城市垃圾填埋场渗滤液特性及其处理

垃圾填埋场渗滤液处理工艺为四类。简述了四类处理工艺的机理、处理效果、优缺点及其应用,展望发展趋势。     

生活垃圾厌氧堆肥产甲烷特性研究

为了更好地利用厌氧处理产生的气体,在介绍模拟厌氧堆肥试验的基础上,对厌氧堆肥产甲烷的基本特性进行了研究。结果表明,在厌氧堆肥开始阶段20d左右,甲烷只有7．8％（质量分数,下同）左右,远远低于32．8％的二氧化碳;而随着反应的进行,二氧化碳呈下降趋势,甲烷先升高后降低,直到反应进行到第70天左右时,甲烷才逐渐高于二氧化碳,片于第90天左右时达到最高值42．0％;此后二氧化碳及甲烷都逐渐降低,但甲烷始终高于二氧化碳。     

丁酸胁迫对产氢污泥以厨余为底物的产氢影响

采用丁酸对产氢污泥进行胁迫处理,经胁迫后的污泥接种厨余垃圾进行产氢实验,考察丁酸胁迫对提高产氢性能的影响。结果表明,低浓度胁迫能提高产氢污泥的耐丁酸性,从而提高产氢量,而胁迫浓度过高则抑制产氢污泥活性,胁迫浓度呈"horm esis"效应。实验采用的4 g/L胁迫浓度为最佳,反应结束后,丁酸浓度和产氢量分别为8 417.1 mg/L和63.72 mL/g VS,比空白提高了31.3%和114%。产氢过程中SCOD的主要来源是有机酸。对产氢污泥胞外多聚物(EPS)的测定表明,厨余垃圾酸化速率、氢气产生速率和EPS总量成正相关。     

垃圾填埋场渗滤液和浓缩液的蒸发特性

研究了垃圾填埋场渗滤液及其MBR-NF-RO处理过程所产生的膜浓缩过滤液在不同蒸馏阶段的水质情况,对比分析了不同pH下渗滤液蒸发情况,考察了蒸发前后的废水中溶解性有机物（DOM）的变化情况。结果表明,垃圾渗滤液蒸发各阶段水质（COD和NH4+-N）情况与膜过滤浓缩液大致相同,都是由高到低再升高的情况;在pH 5~10范围内,随着pH的增高,10%残留率下,NH4+-N的蒸发量逐渐增加,而TOC逐渐减少;膜过滤浓缩液和垃圾渗滤液的DOM成分大致相同,都以富里酸和腐殖酸为主,蒸发后蒸发液中DOM以类蛋白和色氨酸为主;通过蒸发法处理垃圾渗滤液膜浓缩液,出水水质可以满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）;而垃圾渗滤液采用此法处理后仍旧含有较高浓度的NH4+-N,需结合其他处理设施才可达标排放。     

渗滤液耦合矿化垃圾制备甲烷氧化菌菌液

利用甲烷氧化菌菌液增加材料中甲烷氧化菌的数量,可以得到高甲烷氧化率的填埋场甲烷生物氧化覆盖材料。研究发现,渗滤液原水和渗滤液处理尾水均能促进甲烷氧化菌的生长,可利用渗滤液耦合矿化垃圾混合培养制备甲烷氧化菌菌液用于填埋场甲烷减排。填埋龄长的渗滤液原水有着较好的培养效果,得到的菌液在4 d内最高甲烷氧化速率达到2.68 mL/h,超过甲烷氧化菌培养液(nitrate minimal salt medium,NMS)的实验结果。渗滤液中总氮、无机碳、总有机碳和Ni元素的含量对甲烷氧化菌的培养过程影响较大,适用于甲烷氧化培养的渗滤液应满足:总氮1 400 mg/L,总有机碳55 mg/L,Ni元素0.4 mg/L,总磷含量较高。     

