寒冷地区垃圾渗滤液产生量预测研究

东北地区4季变化明显,冬季寒冷,冰冻期较长,渗滤液的产生具有明显的不连续性.为了考查该气候条件下渗滤液产生量的变化情况以及回灌对渗滤液产生量的影响,在室外建立2个处理同类生活垃圾的模拟垃圾填埋场,其中1个渗滤液不回灌做为对照,另1个带有渗滤液回流装置,进行全年渗滤液产生量的跟踪监测.在对垃圾渗滤液产生量预测模型进行综合比较的基础上,基于全年降雨量和渗滤液产生量的实测数据,采用线性回归确定了经验公式法的模型参数,通过模型预测值与现场实测值的对比,分析了预测模型的可靠性与准确性,从而为寒冷地区垃圾填埋场渗滤液产生量的预测、收集和处理系统的设计以及渗滤液回灌技术的推广应用提供科学依据.     

垃圾渗滤液调节池工艺设计

分析了影响垃圾填埋场渗滤液产生量多少的因素,比较了渗滤液产量的计算方法,并通过工程实例计算了渗滤液产量及调节池容积,在调节池设计上采用了浮盖技术,以满足渗滤液预处理功能和控制蚊蝇滋生及臭气外逸,目的是便于有关人员在使用《生活垃圾卫生填埋技术规范》(CJJ17—2004)标准时能正确理解调节池设计规定。     

提出垃圾渗滤液的处理及雨污分流的重要性

垃圾渗滤液是城市生活垃圾卫生填埋场的主要污染物,渗滤液中因其有机物和氨氮浓度高,处理难度大,投资和处理费用高。因此,渗滤液调节容量和处理规模是卫生填埋场设计的重要设计内容,如何减少渗滤液的产生量,成为我们研究的主要内容。     

重庆祺龙村垃圾填埋场渗滤液污染特性

针对重庆祺龙村垃圾填埋场特有的水文地质条件建立相应的数学模型,确定模型的初始条件和边界条件,并进行区域离散.采用已建立的数学模型模拟有监测资料时段的渗滤液ρ(COD_Cr)和地下水水位,并把模拟值与实测值进行对比,校正模型;当模拟值与实测值较接近时,得到比较符合客观实际的数学模型.最后采用已验证的符合客观实际的数学模型,定量模拟和分析了垃圾填埋场场内、外,南、北边,以及两侧渗滤液ρ(COD_Cr)的变化,从而得到祺龙村垃圾填埋场渗滤液的污染特性.结果表明:填埋场内渗滤液污染最大,其次是南边部位,之后依次是第四纪松散堆积层,砂岩、泥岩分布区;断层是渗滤液污染物运移的通道,在其他条件相同的情况下,断层通过处及其附近污染程度大.      

生活垃圾卫生填埋场清污分流与渗滤液收集系统的探讨

当今在我国城市规模快速扩张,城市生活垃圾量迅猛增加。为了消纳城市生活垃圾,各个城市陆续建设了一批现代卫生填埋场。填埋场垃圾体受到自身腐化、雨水浸透会产生垃圾渗滤液,而渗滤液是高浓度有机废水,若不有效控制产生量,不仅会对外界环境产生不利影响,还会增加填埋场运行处理成本,甚至影响垃圾堆体的稳定性,危及填埋场安全运行。因此,对生活垃圾卫生填埋场实行清污分流以减少渗滤液与对不同类型滤液收集系统进行分析是很有必要的。     

生活垃圾填埋场渗滤液积存量计算公式的探讨

在采用"入渗系数法"计算垃圾渗滤液产生量的基础上,以生活垃圾填埋处理过程及场内外影响因素为研究对象,提出"逐年平均法"预测渗滤液产生量的计算公式。综合分析垃圾渗滤液在填埋过程中的消减因素并提出相关计算公式;建立了渗滤液产生量和消减量之间的差值公式,以此确定垃圾填埋场渗滤液积存量。并结合工程实例,验证了上述计算公式的可靠性。     

