填埋场内温度场下渗滤液饱和带内硫酸盐还原行为表征

填埋场内渗滤液饱和带是物质交换和生化反应的活跃区域,也是含硫恶臭的主要发生源.本研究探究了填埋场内温度场下渗滤液饱和带内硫酸盐还原行为特征,结果表明,在25～55℃逐步升温的温度场下,渗滤液饱和带内的硫酸盐还原行为逐步增强且差异显著.渗滤液饱和带纵向SO42-和DOC迁移转化规律各异但趋势相同.硫酸盐还原行为主要发生在固液交界区和固相区,且固液交界区的电子供、受体呈特定化学计量关系.电子供体是引起硫酸盐还原行为差异的主要原因.本研究揭示的温度场下渗滤液饱和带内硫酸盐还原行为可为填埋场精准除臭提供重要依据.     

硫酸盐还原菌介导的吸附态砷的迁移转化

自然界中砷(As)主要被吸附在铁氧矿物上,吸附态砷从铁氧矿物释放至水体是水中砷污染的主要来源.在此过程中,微生物起着至关重要的作用.本研究的目的是探究加入硫酸盐还原菌Desulfovibrio vulgaris DP4对吸附态砷迁移转化的影响.结果表明,0 h两体系砷释放量均为0μmol·L~(-1).与对照组相比,前84 h DP4促进了吸附态五价砷[As(Ⅴ)]的脱附,在13 h砷的释放量达到最大值12.6μmol·L~(-1),占初始总吸附量(16μmol·L~(-1))的79%,是对照组(1.5μmol·L~(-1))的8.4倍.而在84 h之后,DP4体系的砷浓度低于非生物对照组,表明溶解态砷被再次固定.此过程中,砷的释放量与氧化还原电位(Eh)显著相关(P=0.001).XRD结果表明,在DP4作用下针铁矿的结晶度降低了50%,且结晶度越低,吸附能力越强,这可能是后期砷被再次固定的原因之一.同时SEM-EDS表明DP4使得针铁矿发生团聚,部分被转化为硫铁矿.As的XANES结果表明固相中没有硫化砷生成,这进一步证明固相中生成的主要是硫铁矿,它对砷的再吸附导致了后期DP4体系中溶解态砷的浓度低于非生物对照组.此外,在固相中检测出了19%的As(Ⅲ),而液相中并未检测出溶解态的As(Ⅲ),据此推测硫酸盐还原菌原位还原了吸附态As(Ⅴ).     

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。     

废水中硫酸盐生物还原技术研究

在上流式厌氧污泥床中,利用硫酸盐还原菌还原青霉素生产废水中的SO₄2-, 当进水SO₄2-为 2.0 g/L,SO₄2-容积负荷为10 kg/(m3·d)时,SO₄2-去除率为76%。试验结果表明:COD/SO₄2-和容积负荷是影响SO₄2-还原效果的主要因素。      

垃圾填埋场渗滤液回流技术的研究

垃圾填埋场产生大量渗滤液,而一般渗滤液中含有很高浓度的有机物,特别是填埋场的初滤水COD_cr浓度可高达8×104mg/L,BOD₅浓度可高达5×104mg/L。因此,渗滤液必须得到处理。渗滤液回流可以利用垃圾填埋层中大量繁殖的微生物分解其中的有机物,使渗滤液得 到净化;同时利用回流控制填埋层含水量,加快有机物分解,提高沼气产生量。通过实验初步得出:渗滤液回流可以将渗滤液中有机物浓度大 大降低,COD_cr去除率最高可以达到95%以上,在半好氧状态下NH₃-N浓度可以降到10mg/L以下;沼气产生速率大大高于未回流的填埋层;同时填埋层渗滤液中有机物浓度大大降低。      

硫酸盐还原过程中乙酸型代谢方式的形成及其稳定性

通过产酸脱硫反应器处理高浓度硫酸盐废水的连续流试验,考察了不同试验阶段硫酸盐去除率和产气量稳定期,液相末端产物中挥发酸组成的变化、乙酸的分布特征、微生物种群组成和种群间关系.试验结果表明,各试验阶段液相末端产物中乙酸的分布比例高达50%～82%,微生物群体呈现特定的乙酸型代谢方式.乙酸型代谢方式本质上是产酸相反应器处理硫酸盐废水过程中,硫酸盐还原菌(SRB)与产酸菌(AB)建立起生物链式协同代谢关系,并通过非完全氧化型方式分解有机物,从而在末端产物中积累大量乙酸.乙酸型代谢方式的形成取决于利用乙酸的硫酸盐还原菌(ASRB)的竞争能力和它对乙酸的利用能力.乙酸型代谢方式可以为后续产甲烷相反应器提供适宜的底物,对提高硫酸盐废水处理系统的效率和运行稳定性具有重要意义.     