高铁酸钾预处理垃圾渗滤液

采用自制高纯度高铁酸钾预处理危废填埋场和垃圾焚烧厂的垃圾渗滤液,探讨和分析了处理效果。正交实验表明,高铁酸钾预处理危废填埋场渗滤液COD的最佳条件为:高铁酸钾与COD的初始质量浓度比为0.5、渗滤液初始pH值4.00、反应温度30℃、反应时间40 min,此时COD去除率达71.51%。此最佳条件下高铁酸钾对不同类型垃圾渗滤液的色度、SS、COD、BOD5、氨氮、总磷、重金属离子等污染因子都具有良好的去除效果,危废填埋场渗滤液经高铁酸钾预处理后可以直接进入后续生化处理系统;垃圾焚烧厂渗滤液预处理后其COD为2 861.0 mg/L,经二次预处理也可进入生化处理系统。实验结果表明,高铁酸钾对不同类型垃圾渗滤液都具有良好的预处理效果。     

生活垃圾渗滤液对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的影响研究

通过厌氧毒性实验、恢复实验和特征毒性模拟实验,研究了生活垃圾渗滤液对厌氧颗粒污泥微生物产甲烷活性的影响。结果表明,1 000 mg/L氨氮浓度下产甲烷活性均大于85%,说明相应氨氮浓度范围,垃圾渗滤液基质对厌氧颗粒污泥的微生物没有明显抑制作用。恢复实验后活性得到完全恢复,属代谢毒性。模拟废水氨氮浓度大于1 000 mg/L浓度时,开始出现抑制;氨氮浓度大于3 000 mg/L时,有明显抑制,产甲烷活性下降32.1%;相同氨氮浓度下,渗滤液最大活性区间滞后于模拟废水,产甲烷活性也小于模拟废水,存在除氨氮以外的毒性物质的影响。     

二氧化氯深度处理垃圾渗滤液研究

利用二氧化氯对生物处理后的垃圾渗滤液进行深度处理,根据废水中有效氯浓度、COD、氨氮及细菌数等参数的分析,初步探讨了不同浓度的二氧化氯在不同处理时间内对垃圾渗滤液的处理效果。结果表明,对于COD初始浓度为450 mg/L左右的水样,二氧化氯的投加浓度达100 mg/L（有效氯）,反应时间在50 min时,处理水样可达到同类废水的国家二级排放标准;对于同样条件下的水样,当加入约25 mg/L的二氧化氯时可以杀灭水样中的大肠杆菌,加入浓度达到90 mg/L的二氧化氯时,可以杀灭水样中几乎所有的细菌。     

曝气—絮凝处理垃圾渗滤液研究

通过现场处理,对垃圾渗滤液的曝气－絮凝处理进行了研究。结果表明该方法对渗滤液的色度、COD、总磷去除率达80％以上,对氨氮去除率达60％以上。在此基础上提出了最优综合控制指标。     

垃圾填埋场渗滤液的蒸发处理工艺

垃圾填埋场渗滤液是一种难于处理的废水。本文首先对垃圾渗滤液处理工艺所存在的问题进行分析，指出蒸发处理垃圾渗滤液是一类有发展前景的工艺，然后综述了垃圾填埋场渗滤液的蒸发处理工艺。     

IC厌氧反应器处理垃圾渗滤液

在(35±1)℃条件下,采用IC厌氧反应器对天津大港垃圾焚烧厂垃圾渗滤液进行处理,研究了COD的去除效果、容积负荷、沼气产量和污泥的颗粒化,分析了循环比、上升流速对反应器的影响.结果表明,厌氧反应器经60 d的启动运行后,达到300 m3/d的设计水量,进水容积负荷达到17.7 kg COD/(m3·d),水力停留时间3.7 d,COD去除率高于80%,出水挥发酸(VFA)低于1 500 mg/L,平均每去除1 kg COD 产沼气0.42 m3,适宜的上升流速和循环比为2.0~5.0 m/h、8:1~20:1.启动结束后,厌氧消化污泥明显出现颗粒化,颗粒污泥的沉降速度达到了67.5~96.0 m/h,0.3~1.0 mm的颗粒污泥量占有74%.     