PAM保水剂对生物反应器填埋场持水性能及生物活性影响研究

填埋垃圾的含水率是生物反应器填埋场中垃圾降解和渗滤液产生的重要影响因素.本文将农业上广泛应用的聚丙烯酰胺(PAM)高分子保水剂用于垃圾填埋场保水持水性能的改善,以提高填埋场微生物活性,促进有机物降解.选取了典型的非水溶性高分子保水剂JB和水溶性高分子保水剂WSN20,通过考察填埋过程中介质含水率、渗滤液产量及水质,填埋气组分和微生物活性的变化,评价保水剂种类及添加量对填埋介质持水性能和垃圾降解过程的影响.结果表明,保水剂的添加量对介质的持水能力和微生物活性具有较大的影响.适量高分子保水剂的添加可有效减少渗滤液的产生并改善其水质.其中非水溶性保水剂JB的效果尤为显著,0.1%的投加比时能使填埋装置内介质的含水率增加12%,提高填埋体系中的微生物活性3.3倍,渗滤液产生量的削减达到75.6%.     

填埋场加速稳定技术的研究

通过模拟实验,探讨了不同条件下垃圾渗滤液回流对垃圾填埋场稳定的影响.填埋层中引入空气和采用渗滤液回流会明显促进垃圾填埋场的稳定,并改善垃圾渗滤液的水质.结果表明,在空气、温度和渗滤液回流等影响填埋层稳定的因素中,空气的影响最大.因此在垃圾卫生填埋场的工程设计中,将空气引入填埋层,可以大大缩短填埋场生态稳定的周期,有利于填埋场土地的尽快利用.     

中试规模厌氧型生物反应器填埋场的启动

对生物反应器填埋场启动的优化方案进行了考察,以每周回灌渗滤液量分别为1.6,0.8,0.2m3的3个模拟试验柱(记作R1、R2、R3)和1个每周回灌0.1m3清水的对比试验柱(记作R4)为研究对象,分析试验柱进出水水质变化和填埋气体产生情况.结果表明,较高的回灌水力负荷能够加速垃圾中有机质的溶出,提高填埋气体的产生速率.R1~R4的COD_Cr净流出总量之比为6.75:3.74:1.16:1.00,累计气体产生量之比为100.00:7.92:4.78:1.30.启动初期采用较大的回灌水力负荷不利于生物膜的附着生长,可先采用较低的回灌负荷进而逐步提高.较大的回灌量有利于加速填埋场的稳定化,R1在45周时出水水质已呈现“老龄”渗滤液的部分特征,COD_Cr降低到1870mg/L,BOD5/COD_Cr降至0.12.气候条件对回灌渗滤液的污染负荷有重要影响,进水氨氮浓度旱季最高值3475mg/L,雨季最低值1274mg/L.生物反应器填埋场的启动时间宜选择在雨季.     

准好氧填埋结构渗滤液CODCr衰减规律及模拟研究

建立模拟准好氧填埋场和厌氧填埋场中试试验装置(装置规模1.0 m×1.5 m×1.8 m),并以后者做对照,对渗滤液ρ(COD_Cr)进行27周监测(每1～2周测1次),研究模拟准好氧和厌氧填埋结构的不同层次空间和底部渗滤液ρ(COD_Cr)的时空变化规律及降解效果,对2种填埋结构渗滤液COD_Cr衰减规律原因及差异进行分析. 结果表明,准好氧填埋结构空间渗滤液ρ(COD_Cr)层次差异明显,呈现下层>中层>上层的规律,3层渗滤液ρ(COD_Cr)在前7周衰减幅度最大,之后表现为小幅度波动下降最后趋于稳定;在27周的监测时间里,准好氧填埋场空间和底部渗滤液ρ(COD_Cr)一直远低于厌氧填埋场对应层位,基本没有出现厌氧填埋场COD_Cr累积的现象. 对准好氧填埋场上、中、下层和底部渗滤液ρ(COD_Cr)的衰减规律进行数学拟合发现,27周的拟合曲线与实测数据曲线相关性较好,基本反映了COD_Cr的衰减规律.      

