生活垃圾填埋过程含水率变化研究

为分析垃圾在好氧和厌氧条件下降解过程中含水率变化的规律,采用时域反射测量(time domain reflectometry,TDR)技术监测了垃圾填埋过程中含水率的变化情况.结果表明,填埋过程中垃圾体积含水率随时间逐渐增大,垃圾持水性能不断提高.好氧初期垃圾内水量变化与含水率变化正相关,好氧后期则为负相关;厌氧填埋过程中,垃圾沉降压缩是含水率变化的主要原因.垃圾TDR读数与基于物质衡算的垃圾体积含水率计算值之间有较好的相关性,好氧填埋过程两者最大偏差约为±5%,厌氧填埋过程两者最大偏差约为±2%,TDR技术适用于实际填埋工程的含水率测量.     

填埋垃圾浸提液与地下水污染物组成差异及成因

为揭示垃圾渗滤液污染地下水特征,采用常规分析、三维荧光光谱和多元统计分析,研究了某简易填埋场垃圾浸提液与地下水中无机盐、有机物及重金属的分布特征及成因.结果表明,填埋场垃圾异质性强,浸提液中NH+4-N浓度高,而Cl-、SO2-4、溶解性有机物(DOM)、重金属含量低,强还原氛围导致硝化过程受阻,NO-3-N、NO-2-N含量低,浸提液中Cu主要结合在DOM上,而Ba、Cd、Cr、Fe、Mn、Ni、Zn及As主要结合在疏水性有机物上.除填埋场所在点地下水外,其余点地下水污染物来源相似,其中的DOM以微生物来源为主;与垃圾浸提液中污染物分布特征相反,地下水中NH+4-N含量低而Cl-、SO2-4、DOM、NO-3-N、NO-2-N含量高,Cu、Ba、Cd、Fe、Mn及Ni的分布与DOM有关,主要结合在荧光有机物上.研究结果显示,基于地下水中污染物组成差异,采用聚类分析方法可识别出地下水受渗滤液污染点.     

生物活性炭投加量对垃圾渗滤液处理效果的影响

试验对比了不同生物活性炭(biological activated carbon,BAC)投加量对垃圾渗滤液去除COD效果的影响.每升活性污泥中活性炭投加量为0、100、300 g的反应器处理垃圾渗滤液100个周期平均COD去除率分别为12.9%、19.6%、27.7%,表明BAC可以去除部分难降解有机物,并且COD去除率与投加量呈正相关关系.曝气8 h反应器中二氧化碳(CO2)产生量依次为109、193、306 mg,表明生物分解量也与投加量呈正相关关系.分析认为COD去除率与投加量的正相关关系是由于吸附与生物再生的共同作用导致,生物再生是BAC能够生物分解难降解有机物的根本原因.     

垃圾渗滤液组合工艺处理技术

针对垃圾渗滤液氨氮浓度高、COD浓度高、难降解物质含量高的特点,研究了MAP脱氮-生物处理-混凝组合工艺,考察了不同单元的作用及影响处理效果的因素。试验结果表明,高浓度的垃圾渗滤液经该优化组合工艺处理,污染物的去除率为COD97.5%、BOD599.2%、NH4-N87.2%、E26075.3%。除NH4-N外,其余指标均达到了生活垃圾填埋污染控制标准中规定的二级排放标准值。     

填埋场中亚硝酸还原酶测定条件的优化

填埋垃圾中的含氮化合物经一系列生物脱氮作用,最终使得填埋场中的氮素得以消减,在这一过程中亚硝酸还原酶起着十分重要的作用。以填埋场中的填埋垃圾为研究对象,在土壤亚硝酸还原酶测定方法的基础上,对亚硝酸还原酶活性测定条件进行了优化。结果表明,填埋垃圾中的亚硝酸还原酶活性测定的最优条件为:垃圾样品风干温度25℃,2mL的1%NaNO2溶液和2.5 mL的1%葡萄糖溶液,抽气5 min,置于25℃的培养箱中培养24 h。优化后的测定条件相对标准偏差(RSD)小于1.27%,表明该方法具有较高的灵敏度和精密度。     

微波诱导AC/Cu、AC/Fe催化非均相Fenton 反应催化降解垃圾渗滤液

采用活性炭载体负载Cu、Fe为催化剂,在微波诱导作用下,对垃圾渗滤液污染物进行降解。实验结果表明,活性炭负载金属前经适当浓度硝酸浸泡处理后,催化剂对COD去除率提高可超过15%,过高硝酸盐浓度对COD去除有不利影响;催化剂对COD去除率随Cu、Fe金属负载量增加呈先增加后降低的趋势,催化剂对Cu、Fe的最佳负载量分别为质量百分比2.11%和1.12%。对于AC-Cu体系,在初始pH=3,H2O2投加量为4.98×103mg/L,催化剂用量为5.0×103mg/L,420 W功率下微波辐射10 min时,垃圾渗滤液COD去除率可达到84.13%;对于AC-Fe体系,当H2O2投加量为0.33×103mg/L,催化剂AC-Fe用量为2.0×104mg/L,420 W功率下微波作用10 min时,垃圾渗滤液COD去除率为60.16%。分析2种催化剂对COD去除差异的原因,可能是催化剂AC-Cu表面单分子分布的阈值比AC-Fe高。降解液的pH值对AC-Cu体系、AC-Fe体系COD去除影响存在拐点,最高COD去除率点对应的降解液pH值为3。微波辐射功率较低时,体系COD去除率随辐射功率增加而增加;辐射功率较高时,高温下垃圾渗滤液中有机硫化物分解成小分子硫化物,对催化剂活性存在一定抑制作用。     