预处理沼液与餐厨废弃物的厌氧产气发酵特性

为了实现对餐厨废弃物能源化的梯度利用,将沼液进行水浴加热、超声波和曝气等预处理后与餐厨废弃物混合,在中温（35±1）℃条件下进行产氢和产甲烷梯度厌氧发酵实验。考察了不同预处理沼液对产氢率、产氢相缓冲能力、产氢过程可溶性代谢产物成分以及其进行产甲烷发酵的潜力。结果表明,未经处理的沼液与餐厨废弃物混合发酵的产氢率很低,并且相分离不彻底有甲烷产生;各预处理组的产氢率均明显高于未处理组,并很少或几乎没有甲烷产生,其中超声波处理组产氢率最高为52.3 mL·g-1 VS。水浴加热和超声波处理组的产氢流出液经产甲烷发酵,可以获得与餐厨废弃物直接进行产甲烷发酵相当的甲烷产率。这表明,将餐厨废弃物进行产氢和产甲烷梯度厌氧发酵可获得更高的能源化效率。     

Treatment of landfill leachate by electrochemical oxidation and anaerobic process.

The removal performance of typical refractory organic compounds in landfill leachate was investigated during the electrochemical (EC) oxidation and anaerobic process combined treatment system in this paper. The results indicated that the treatment of landfill leachate by the combined system was highly effective. The toxicity of leachate was notably decreased after the electrochemical oxidation process and the biodegradability was improved. The concentration of the organic acid with low molecular weight in the leachate increased from 28% to 90% based on the biodegradability assays after the EC oxidation process. The anaerobic digestion could further remove the residual organic compounds. At a hydraulic retention time (HRT) of 16 hours and an organic loading rate (OLR) of 8 kg COD/m3 d, the concentration of COD, SS, ALK, VA, N-TKN, N-NH4+ and P-PO4(3)- [corrected] in UASB effluent were 532, 12, 6744, 400, 540, 455 and 11.6 mg/L, respectively, with approximately 90% removal efficiency of COD. The organic compounds in the landfill leachate revealed different degradation characteristics in the combined system. p-chloroaniline, bisphenol A, 6-methyl-2-phenyl-quinoline, dimethylnaphthaline and N'-(2-methyl-4-chlorophenyl)-N-cyclohexyformamidine, classified into the first group in this paper, were completely removed by the EC oxidation and did not reappear in the effluent of the UASB reactor. Phenylacetic acid, 3-methyl-indole and N-cyclohexyl-acetamide, called the second group, were completely removed, but reappeared in the UASB reactor. 4-methyl-phenol, 3,4-dihydroisoquinoline, 2(3H)-benzothiazolone, exo-2-hydroxycineole and benzothiazole, the third group, were degraded little in the EC oxidation process, but extensively removed by the anaerobic process. Benzoic acid, benzenepropanoic acid and 2-cyano-3,5-dimethyl-1-hydroxypyrrole, the fourth group, concentration obviously increased in the EC process, but was completely removed in the UASB reactor. The content of volatile fatty acids (VFAs) markedly increased from 0.68% in the leachate to 16.18% in the effluent from the electrochemical oxidation process (EC(effl)). In addition, the degradation rate of organic compounds from the landfill leachate was different in the EC oxidation and anaerobic process.     

上流式厌氧污泥床处理城市垃圾渗沥液的试验研究

采用上流式厌氧污泥床 (UASB)处理城市垃圾渗沥液 ,结果表明 :在水力停留时间为 1～ 6d和容积负荷为 1 5～ 7 8kgCOD/m3 ·d的条件下 ,COD的去除率为 6 0 %～ 85 5 % ,且去除率随水力停留时间的延长和负荷的增加而增加 ;甲烷产量随容积负荷的增加而呈线性增加 ;沼气中甲烷的含量基本在 90 %之上 ;污泥的VSS/SS先由 0 6 2逐渐减小到 0 5 6 ,随后稳定在 0 5 4～ 0 5 8之间 ;污泥的比产甲烷速率一直维持在 0 0 0 35～ 0 0 0 5 3gCODCH4 /gVSS·gCOD·d之间 ;厌氧处理渗沥液的基本动力学常数Ks、μm、Y和kd 分别为 380 7mgCOD/L、0 0 337d-1、0 0 6 6 1gVSS/gCOD和 0 0 0 14d-1。     