垃圾填埋场渗滤液的处理工艺及控制措施

渗滤液是垃圾在进行卫生填埋处理时,一些外来水分和垃圾腐化产生的内源水形成的。生活垃圾填埋渗滤液是填埋场伴生的二次污染物,各个方面的因素不注意的话,都能对渗滤液的性质产生影响,所以渗滤液的性质具有不确定性。本文主要对渗滤液的根源、污染进行了分析,并提出了合理的解决措施。     

垃圾填埋场构造对渗滤液成分的影响研究

通过对厌氧和半好氧填埋的渗滤液成分的分析,发现半好氧填埋的渗滤液中有机物浓度降低最快,尤其是氨氮含量大大低于厌氧填埋。因此,半好氧填埋有利于渗滤液的处理。      

渗滤液污染羽中氧化还原带的动态发展演化研究

通过砂箱模拟实验研究了垃圾渗滤液污染羽中氧化还原带的动态发展和演化过程.结果表明,随着时间的推移和污染程度的加重,各氧化还原带不断向前推移,产甲烷带/硫酸盐还原带的范围不断扩大,随后出现惰性区.在氧化还原带的整个演化过程中,各带中TOC、硫化物、NH 4 -N、HC03-3、CO2和Fe2 等物质的浓度随时间的推移而升高,随离污染源距离的增加而降低;NO-3和DO等物质的浓度随时间的推移而减小,随离污染源距离的增加而升高;SO2-4的浓度则随时间的推移先减小而后增加,随离污染源距离的增加而降低.而且,随着污染程度的加重,沉积物中Fe3 含量降低, TOC含量升高.在氧还原带、硝酸盐还原带、铁还原带和产甲烷带/硫酸盐还原带沉积物中, Fe3 由占OXC的70.5%分别减小为56.3%、41%、28.3%和15%;TOC由占RDC的98.7%分别升高为102.0%、107.0%、142.9%和162.1%;Fe2 主要以PeS和FeCO3,沉淀形式沉积下来,分别占总Fe2 的80.6%、175.6%、377.7%和555.1%.     

简易填埋场垃圾渗滤液水溶性有机物对Pb(Ⅱ)迁移转化特性的影响

为研究简易填埋场垃圾渗滤液DOM(dissolved organic matter, 水溶性有机物)对重金属Pb(Ⅱ)的配位与迁移溶出的影响,运用荧光猝灭分析及柱模拟技术,研究了不同填埋年限(5和10a)简易填埋场垃圾渗滤液DOM与Pb(Ⅱ)的相互作用. 三维荧光猝灭分析表明,填埋10a的垃圾渗滤液DOM紫外区、可见区类富里酸配位荧光基团所占的比例分别比填埋5a的垃圾渗滤液增加了17.68%和7.96%;而配位稳定常数(lg K)则分别降低了10.13%和17.42%. 柱模拟试验结果表明,垃圾渗滤液DOM对土壤中Pb(Ⅱ)的纵向迁移具有促进作用,填埋5和10a的垃圾渗滤液DOM对Pb(Ⅱ)的累计迁移率分别是对照组的2.41和1.98倍. 与填埋5a相比,填埋10a的垃圾渗滤液DOM对Pb(Ⅱ)的溶出能力显著降低,表明随着填埋年限的增加,渗滤液DOM对Pb(Ⅱ)的溶出能力呈降低趋势. 对相同填埋年限的垃圾渗滤液,ρ(DOM)越高,对Pb(Ⅱ)的迁移溶出能力越强;Pb(Ⅱ)的平均迁移量会随着填埋时间的推移逐步降低.      