Performances of mesophilic anaerobic digestion systems treating poultry mortalities

Abstract

A closed‐loop anaerobic digestion system consisting of a leachbed (LB) and an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) was tested as an alternative for the disposal of poultry mortalities. This paper compares the performances of three LB‐UASB treatment systems with different initial moisture contents in the LBs. Each LB was loaded with one chicken and 5, 10 or 18 liters of water. The LBs initially carried out the hydrolysis/acidification phase while the UASBs the methanogenesis phase. Due to repeated inoculation by the UASBs, the LBs with 10 and 18 liters of water started producing methane on day 5, while the one with 5 liters of water on day 19. However, methane production rates were low before day 40 for the LB with 10 liters of water and day 60 for the other LBs. Methane production gradually improved as the LBs continued to receive ungranulated sludge from the UASBs. The LBs eventually became balanced methane reactors. Continued balanced fermentation in the LBs resulted in leachates with very low substrate concentrations that could no longer support high‐rate methanogenesis in the UASBs. Consequently, methane production rates from the UASBs decreased quickly while that from the LBs reached peak levels. Cumulative methane production from each LB eventually exceeded that from its connecting UASB. After 118 days of digestion, 414, 437 and 470 liters of methane were produced from the three systems, respectively. Cumulative methane production from the LBs with 5 and 18 liters of water accounted for 63% of the total methane produced from their respective systems. The LB with 10 liters of water produced 75% of the total methane from that system. Methane yields ranged from 0.485 to 0.554 m³ (Kg TS) ¹. About 86% of the initial dry weight was biodegraded. All three systems performed very well with little operational problems. Overall, the system that started with 10 liters of water in the LB performed the best. Strategy for enhancing system performances and implementing farm applications are discussed.     

Ti（Ⅳ）催化臭氧／过氧化氢预处理酸性难降解废水

在Ti（Ⅳ）和过氧化氢存在条件下，考察了臭氧化酸性苯乙酮溶液、硝基苯溶液和垃圾渗滤液（浙江衢州某垃圾填埋场）的预处理效能。结果表明，在pH2．86条件下，单独臭氧化处理对苯乙酮、硝基苯和垃圾渗滤液的COD去除率分别为10．1％、44％和28．6％。BOD，／COD值分别从原来的0．039、0．060和0．085提高到了0．130、0．158和0．174，仍属生化难降解废水。当体系加入Ti（Ⅳ）后，臭氧化苯乙酮和硝基苯的COD去除率分别达到了75．5％和65％，BOD；／COD则提高到了0．679和0．314，可生化性提升明显。对于垃圾渗滤液，只有当体系加入Ti（Ⅳ）和H22后，臭氧化COD的去除率达到66．6％，BOD、／COD提高至0．425。上述结果对酸性难降解废水的处理实际意义非常突出。     

改性膨润土作为垃圾渗透液防渗层的实验研究

本文以天然钠基膨润土为原料，采用水溶液聚合法，在室温条件下，通过改性聚丙烯酰胺对膨润土进行直接插层改性，制备了一种新型聚丙烯酰胺改性膨润土防渗材料。以此防渗材料作为防渗层，选用沈阳大辛填埋场的垃圾渗透液为处理对象，在动态实验下，就其对实际垃圾渗滤液中主要污染物去除的有效性和控制垃圾渗滤液渗透的可行性进行研究。抗渗性能测试结果表明，改性膨润土防渗性能较好，渗透系数为1．0×10^-7cm/s，达到固体废物填埋场的防渗材料国家标准1．0×10^-7cm／s的使用要求。改性膨润土防渗层对COD、氨氮、重金属离子去除效果较好，吸附作用较强，COD和氨氮最大去除率分别达到81％和91％，TFe、Zn^2＋和TCr的最大去除率分别达到71％、58％和73％。实验结果验证了本研究所制备的改性膨润土防渗材料具有优良的抗渗、截污性能。     

垃圾填埋场渗滤液物化深度处理研究

通过Fenton法和结合聚合硫酸铁的混凝作用，实现垃圾渗滤液氧化塘出水COD的深度处理；并利用水泥水化产物的凝胶物质，强化COD去除率。30％H2O2投加量为0．75mL／L、七水硫酸亚铁投加量为1．5g／L、n（H2O2）：n（Fe^2＋）=1．2：1（摩尔比）时，Fenton法对渗滤液COD的去除率可达52％；水灰比为2：1、搅拌24h的水泥水化物将Fenton法的出水pH值从4调至10，该工艺流程总的COD去除率为73．6％，较普通的Ca（OH）2调节法提高9．3％，出水COD可以从进水的1200mg／L降至315mg／L。