垃圾渗滤液对厌氧颗粒污泥稳定性的影响

在升流式厌氧反应器中,分别以模拟废水和最优进水浓度渗滤液持续进水,探讨COD、NH4+-N和SO42-浓度对反应器内颗粒污泥的稳定性的影响。结果表明,按照优化浓度进水,可以在一定程度上提高了厌氧生物处理效率,COD、NH4+-N和SO42-去除率分别约为60%、11%和42%。渗滤液中微量元素（如Fe、Co和Ni等）有利于提高污泥浓度,增大反应器内生物量。改变垃圾渗滤液进水的COD、NH4+-N和SO42-浓度,使得颗粒污泥多处于0.9~1.6 mm之间,具有高传质效率和不易破碎的特性。污泥颗粒的沉降速度保持在28.52~67.87 m·h-1之间,属于沉降性能良好的污泥。以最优进水浓度渗滤液为进水条件的反应器内的颗粒污泥浓度、粒径和沉降速度都要比模拟废水组更好,说明渗滤液中的微量元素存在,有利于颗粒污泥的稳定。     

快速启动厌氧氨氧化用于老龄垃圾渗滤液脱氮及其机理分析

基于短程硝化处理后的老龄垃圾渗滤液,含有大量难降解有机污染物,且氨氮和化学需氧量浓度高,C/N比低等特点。本研究以厌氧硝化污泥作为接种污泥,采用升流式厌氧污泥床反应器(UASB),快速启动厌氧氨氧化反应,对其进行深度脱氮。探究启动厌氧氨氧化反应的最佳条件和脱氮性能,根据污泥形貌特征和微生物群落结构的变化,阐明厌氧氨氧化的作用机理。结果表明,厌氧氨氧化快速启动最佳条件：温度为(30±1) ℃、初始pH为7.5、NO₂⁻/NH₄⁺为1.25~1.50、无外加碳源和MLSS为4 200 mg·L⁻¹。历经60 d后,厌氧氨氧化成功启动,进水TN容积负荷最高为0.45 kg·(m³·d)⁻¹,TN容积负荷去除速率最高为0.36 kg·(m³·d)^-1,NH₄⁺-N、NO₂⁻-N和TN去除率超过80%。同时,UASB运行至第60天时,接种污泥形貌呈现花椰菜结构,微生物群落多样性减少,Planctomycetes门为优势菌群,其丰度为44.4%。Candidatus Brocdia属为第一优势菌属,其丰度为42.8%,证实厌氧氨氧化快速启动成功,AnAOB利用NO₂⁻-N为电子受体,以NH₄⁺-N为电子供体实现深度脱氮。综上所述,厌氧氨氧化的快速启动可为短程硝化处理后的老龄垃圾渗滤液深度脱氮提供参考。     

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。     

高氨氮对厌氧生物法处理城市垃圾渗沥液的影响

研究了高浓度氨氮对厌氧膜生物法处理城市垃圾渗沥液的影响。结果表明，COD去除率、沼气产量、沼气产率、辅酶F420和最大比产甲烷活性均随氨氮浓度的增加而减小；当氨氮浓度〈3600mg/L时，不会对厌氧膜生物反应器的运行产生明显的影响；氨氮对厌氧污泥产甲烷活性的50％抑制浓度为4350mg／L；高浓度氨氮会造成系统VFA浓度增加；当氨氮浓度由4800mg／L降低到2000mg/L后，受重度抑制的厌氧微生物的活性可以在20d里恢复到未受抑制时的活性水平。     

高氨氮对厌氧生物法处理城市垃圾渗沥液的影响

研究了高浓度氨氮对厌氧膜生物法处理城市垃圾渗沥液的影响。结果表明,COD去除率、沼气产量、沼气产率、辅酶F420和最大比产甲烷活性均随氨氮浓度的增加而减小;当氨氮浓度<3600mg/L时,不会对厌氧膜生物反应器的运行产生明显的影响;氨氮对厌氧污泥产甲烷活性的50%抑制浓度为4350mg/L;高浓度氨氮会造成系统VFA浓度增加;当氨氮浓度由4800mg/L降低到2000mg/L后,受重度抑制的厌氧微生物的活性可以在20d里恢复到未受抑制时的活性水平。