氧化还原循环过程中沉积物磷的形态及迁移转化规律

为研究沉积物在氧化还原循环过程中磷循环迁移转化机制,通过控制实验模拟分析氧化还原条件下,上覆水理化性质变化特征、沉积物各形态磷变化及机制研究,并量化沉积物中磷的重新分配和沉积物磷酸盐的释放通量影响.结果表明:(1)氧化还原电位Eh和p H体系、硫体系、碳体系以及与磷相关性密切的铁体系变化规律具有周期性,并对解释沉积物-水两相界面磷的迁移转化机制有重要作用;(2)在氧化还原循环过程中,各形态磷含量随着氧化还原条件和时间变化,根据水-沉积物磷素变化量化分析可得,可还原态磷(BD-P)和铁铝结合态磷(Na OH-rP)是可逆地重新分配到弱吸附态磷(NH4Cl-P)、聚磷/有机磷(Na OH-nrP)、残渣态磷(Rest-P)和间隙水溶解性活性磷(SRP)中,且沉积物中变化量93. 7%的磷在还原反应时不会释放到水体中;(3)上覆水总磷(TP)浓度变化的92%为上覆水的SRP,表明水-沉积物在该循环过程中以水溶性磷交换为主;(4)根据Fick第一定律得,还原阶段磷扩散通量最大值为0. 58 mg·(m~2·d)-1,而氧化阶段第7 d扩散通量约为0. 16～0. 22 mg·(m~2·d)-1;氧化反应阶段,扩散通量随时间逐渐降低,还原阶段的变化趋势相反,表明还原状态会加速沉积物磷的扩散程度,而曝氧降低了沉积物磷扩散通量.     

填埋场渗滤液腐殖酸随填埋龄的变化特性及模型研究

以福建省12个不同填埋场渗滤液作为研究对象,分析了不同填埋龄渗滤液中腐殖酸的性质随填埋龄的变化关系.结果表明,渗滤液中富里酸(FA)浓度和比例都高于胡敏酸(HA),且HA、FA和腐殖酸(HS)的浓度都随着填埋龄的增加呈先上升后下降,HA所占比例随填埋龄的增加呈先上升后下降的趋势,而FA和HS则是先上升,后呈波动变化.HA、FA的E280、E300/E400和E465/E665的分析结果表明HA较FA有更多的芳环结构,更大的分子量和较高腐殖化程度;随着填埋龄的增加,HA的腐殖化程度呈下降趋势,而FA则呈上升趋势;HA和FA的E300/E400和E465/E665随填埋龄的增加并未有明显的变化趋势.根据有机物降解动力学原理建立模型,分别对HA、FA和HS的浓度和填埋龄的变化关系进行拟合,结果表明模型的模拟值和实测值具有较好的一致性,HA、FA和HS模拟值和实测值的相关系数R2分别为0.820、0.932和0.946.表明该模型能有效模拟和预测腐殖酸随填埋龄的浓度变化关系.     

上下导气系统对生物反应器压实垃圾中渗滤液和填埋气迁移的影响研究

建立了2组实验室模拟填埋场生物反应器,利用上层和下层同时导排填埋气的方法,研究了填埋气和渗滤液在垃圾体中的产生和迁移情况.并在考虑渗滤液回灌的情况下,设置了C1(渗滤液回灌前加压)、C2(渗滤液回灌后加压)2组对照实验.结果表明,C1在加压后出现短暂的水位雍高现象并在第33 d后消失,而C2一直未出现水位雍高现象,上下同时导气系统能促进渗滤液和填埋气排出,#有效缓解和消除水位雍高.压力促使C1、C2的填埋气由往上迁移转变为往下迁移,C1经历了10 d的填埋气向下迁移准备期,而C2在回灌后填埋气直接往下迁移,回灌会促进孔隙通道打开,有利于气液向下排出.     

硫酸盐在厌氧生物过程中的行为 Ⅱ.硫酸盐还原行为及对体系抑制作用机理

采用半连续实验方法,研究了中温厌氧条件下硫酸盐的还原行为及产生抑制作用的机理.实验结果表明,SO_4~(2-)在厌氧体系中被硫酸盐还原菌(SRB)全部或部分还原为硫化物,其还原率与SO_4~(2-)累积加入浓度有关.还原产物的形态与体系中pH值有关,较高的pH值(7.6—8.4)使体系中H_3S含量下降.SO_4~(2-)对厌氧体系的抑制与SO_4~(2-)还原过程中SRB与产甲烷菌(MRB)的底物竞争及还原产物的毒性相关.前者受COD/SO_4~(2-)比值的影响,比值大于7,对厌氧体系只产生轻度抑制作用.而后者与沼气中H_2S含量有直接关系,沼气中H_3S含量小于40mg/L时,基本不产生抑制作用.     

