垃圾填埋场生物覆盖材料筛选及甲烷减排

通过模拟柱实验研究了消化污泥、矿化垃圾和黏土作为垃圾填埋场生物覆盖材料的甲烷氧化能力。3种材料的甲烷日氧化率平均值、总氧化率和氧化速率V(CH4)分别是:消化污泥10.27%、75.82%、1.76 mmol/(kg·d);矿化垃圾11.05%、75.61%、2.04 mmol/(kg·d);黏土9.05%、68.15%、1.33 mmol/(kg·d),消化污泥和矿化垃圾对甲烷的氧化能力均大于黏土。进一步探讨了消化污泥中添加粉煤灰、建筑垃圾和黏土进行改性后对甲烷的氧化能力,考察了改性污泥的渗透系数和抗压强度。结果表明:粉煤灰对消化污泥的改性效果最好,其日氧化率平均值、总氧化率和V(CH4)分别达到17.27%、92.37%和2.35 mmol/(kg·d),粉煤灰与消化污泥以1∶1～1.5∶1混配后可满足填埋场对覆盖材料渗透系数和抗压强度的要求。     

外置管式MBR处理垃圾焚烧渗沥液中的膜污染

采用外置管式膜生物反应器进一步处理垃圾焚烧渗沥液生化出水,研究水洗和化学洗后污染膜的清洗效果。采用扫描电镜、傅里叶红外光谱对膜表面污染物进行分析;采用变性梯度凝胶电泳技术分析了膜表面泥饼层中细菌群落结构。实验结果表明,采用低压力(0.03 MPa)、高流速(2.84 m/s)的清水洗能使膜通量恢复到45%;化学清洗采用p H=2的盐酸酸洗较好。两者清洗方法结合能使膜通量恢复至初始通量的88%。膜表面污染物主要由无机垢体和蛋白质多糖类物质构成,膜表面泥饼层中的细菌主要含有芽孢杆菌、腐螺旋菌、红杆菌等。     

垃圾渗滤液厌氧处理过程颗粒污泥生长特性

以上流式厌氧反应器为例,研究了渗滤液厌氧处理过程中颗粒污泥的生长特性。结果表明,反应器运行阶段,颗粒污泥粒径由0.96 mm增长至1.06 mm,MLVSS/MLSS大于0.76,污泥能够保持较高的活性。高污泥负荷有利于0.90 mm颗粒污泥生长,0.60~0.90 mm污泥颗粒生长过程中结构不稳定,易发生解体。厌氧颗粒污泥生长过程中,粒径较大的颗粒污泥的孔隙结构较为疏松,它对污泥的活性产生影响。随着孔隙率增大,污泥沉降速度由0.88 cm/s升至0.97cm/s。颗粒污泥表层与内部微生物分布不同,表层微生物以球菌为主,各微生物种群间紧密联系,颗粒污泥内部以短杆菌为主。     

支撑气膜法脱除／回收垃圾渗滤液中氨氮

利用由微孔疏水性聚丙烯中空纤维制成的工业级膜组件对垃圾渗滤液中氨氮进行支撑气膜法脱除研究，考察了泡沫分离．石灰絮凝等预处理技术对垃圾渗滤液表面张力及COD值的处理效果，在此基础上研究了物料因素和操作因素对膜传质性能的影响，并对该工艺的长期操作稳定性进行了研究。实验结果表明该预处理技术不仅可显著提高垃圾渗滤液的表面张力，还可大大降低其色度和COD值。当进料流量为100L／h、进料氨氮浓度为1000～3000mg／L、硫酸吸收液流量为200L／h、硫酸浓度为6％～10％、温度为20～30℃时，支撑气膜过程（两级膜组件串联）可有效脱除垃圾渗滤液中99％以上的氨氮，同时得到含10％～15％硫酸铵的水溶液作为副产品。工业级支撑气膜组件在连续运行的2个月内保持了良好的传质稳定性。     

BLR厌氧反应器处理垃圾焚烧厂渗滤液工程运行效能

采用1 100 m3BLR(biogas-lift reactor)厌氧反应器对垃圾焚烧厂渗滤液进行工程化处置,接种污泥为消化污泥,正常运行温度控制在(33±2)℃,启动负荷为1 kg COD/(m3·d),120 d后容积负荷达到10 kg/(m3·d)并稳定运行,出水COD浓度为4 500~6 500 mg/L,COD去除率为88%~92%,出水VFA含量为200~600 mg/L,p H值稳定在7.4~7.7,出水SS含量为1 000 mg/L左右,并可观察到沉降性较好的颗粒化污泥。反应器运行初期将VFA/ALK控制在1.6以内,系统并未因VFA积累而酸化崩溃,运行后期VFA/ALK值小于0.3,系统稳定运行。运行过程中进水氨氮浓度从400 mg/L升高到2 200 mg/L,未发现氨氮对厌氧生物处理的明显抑制现象。垃圾渗滤液中平均每去除1 kg COD产生沼气量为0.32 m3。     

