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).      

生物反应器填埋条件下垃圾生物质组分的初期降解规律

在经甲烷化填埋层渗滤后的渗滤液循环回灌的新鲜垃圾填埋层内,以生物质分类表征为基础,分析了新鲜垃圾填埋层内固相各生物质组分（总糖、蛋白质、脂肪、纤维素和木质素）的初期降解规律.结果表明,垃圾中原有总糖组分和蛋白质的快速水解发酵是新鲜垃圾填埋后产生高有机质浓度渗滤液的主要机制;脂肪和纤维素的降解产物不是填埋初期高有机质浓度渗滤液的主要来源;纤维素是填埋层稳定产甲烷阶段的主要碳源,其水解速率可能是甲烷化过程的限速步骤;纤维素/木质素之质量比可作为指示填埋垃圾稳定化的指标.各生物质组分的初期降解速率常数均在0.01至0.1之间,而填埋气体中甲烷体积分数在60d内达到45%.食品垃圾组分富集的生活垃圾,应用生物反应器填埋技术时,必须具备足够的降解容量以代谢填埋初期固相中总糖和蛋白质快速水解产生的酸性液相产物.     

不同填埋龄垃圾生物反应器反硝化性能研究

在渗滤液回灌基础上,结合垃圾堆体本身为厌氧环境的特性,开发出的生物反应器垃圾堆体渗滤液原位脱氮技术已成为目前的研究热点。文章以从杭州市固体废弃物处理有限公司天子岭填埋场采集的不同填埋龄垃圾为试材,利用系列自制生活垃圾生物反应器模拟装置,通过回灌硝酸盐溶液,探讨了不同填埋龄垃圾在碳源充足情况下的反硝化性能特征。结果表明当垃圾堆体自身降解的有机物量充足时,1~12 a垃圾的反硝化性能均较强,且差异不大;所有反应器在最初的1 h内硝酸盐去除率最高,达70%~92%。这说明开发生物反应器垃圾堆体渗滤液原位脱氮技术具有一定的现实可行性。     

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.     

不同填埋结构渗滤液回流对填埋场渗滤液水质的影响

通过分析不同填埋结构下渗滤液回灌对填埋垃圾产生的渗滤液水质的影响,进一步验证"生物反应器"的原理,为今后垃圾填埋场合理选择填埋方式及渗滤液回灌的开展提供相应参数。     

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.     

新鲜渗滤液与长填埋龄渗滤液的Fenton处理过程特征

以新鲜渗滤液和长填埋龄渗滤液为对象,采用Fenton法对其进行处理,通过相对分子质量（M_r）分布、COD、总有机碳（TOC）、COD/TOC等表征手段,比较分析渗滤液性质对Fenton处理效果的影响.结果表明,长填埋龄渗滤液的有机物平均M_r高于新鲜渗滤液,其M_r>105的组分占到了总量的64%,但在Fenton法作用下其更易转化为可溶性小分子有机质（M_r<10³）;新鲜渗滤液的COD去除率(61%～84%)高于长填埋龄渗滤液(31%～60%),而长填埋龄渗滤液的TOC去除率(85%～91%)高于新鲜渗滤液(52%～80%);无论是处理新鲜渗滤液还是难降解的长填埋龄渗滤液,Fenton法的氧化作用对COD去除的贡献均大于絮凝作用.絮凝作用的COD（COD_coag）去除率受氧化作用的COD（COD_oxid）去除率影响,COD_oxid去除率越大,COD_coag去除率越低;物料平衡结果显示,长填埋龄渗滤液的TOC_oxid去除量大于COD_oxid去除量,而新鲜渗滤液的的TOC_oxid去除量小于COD_oxid去除量;长填埋龄渗滤液和新鲜渗滤液的初始COD/TOC分别为1.17和1.58,在Fenton处理的氧化作用下,COD/TOC分别变为1.96和0.68,表明长填埋龄渗滤液发生的是完全氧化,而新鲜渗滤液同时发生了部分氧化和完全氧化;2种渗滤液的COD_coag和TOC_coag变化说明,长填埋龄渗滤液中受絮凝作用去除的有机物的氧化态明显低于新鲜渗滤液.     