垃圾填埋场地下水环境影响评价三维数值模型

为准确模拟垃圾填埋场渗滤液污染物在地下水中的运移情况,正确评价垃圾填埋场的建设运行对地下水环境的影响程度,以江苏省吴江盛泽城区垃圾填埋场工程项目为例,在合理概化水文地质概念模型的基础之上,构建了与之相应的地下水渗流与溶质运移三维耦合数值模型.通过对渗滤液污染物在填埋场不同防渗条件下的运移情况进行模拟预测,确定出了渗滤液污染物的扩散范围.结果表明,在防渗完好和防渗破损的情况下,渗滤液污染物运移范围均较小,对地下水环境的影响程度较弱.     

硝酸盐连续回灌对生物反应器填埋场N2O产生的影响

异位硝化-原位反硝化是实现填埋场渗滤液脱氮处理的一种有效措施,但硝化反硝化过程中会产生强温室气体N2O.实验构建了3个新鲜垃圾生物反应器填埋场模拟装置,分别回灌NO-3-N浓度为50、100和300 mg·L-1的渗滤液,考察垃圾原位反硝化过程中N2O产生规律及其影响因素.结果表明,回灌不同浓度硝酸盐,N2O产生量均表现为初期浓度较大-下降-后期升高的规律;N2O产生量与回灌NO-3-N量正相关,其累积产生量分别为36 481、44 241、86 264μg,但反硝化消耗单位硝酸盐氮产生的N2O量(以N计)以及N2O转化率与回灌硝酸盐氮量呈负相关,N2O平均转化率分别为8.84‰、5.68‰和2.34‰.分析认为,各反应器垃圾降解后期反硝化碳源不足是N2O产生量高的主要原因.     

基于概率风险分析的填埋场安全防护距离研究

针对危险废物填埋场(HWL)的建设运行现状和环境事故发生特点,确定以防渗层事故性破损为最大可信事故,以破损后渗滤液渗漏导致的人体健康危害为目标,提出了基于概率风险的HWL安全防护距离(SPD)确定的基本原则、方法和流程.对中部地区某HWL的安全防护距离进行了计算和不确定性分析,结果表明:考虑不同防护对象(污染物)情形下,计算得到的SPD值有所差异:以Cr的致癌危害,Cr、无机氟化物和Zn的非致癌危害为防护对象时,SPD值分别等于620、448、355和0m;不确定性分析表明受降雨量、水文地质参数不确定性的影响,SPD值存在较大的不确定性,经过P95校正的SPD为990m,大于GB 18598-2001中规定的800m的防护距离;最后文章指出安全防护距离的确定受场区降雨和蒸发条件、水文地质条件、填埋场接纳和填埋废物类型及其防渗系统配置等诸多因素影响,因此应该针对不同填埋场及其特征划定其SPD值,不宜采用一刀切的方法,统一规定HWL的安全防护距离.     

渗滤液回灌条件下生化反应器填埋场水分运移数值模拟

渗滤液回灌的填埋场生化反应器具有减少渗滤液处理难度、加速填埋场稳定化的作用,其中控制填埋场水分是研究的关键.通过对填埋场水分运移特征的分析,建立了渗滤液回灌条件下,生化反应器填埋场水分迁移的饱和-非饱和三维非稳定数学模型,并求其有限单元数值解,以此定量模拟和预报不同回灌条件下填埋场水分的时空分布规律并进行实用研究,从而可为生化反应器填埋场的设计和运行提供理论依据.     

建筑垃圾渗滤液实验室模拟研究

利用垃圾柱在实验室模拟降雨条件下,对建筑垃圾渗滤液的产生量、pH、TOC、COD、Cl-、SO42-、可溶性Fe、总硬度等指标进行了长达440d的连续监测,分析了各指标的变化趋势,讨论了渗滤液可能对填埋场(或堆场)周边环境可能造成的危害。结果表明,建筑垃圾渗滤液在填埋3a后,除总硬度外,其它指标均可达到地下水及地表水Ⅲ类标准,如注意填埋场的选址,仅需对填埋场初期渗滤液进行处理即可直接排放。     

生物反应器填埋场有机物变化模型研究

生物反应器填埋场可以对渗滤液进行原位处理,同时加速垃圾的稳定化. 为了考察生物反应器填埋场中有机物质量浓度的动态变化及其影响因素,根据质量守恒和有机物降解动力学原理,建立了填埋场渗滤液中有机物质量浓度动态变化模型,采用四阶经典Runge-Kutta算法对模型进行了求解,通过室内模拟试验数据对模型中的参数进行了率定.结果表明,模型计算结果和试验监测数据符合较好,说明该模型可以比较精确地预测填埋场渗滤液可降解有机物的质量浓度. 鉴于获取数据的限制,对模型的输入参数进行了敏感性分析.结果表明,有机物从固相向液相的迁移速率常数(_ls)和液相有机物降解的速率常数(_l)的变化对模型的模拟结果影响较大.      

