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).      

渗滤液回灌对填埋垃圾含水率的影响研究

文章通过模拟实验研究了不同的渗滤液回灌频率、回灌量和回灌速率对压实密度不同的垃圾的含水率的影响。研究表明,由于通道流的存在和影响,渗滤液的产生时间提前于填埋垃圾达到其有效贮水率的时间;渗滤液回灌频率越高、回灌量越大、回灌速率越慢、垃圾体温度越低、垃圾压实密度越高,则填埋垃圾的有效贮水率越大、含水率越高。在实施渗滤液回灌操作时,须综合考虑滤液回灌频率、回灌量、回灌速率、垃圾温度和垃圾压实密度等影响因素。     

生活垃圾持续回灌纳滤浓缩液的产气与水质变化

膜处理技术已成为大多数填埋场处理渗滤液的常用方法,过滤后产生的浓缩液通常采用回灌法进行处置。虽然回灌法投资少、操作方便、运行费用低,但浓缩液高盐低生化性的特点可能导致在回灌后对垃圾的产气和渗滤液水质产生负面影响。通过模拟生化反应器,将纳滤浓缩液周期性回灌至由实际填埋场采集的高、低有机质垃圾样本中,监测甲烷产量、臭气浓度以及渗滤液水质。结果表明：相比清水对照组,回灌浓缩液对产甲烷过程具有抑制效果,且对低有机质含量垃圾的抑制比高有机质垃圾更强;回灌浓缩液后NH₃和H₂S的释放量变大,主要在快速产甲烷阶段和产甲烷衰减阶段释放;随着浓缩液回灌次数的增加,COD、BOD₅、NH₃-N、TN、动植物油呈现较好的去除效果,但出水盐浓度将持续上升并超过浓缩液本身。     

回灌参数对渗滤液浓缩液盐分截留的影响

回灌参数对渗滤液浓缩液回灌中盐分的截留有一定的影响,为更科学合理地选择回灌参数,该文采用成都某垃圾填埋场的渗滤液浓缩液,对装填了填埋龄为15 a垃圾的9个垃圾柱开展了不同回灌参数对渗滤液浓缩液回灌中盐分截留的影响研究,将一种新型的绝对接近关联度的建模方法用于对回灌参数影响的定量分析。结果表明,回灌负荷对盐分截留的影响最大,4.5、6 L/d回灌负荷的敏感因子分别为2.785 5和2.779 3,其次为24 L/h的回灌速度、中央布水的回灌方式、6 L/h的回灌速度,影响最小的分别为3、6次/d回灌频次和分散布水的回灌方式,因此在实际回灌工程中,回灌负荷需优先控制,其次应控制回灌速度。     

渗滤液的反渗透浓缩液回灌研究

反渗透处理渗滤液会产生一定量浓缩液,浓缩液的污染物浓度远高于渗滤液。对浓缩液回灌于填埋垃圾体进行实验,结果表明:浓缩液回灌对有机污染物有很好的去除效果,厌氧条件下COD去除率为81.56%,BOD5去除率为82.5%,NH3-N去除率为60%～70%;浓缩液回灌的最佳水力负荷为32.38mL/(L·d),此时回灌浓缩液COD浓度<75000mg/L时,COD去除率达85%以上;回灌的浓缩液pH为9时,COD去除率最高;而pH为11时,NH3-N去除率最高。     

中试规模厌氧型生物反应器填埋场的启动

对生物反应器填埋场启动的优化方案进行了考察,以每周回灌渗滤液量分别为1.6,0.8,0.2m3的3个模拟试验柱(记作R1、R2、R3)和1个每周回灌0.1m3清水的对比试验柱(记作R4)为研究对象,分析试验柱进出水水质变化和填埋气体产生情况.结果表明,较高的回灌水力负荷能够加速垃圾中有机质的溶出,提高填埋气体的产生速率.R1~R4的COD_Cr净流出总量之比为6.75:3.74:1.16:1.00,累计气体产生量之比为100.00:7.92:4.78:1.30.启动初期采用较大的回灌水力负荷不利于生物膜的附着生长,可先采用较低的回灌负荷进而逐步提高.较大的回灌量有利于加速填埋场的稳定化,R1在45周时出水水质已呈现“老龄”渗滤液的部分特征,COD_Cr降低到1870mg/L,BOD5/COD_Cr降至0.12.气候条件对回灌渗滤液的污染负荷有重要影响,进水氨氮浓度旱季最高值3475mg/L,雨季最低值1274mg/L.生物反应器填埋场的启动时间宜选择在雨季.     

基于降解-渗流-温度耦合模型的渗滤液回灌数值模拟

渗滤液回灌能加速生化反应器填埋场的稳定,而回灌参数决定了回灌加速效果.为研究不同回灌条件下填埋场的稳定化进程以选择最佳回灌参数,在考虑含水率、VFA浓度和温度对垃圾降解影响的条件下,基于COMSOL Multiphysics 5.0建立了二维降解-渗流-温度耦合回灌模型并进行了验证;并采用本模型模拟单次回灌量为4 L的点源回灌,回灌频率分别为1、2、3 d·次-1,结果显示2 d·次-1的回灌条件下填埋场最先达到相对稳定状态;对比分析VFA浓度、垃圾降解速率、甲烷菌浓度的变化趋势,结果表明高回灌频率更有利于填埋场加速进入甲烷化阶段,而在确保含水率低影响的情况下低回灌频率更有利于进入稳定化阶段,因此实际工程中要综合考虑以选择合适的回灌参数.     