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。     

渗滤液回灌对其最终处理的影响中试研究

针对2座中试规模反应柱,分别考察渗滤液回灌和不回灌的情况,研究传统厌氧型生物反应器填埋场渗滤液回灌对其最终处理的影响.结果表明:回灌对渗滤液中的有机污染物有很好的去除效果,但对难降解物质以及氮、磷的净化效果不明显.回灌44周后,渗滤液的BOD5去除率达到98.5%,但出流的BOD₅/COD值仅为0.07,BOD₅/TN和BOD₅/TP分别为0.13和11,远低于厌氧条件下微生物生长适值,很难通过传统的生物处理方法净化.在设计生物反应器填埋场时,应该充分考虑到渗滤液经过回灌后组成特性,选择合适的渗滤液处理方案和填埋、回灌方式,充分利用垃圾体的净化作用.     

N2O and NH3 emissions from a bioreactor landfill operated under limited aerobic degradation conditions

The combination of leachate recirculation and aeration to landfill may be an efficient way for in-situ nitrogen removal. However, nitrogenous substances contained in the landfill layer are concomitantly transformed into N2O and NH3, leading to increased emissions into the atmosphere. In the present study, the emissions of N2O and NH3 were measured under conditions of fresh or partially stabilized refuse with or without leachate recirculation or intermittent aeration. The results showed that the largest N2O emission (12.4 mg-N/L of the column) was observed in the aerated column loaded with partially stabilized refuse and recycled with the leachate of low C/N ratio; while less than 0.33 mg-N/L of the column was produced in the other columns. N2O production was positively correlated with the prolonged aerobic time and negatively related with the C/N ratio in the recycled leachate. NH3 volatilization increased with enhanced gas flow and concentration of free ammonia in the leachate, and the highest cumulative volatilization quantity was 1.7 mg-N/L of the column.     

Effect of leachate recycling and inoculation on the biochemical characteristics of municipal refuse in landfill bioreactors

Activity development of key groups of enzymes involved in municipal refuse decomposition was measured in laboratory landfill bioreactors with and without leachate recycling and inoculation for about 210 days.The results showed that the enzymes(amylase,protease,cellulase,lipase and pectinase)were present in fresh refuse but at low values and positively affected by leachate recycling and refuse inoculation.The total average of cellulase activity in digesters D3 operated with leachate recycling but no inoculation,D4 and D5 operated with leachate recyling and inoculation was much higher than that in digesters D1 and D2 without leachate recycling and inoculation by 88%-127%,117%-162%and 64%-98%.The total average of protease activity was higher in digester D4 than that in digesters D1,D2,D3and D5 by 63%,39%,24%and 24%,respectively,and the positive effect of leachate recycling and inoculation on protease activity of landfilled refuse mainly was at the first two months.The total average of amylase activity was higher in digesters D3,D4 and D5 than that in digesters D1 and D2 by 83%-132%,96%-148%and 81%-129%.During the early phase of incubation,the stimulatory effect of inoculation on lipase activity was measured,but refuse moisture was the main factor affecting lipase activity of landfilled refuse.The inoculation,initial and continuous inoculation of microorganisms existing in leachate,was the mainly stimulatory factor affecting pectinase activity of landfilled refuse.     

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%.     

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。     

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。     

SRIS对垃圾渗滤液中氨氮去除效能及微生态分析

针对垃圾渗滤液中ρ（NH₃-N）较高、可生化性较差、处理困难的问题,以老龄垃圾渗滤液为研究对象,探讨了改良SRIS（土地快速渗滤系统）对NH₃-N的处理效果与最高处理负荷量,同时分析了系统不同深度的ρ（NH₃-N）的变化,并利用高通量测序技术分析了进水前、后系统中的微生物群落演替情况.结果表明:①在进水ρ（NH₃-N）为125 mg/L左右、水力负荷为0.11 m3/（m2·d）、进水频率为1次/d下,垃圾渗滤液经改良SRIS的一级、二级渗滤柱处理后出水ρ（NH₃-N）平均值为3 mg/L,NH₃-N去除率在97.5%以上;提高水力负荷为0.22 m3/（m2·d）后,NH₃-N去除率为87.27%;进水频率改为2次/d,NH₃-N去除率达到96.17%.②改良SRIS的一级、二级渗滤柱所能处理的最高NH₃-N去除量分别为200和110 mg/L,并且主要在下层和底层部分发生去除.③改良SRIS中下层微生物群落多样性最为丰富,微生物群落以变形菌门（Proteobacteria）为主,在属水平下微小杆菌属（Exiguobacterium）相对丰度最高,同时还存在多种有利于NH₃-N去除的硝化、反硝化细菌以及浮霉菌,为NH₃-N的去除提供了保障.研究显示,改良SRIS对垃圾渗滤液中NH₃-N具有良好的去除效果,可为老龄垃圾渗滤液的有效处理提供借鉴.      

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...     

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.     

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。