垃圾渗滤液对压实黏土工程特性的影响规律及微观机理

为研究垃圾填埋场渗滤液对压实黏土的影响,开展了垃圾渗滤液侵蚀作用下黏土的含水率、比重、剪切和渗透试验,研究渗滤液浓度及侵蚀时间对黏土工程性质的影响规律,分析渗滤液污染黏土的工程特性。通过SEM试验研究渗滤液对底部压实黏土衬垫的侵蚀机理。研究结果表明:渗滤液侵蚀对黏土的各项工程性质有较大的影响,随着渗滤液浓度及浸泡时间的增加,浸泡后的黏土渗透性、比重和剪切强度均减小,而含水率增大。渗滤液对黏土的侵蚀主要来自其化学成分的吸附、粘结及水化学作用。压实黏土强度的变化会给填埋场的稳定性带来安全隐患。该成果可为垃圾填埋场的安全设计提供理论和数据支持。     

生物反应器填埋场中邻苯二甲酸二丁酯的迁移转化

基于填埋垃圾和渗滤液这一整体系统,以传统卫生填埋场(CL)为对照,研究了模拟回灌型生物反应器填埋场(RL)和两相型生物反应器填埋场(BL)中邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的迁移转化特征.结果表明,实际垃圾填埋的CL、RL和BL垃圾及渗滤液均检测到DBP,其中垃圾中DBP的初始含量约为18.5μg.g-1.各填埋场的稳定化进程顺序为BL>RL>CL,稳定化进程影响着DBP在垃圾中的降解行为,相比于填埋场产酸期,填埋场产甲烷期时的环境条件更有利于DBP的降解.至实验结束(310 d),CL、RL和BL垃圾沉降率分别为7.0%、11.9%和24.3%,垃圾中DBP的残留含量分别约为2.1、1.3和0.8μg.g-1,DBP去除率分别约为89.5%、93.9%和96.6%.DBP残留总量变化符合指数衰减模型,实验后期不同运行工艺的填埋场中DBP残留总量差异显著,渗滤液回流明显加速了DBP的生物降解,而产甲烷反应器的引入更能促进DBP在填埋场中的去除.     

三峡库区填埋场和焚烧厂渗滤液水质季节性差异

分析了重庆长生桥垃圾填埋场和同兴焚烧厂渗滤液在常规水质和溶解性有机质组成结构方面的季节性差异. 结果表明,填埋场渗滤液在夏季的ρ(COD_Cr), ρ(TOC), ρ(BOD₅),ρ(BOD₅)/ρ(COD_Cr)和ρ(VFA)均高于其他季节,相应指标在冬季最低,但ρ(NH₃-N)和 pH的季节性差异不明显. 填埋场渗滤液中DOM组成结构的季节性差异较大,表现在冬季渗滤液中HA所占比例最高,为16.1%,而春、夏季分别为6.6%和8.1%;冬季渗滤液中HyI所占比例最低,为32.7%,其他季节为41.9%～43.5%;ρ(FA)的季节性差异相对较小. 填埋场中ρ(FA)/ρ(HA)的季节性差异较大,夏季较高,冬季较小. 焚烧厂渗滤液的常规水质,DOM的构成及ρ(FA)/ρ(HA)的季节性差异均很小.      

垃圾填埋场渗滤液处理的研究进展

介绍了城市垃圾填埋场渗滤液的不同处理方法(生物处理、物化处理、土地处理)和不同处理工艺的现状。由于渗滤液成分的复杂和多样化,所以常采用组合工艺联合处理,处理工艺流程的选用应符合因地制宜的原则,由填埋场当地的气候特征、周围环境、渗滤液水量、水质特性、处理程度及投资情况决定。最后还指出了渗滤液处理技术的发展趋势。