渗滤液回灌负荷对填埋场垃圾产气效能的影响

以4座有效垃圾量均为30t的模拟厌氧生物反应器填埋柱(R1～R4),每周分别回灌1.6,0.8,0.2m³的渗滤液和0.1m³清水,对比分析渗滤液回灌负荷对垃圾产气效能及稳定化进程的影响.结果表明,回灌比例最大(5.3%)的实验柱R1在回灌5周后开始大量产气,比R2～R4分别提前了7～13周;且垃圾产气速率与系统进水COD、VFA等污染负荷的变化存在正相关关系.回灌至第50周时,R1柱内垃圾更趋于稳定,TOC和COD的累积气相转化率分别为28.96%和14.57%,这表明部分有机质在回灌早期随液相流失,减少了垃圾产气潜能.因此,为提高生物反应器填埋场的垃圾产气效能,应根据垃圾稳定化的不同阶段适时地调整回灌方案.     

渗滤液浓缩液回灌出水盐分对回灌参数的敏感性研究

采用成都某垃圾填埋场的渗滤液浓缩液,对装填了填埋龄为15年垃圾的垃圾柱开展了回灌实验,研究了回灌负荷、回灌频次、回灌速度以及回灌方式对回灌出水盐分的影响;基于实验结果,利用一种新型的灰色绝对接近关联度分析方法进行建模,研究了回灌出水盐分对各参数的敏感性。研究结果表明:以0号垃圾柱的回灌出水盐分为基准,回灌出水盐分对回灌参数的敏感性大小为:回灌负荷(6 L/d)>回灌速度(24 L/h)>回灌负荷(4.5 L/d)>回灌频次(6次/d)>回灌频次(3次/d)>回灌方式(中央布水)>回灌速度(6 L/h)>回灌方式(分散布水),因此降低回灌出水盐分优先控制的因素为回灌负荷和回灌速度。     

渗滤液回灌量对其特性及填埋场稳定化的影响

采用4座规模为42m³的模拟实验柱,1号、2号和3号实验柱每周分别回灌填埋垃圾量5.3%,2.7%和0.67%的渗滤液,4号实验柱每周回灌填埋垃圾量0.33%的清水作为控制柱进行对比研究回灌量对渗滤液特性和填埋场稳定化进程的影响.结果表明,5.3%的渗滤液回灌比能更大程度地加速填埋场的稳定化进程,使有机物在更短的时间内释放,减小产甲烷的迟滞时间.采用2.7%回灌比的实验柱能形成更好的微生物环境,反应器温度保持在35℃,对渗滤液有最好的处理效果,COD和BOD₅的去除率分别达到了77%和88%,同时还具有最好的抗冲击负荷能力.在实际工程中,应该根据填埋场设计的目标来选择合适的渗滤液回灌量.     

回流对陈垃圾生物反应器处理老年渗滤液污染物影响

为了研究回流对陈垃圾反应器处理老年渗滤液污染物的影响,构建了回流的陈垃圾生物反应器,试验了不同温度、负荷和回流比条件下反应器对污染物的去除效果。结果表明,在较低水力负荷12.8~25.5 L/(d.m2)的情况下,陈垃圾反应器对NH3-N、BOD5和COD等污染物的去除率分别达到90%、95%和70%以上。在不同温度下提高水力负荷,回流会抑制氨氮和COD的去除,但可显著提高TN的去除率,表明回流可作为提高老年渗滤液TN去除率的途径之一。利用氮同位素示踪技术发现反应器中有Anammox脱氮途径存在。但是可利用碳源的缺乏仍是提高老年渗滤液脱氮效率的限制因子。     

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。     

Landfill leachate production, quality and recirculation treatment in northeast China

Introduction Landfill is still the m ost com m on w ay to treat m ore and m ore m unicipal solid w aste (M SW ) in all over the w orld, especially in C hina (Feng and C hen, 2000). H ow ever, the leachate produced from landfill is very com plicated and va…     

渗滤液反渗透浓缩液回灌出水水质变化规律的研究

为更科学合理地选择回灌填埋体提供一定的理论依据,对3个不同年份垃圾柱的回灌出水进行了水质变化规律的研究.采用成都某垃圾填埋场的渗滤液反渗透浓缩液,对装填了填埋龄为1、5和15 a垃圾的垃圾柱开展了回灌实验,研究了回灌出水中酸碱度、总有机碳、氨氮、硝态氮、重金属的变化规律.结果表明,1 a垃圾柱处于产甲烷化阶段,具有较好的去除硝态氮的能力,硝态氮的降解率达到了88%以上,但出水有机物、氨氮浓度较高,对指标的改变主要通过生物作用;5 a垃圾柱已接近稳定化,但还没有矿化垃圾的典型特征,吸附能力与生物作用均较差,对有机物、盐分、Cr、Ni的削减能力较小;15 a柱具有较好的吸附能力和络合能力,对有机物、盐分、Cr、Ni具有较好的削减能力,初期的去除率分别达到了90%、78%、93%、74%,但随着回灌进行会接近或达到吸附容量,需要控制回灌过程和进度.     

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.     

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.     

生物反应器填埋场渗滤液回灌影响特性研究

通过模拟实验,研究了渗滤液回灌前加热、加入厌氧污泥进行微生物接种、变化渗滤液回灌频率等操作运行方式对生物反应器填埋场渗滤液特征的影响.结果表明,回灌前对渗滤液进行加热、加入污泥进行微生物接种有利于生物反应器填埋场渗滤液有机污染物浓度的快速下降;较低的渗滤液回灌频率有助于生物反应器填埋场快速进入产甲烷阶段.      

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%.