利用硫酸盐还原菌脱除废水中硫酸盐的研究

本阐述了利用硫酸盐还原菌(SRB)脱除废水中硫酸盐(SO4^2-)的研究情况。论述了硫酸盐有机废水的厌氧发展现状和反应机理，考察了以尼龙丝为填料的厌氧滤池中硫酸盐在不同容积负荷所达到了去除效果。并就研究中发现的问题进行探讨。     

生活垃圾卫生填埋场渗滤液的控制和管理

生活垃圾的卫生填埋处理是目前我国生活垃圾处理的主要方法,而垃圾填埋产生的渗滤液是污染环境的重要隐患。对垃圾渗滤液的主要来源及水量的影响因素、主要特点进行了综述,并就如何控制处理和管理好垃圾渗滤液提出了对策措施。     

硫酸盐还原条件下多环芳烃在土壤中的迁移转化

为研究硫酸盐还原条件下多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)类有机污染物在土壤中的污染分布规律和迁移转化过程,设计了室内土柱淋溶试验,选择菲、蒽和芘作为PAHs的代表,模拟硫酸盐还原条件下PAHs在土壤中的迁移转化过程.监测土壤中PAHs的垂直分布、淋出液中ρ(PAHs)和ρ(SO₄2-)、淋出液的氧化还原电位(E_h)和总体积,并通过质量平衡计算出PAHs的降解率.结果表明:①菲和蒽的相对淋出率总体都不超过2%.120 d后菲和蒽在土壤中的残留率分别为51.87%和51.21%,而芘有90%以上吸附在土壤中,在淋出液中未检出.②随着淋溶时间的延长,土壤中的氧气逐渐被消耗,淋出液中ρ(SO₄2-)和E_h逐渐降低,并趋于稳定,硫酸盐还原作用发生.③3种PAHs在硫酸盐还原条件下都存在一定程度的降解.菲和蒽的降解率相差不大且随淋溶时间的延长逐渐增大,120 d后菲和蒽的降解率分别为47.41%和48.10%,而4环的芘降解速率非常低,120 d后降解率仅为3.61%.      

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.     

硫酸盐还原反应器污泥驯化过程中微生物群落变化分析

采用PCR-DGGE技术,对硫酸盐还原反应器UASB污泥驯化过程中微生物群落的变化进行了分析.结果表明,污泥驯化过程中,微生物群落生物多样性与反应器硫酸盐及COD去除率呈明显的正相关,微生物群落Shannon指数大于3.45时,反应器硫酸盐去除率稳定在95%左右;对DGGE图谱中优势条带进行回收克隆并测序表明,污泥中微生物群落主要包含Firmicutes、Proteobacteria、Deinococcus-Thermus和Chloroflexi这4大类群,分别占总数的50.0%、28.6%、14.3%和7.1%;其中厌氧发酵细菌Clostridium sp.在驯化全过程中均占优势,但优势菌群的种类发生变化;厌氧细菌Chloroflexi sp.、Geopsychrobacter sp.等在污泥驯化过程中曾成为优势菌群但之后消亡;厌氧细菌Geobacter sp.则在污泥驯化过程中逐渐成为优势菌群;Desulfovibrio sp.在污泥驯化的最后2个阶段成为优势菌.     

贵阳市水库中硫酸盐还原菌及铁还原菌对甲基汞分布的影响

微生物在汞的甲基化过程中起着关键作用,但关于野外微生物活动对甲基汞分布的影响研究较为缺乏.通过对贵阳市不同污染类型水库中硫酸盐还原菌(SRB)、铁还原菌(DIRB)、甲基汞(MeHg)及相应水质参数分布规律研究,探讨了水库中SRB和DIRB活动在汞甲基化及其分布中所起的作用.在水库上覆水体中,SRB与甲基汞呈显著正相关关系(r=0.398,p0.015,n=37),表明在上覆水体中,SRB为主要的汞甲基化细菌.在污染严重且差异明显的沉积物中,两种微生物对甲基汞分布的影响各不相同.在受矿山酸性废水污染的阿哈水库,由于其过高的SRB含量及其硫酸盐还原活动,导致夏季沉积物表层硫离子大量积累,严重抑制了汞的甲基化过程,使得沉积物孔隙水表层甲基汞明显低于其它两个水库,也低于阿哈水库上覆水体甲基汞含量.在红枫水库,沉积物表层适宜的SRB活动促进了汞的甲基化,硫酸盐还原物硫离子和孔隙水甲基汞存在显著相关性(r=0.674,p0.001,n=31);在百花水库,由于沉积物曾受到严重汞污染,甲基汞峰值主要受到沉积物总汞的影响,和两种微生物活动及其产物均未表现出显著相关性.