg/L, respectively, after 48 weeks. Meanwhile, the descending rate reached 98.9% and 96.9%, respectively. Nitrate concentration increased rapidly after 24 weeks and fluctuated between 220–280 mg/L after 43 weeks. The pH values were below 7 during the first 8 weeks and after that leachates appeared to be alkaline. Carbon dioxide was the main composition in landfill gas and its concentration remained at a high level through the whole stabilization process. The average contents of carbon dioxide, oxygen, and methane varied between 19 vol.%–28 vol.%, 2 vol.%–8 vol.%, and 5 vol.%–13 vol.%, respectively. A relative equilibrium was reached after 48 weeks. The highest temperature in the landfill chamber could amount to 75.8 degrees centigrade.     

生活垃圾初期降解过程中污染物释放及恶臭污染研究

生活垃圾初期降解主要发生在生活垃圾产生到被妥善处置之前,初期降解过程中伴随产生的气态和液态污染物可直接进入环境,影响居民生活环境. 为了明确生活垃圾初期降解过程中的污染情况,结合我国生活垃圾基本组成开展实验室模拟试验,分析生活垃圾初期降解过程中不同途径产生的污染物的释放特征及其恶臭污染的影响. 结果表明:生活垃圾中约20%的氮元素和硫元素在初期降解过程以气体或渗滤液的形式释放到环境中. 其中,CO₂是生活垃圾初期降解过程中最主要的气态污染物,约占总累积产气量的43%;挥发性有机物(volatile organic compounds, VOCs)产生量较少,但种类复杂,其中乙醇的体积分数最大,约占VOCs总体积分数的85%. 渗滤液产生率较低(约30.94 mL/kg,以湿垃圾计),但其中化学需氧量、氨氮和硫酸盐的浓度远超GB 8978—1996《污水排放综合标准》限值. 生活垃圾初期降解过程中理论臭气浓度达205.14,甲硫醚和乙醇是重要的典型恶臭物质. 研究显示,生活垃圾初期降解过程产生的气态污染物主要包括CO₂和VOCs,渗滤液中污染物浓度远超相关污染排放限值,由VOCs导致的恶臭污染达到3级臭气强度. 因此,为了降低生活垃圾初期降解过程中的环境污染,建议缩短生活垃圾清运的时间,并重点关注乙醇和甲硫醚等恶臭物质.      

渗滤液回灌对厌氧生物反应器产甲烷影响的研究

在不同温度下,通过对3个已进入产甲烷期的厌氧型生物反应器实施不同的回灌操作,并对渗滤液的pH值、TDS、COD、氨氮浓度和产气量的监测数据进行对比分析表明:在温度较高时,高回灌频率1d/次有利于促进产甲烷速率的提高;在温度较低时,适当的低回灌频率5d/次更加有利。同时保持较高的温度(35℃左右)也有利于提高厌氧型生物反应器的产甲烷速率,其中在恒温下的D2柱的平均产甲烷速率高达2314mL/d,而在室温下的D1柱仅为D2柱的40%。