纳米零价铁颗粒去除污染土壤HCl浸提液中的Pb

主要研究了纳米零价铁颗粒对土壤HCl浸提液中重金属Pb的去除效果。通过批实验探讨HCl浓度、纳米零价铁投入量以及处理时间对Pb去除率的影响。实验结果表明,纳米零价铁颗粒对浸提液中Pb的去除反应符合langmuir和freundlich等温吸附方程;反应遵循准一级反应动力学方程,标准化后的反应速率常数KSA=0.018 mL/(m2.min);反应30 min时,0.5 g纳米零价铁对1.0 mol/L的HCl所提取Pb(51.7 mg/L)的去除率达到91.8%。研究结果表明,纳米零价铁对土壤HCl浸提液中Pb具有良好去除效果,但相对于处理水溶液中的Pb,反应速率偏低。     

MBR-NF截留液中腐植酸的纳滤分离浓缩特性

MBR-NF截留液是一类难处理的高浓度有机废水,其所含有机物几乎都是腐植酸,可考虑资源利用。实验室内采用纳滤对其所含腐植酸进行分离浓缩。引入分离因子来表征纳滤的分离效果。实验结果表明,分离因子(SF)与体积浓缩倍数(CF)有很好的线性关系,浓缩倍数为5时,截留液中有机碳浓度为9 413 mg/L,重金属浓度处于mg/L水平,分离因子达到2.76,表明纳滤可有效地将MBR-NF截留液中的腐植酸与无机盐分离,并进行浓缩。     

臭氧氧化法处理反渗透浓缩垃圾渗滤液

采用臭氧氧化法处理经反渗透膜处理后的浓缩垃圾渗滤液，考察了反应时间、臭氧投量、pH和温度对COD，色度以及浓缩液中腐殖酸的去除影响，通过BOD₅/COD变化分析了臭氧氧化对浓缩液生化性的提高作用。结果表明：在pH 8.0，温度30℃，臭氧投量5 g/h，反应时间90 min的条件下，浓缩液的COD、色度以及浓缩液中腐殖酸的去除率分别达到67.6%、98.0%和86.1%， BOD₅/COD从0.008提升到0.26，生化性有很大提高。     

垃圾渗滤液膜滤浓缩液的电化学氧化处理研究

垃圾渗滤液的膜滤浓缩液盐度高,腐殖质含量大,制约着其进一步的处理处置。借助于电化学在高盐度废水中的氧化能力,对膜滤浓缩液的电解条件和电解机制进行研究,发现在电压10V、pH=6、极板间距2cm的最佳电解条件下,COD、TN、TP质量浓度可分别从4 160、280.2、8.1mg/L下降到1 279、84.6、1.9mg/L,去除率分别为69.3%、69.8%、76.5%。此时膜滤浓缩液中的大分子物质被降解为小分子物质,而类胡敏酸物质分解为低腐殖化、低缩合度有机物,出水BOD5/COD从0.054升高到0.106,提高了96.3%,为后续处理奠定了基础。     

曝气频率对生物反应器渗滤液与填埋气的影响

传统生物反应器填埋场长期以来存在酸化阶段过长和能源回收利用率低等同题.上层垃圾好氧处理可有效实现垃圾快速降解与集中甲烷化.为探究好氧处理阶段不同曝气频率对生物反应器填埋场运行效果的影响,设置厌氧生物反应器A1作为对照,曝气频率不同的上层曝气式生物反应器C1和C2为实验组进行实验.结果表明,上层垃圾好氧处理可有效改善填埋柱内高浓度挥发性脂肪酸(VFA)累积现象,缩短酸化阶段,促进甲烷化环境建立.至曝气结束,C1和C2填埋柱内渗滤液COD低于30 000 mg/L,VFA浓度降也降低到10 000 mg/L以下.好氧处理阶段,增大曝气频率可提高填埋垃圾对渗滤液pH的缓冲作用,扩大甲烷化面积,促进高浓度甲烷化过程的快速发生.与C1相比,曝气频率较高的C2反应器提前15 d达到pH为7的预处理要求,曝气阶段氨氮浓度经历先上后下,填埋柱日产甲烷量700 mL,约为C1产气能力的2倍.但考虑到实际氧气利用率与经济性能问题,曝气频率的选择不宜过大.