垃圾准好氧填埋技术的研究进展

综述了近年来国内外对垃圾准好氧填埋技术和循环式准好氧填埋技术的研究情况，以便于人们在进行这方面研究和应用时参考和借鉴。     

厌氧-好氧生物反应器填埋工艺特性研究

基于生物反应器填埋技术,研究1种填埋场地循环操作的厌氧-好氧生物反应器填埋工艺,设计了该工艺模拟装置并研究了其运行工艺特性.厌氧阶段主要通过渗滤液回灌控制反应器工艺条件,主要试验结果为,pH值,R1在 6周后可上升至6.7～7.8,R2在17周内一直低于6.8;渗滤液COD浓度,R1在13周时下降至10?617 mg/L,R2在5周后上升至60?000 mg/L后长期趋于稳定;填埋气累计产量,R1在8周达到44%,R2几乎不产气.衡量稳定化可以分别采用渗滤液pH、COD浓度及BOD₅/COD的减少率、填埋气的累计产率等指标来判断,并据此转换为好氧填埋运行.好氧阶段主要是通过强制通风来减少恶臭和水分,主要试验结果为,通风19d氨气浓度降为1.16 mg/m³,通风23d后恶臭浓度降为19;通风14d后含水率降为26%.完成此阶段的工艺指标值可依据矿化垃圾开采的最终用途确定.对主要试验数据进行了数值模拟.厌氧-好氧填埋过程的微生物演替经RISA分析,有4个优势菌群,一些兼性菌群在厌氧-好氧阶段起着重要的承前启后作用.     

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.     

好氧填埋技术对渗滤液水质变化的影响

垃圾填埋场产生大量渗滤液,而一般厌氧型填埋场产生渗滤液中含有很高浓度的有机物。因此,渗滤液成为填埋场的难题。通过试验模拟垃圾的好氧填埋过程,并在此过程中对垃圾产生渗滤液中的COD、BOD5和NH 4+-N进行连续监测,通过试验初步得出:在好氧填埋条件下,垃圾堆体产生渗滤液中有机物和NH 4+-N浓度得到较大程度降低。渗滤液中COD、BOD5和NH 4+-N的降解率分别高达98.99%、99.94%和99.78%。     

准好氧生物反应器填埋系统的渗滤液变化特性研究

针对传统卫生填埋过程中存在的不足,开展了准好氧生物反应器填埋场的室内模拟试验,以导气管管径为参照变量,设计两组准好氧生物反应器填埋场并对其进行连续监测。研究表明:在填埋处理的300 d内,垃圾沉降比例接近40%,固相垃圾的有机质含量可降至24%,渗滤液的COD、BOD5、TOC、氨氮与总氮等污染物指标可得到高效去除,分别降至3 643,73,1 284,67,109 mg/L,VFA物质可降至20 mmol/L,B/C降至0.02~0.03,渗滤液的可生化性大大降低,填埋垃圾减量化、无害化、稳定化效果显著。     

生活垃圾填埋污染控制标准比较研究

详细介绍了美国《城市生活垃圾填埋场标准》，德国《生活垃圾技术条例》．日本《废弃物最终处置场指南》和欧盟《废弃物填埋导则》等有关生活垃圾填埋污染控制的标准的主要内容以厦其主要特点．井与中国现行的《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889—1997）相比较，主要从选址、入场垃圾要求、渗滤液排放标准、防渗结构和终场覆盖系统等5方面分析了GB16889中存在的一些问题，并对今后其修订、完善工作提出了具体的建议。     

回灌型准好氧垃圾填埋场氨氮消减效果模拟试验

通过对同一水力负荷下不同填埋结构的2个试验的研究，发现传统的垃圾填埋场即使到填埋晚期渗滤液也会有氨积累的现象，而对于准好氧填埋场，渗滤液中氨氮可以大幅度消减。     

浅析准好氧填埋场垃圾的稳定化机制

介绍了填埋场垃圾稳定化机理,分析了影响填埋场稳定化的因素,提出了建立准好氧填埋场不仅有利于加快垃圾的稳定化进程,还可减排温室气体和改善渗滤液水质,确保填埋场地最大限度地安全再利用。     

准好氧填埋工艺垃圾重金属的污染特征

针对某准好氧填埋场,分析了填埋1~5年的陈垃圾及其浸出液中重金属的含量变化,并进行了污染风险评价,结果表明,垃圾中重金属含量随填埋时间的延长呈现一定的增加趋势,且导气管附近(0 m)垃圾样品重金属含量整体要高于距离导气管较远处(15 m)的样品中重金属含量。重金属As、Cd和Hg严重超过GB 15618—1995《土壤环境质量标准》三级标准限值,重金属Zn、Pb和Cr均未超过标准限值。垃圾浸出液中,重金属Zn、As、Cd、Pb和Cr含量均低于地表水环境质量标准的限值(Ⅱ类)。而Hg浓度超标,为标准限值的34倍~68倍(0 m)和38倍~90倍(15 m)。在污染指数评价中,内罗梅综合污染指数均大于3,为重度污染。     

有机垃圾机械强化快速好氧发酵工艺参数优化

好氧发酵(堆肥)技术是实现有机固废无害化的重要手段,但传统自然堆肥技术发酵周期长、占地面积大、操作环境差等问题限制了该技术的广泛应用。以研发有机垃圾强化快速好氧发酵工艺为目的,通过筛选环境温度、微生物接种、辅料投加、搅拌通风频率等强化堆肥关键可控因素,系统研究各项参数对有机垃圾好氧发酵过程的影响。研究结果表明,提高环境温度(25 ℃),合理控制搅拌通风频率(每小时搅拌通风30 min),接种丰甜复合菌种,添加辅料等手段可有效缩短堆肥周期,提高发酵效率。该研究成果对机械强化快速好氧发酵设备的开发具有指导意义。     

生活垃圾填埋场填埋作业台阶甲烷排放研究

为了解我国生活垃圾填埋场填埋作业期间的甲烷排放情况,采用DM(Default Methodology)模型、LandGEM(Landfill Gas Emission Model)模型与静态箱法模拟和测试计算了杭州市天子岭生活垃圾填埋场填埋作业台阶1h的甲烷排放量,结果分别为3.65×103m3、1.52×103m3和1.11×103m3;与DM模型相比,LandGEM模型的模拟结果与现场测试结果更接近.生活垃圾填埋场在填埋作业台阶运行期间(约2年)产生的甲烷量约占理论产生总量的50%,而填埋气体主动收集系统收集率仅为43%,即在此期间未被收集利用而排放的甲烷量约占理论产生总量的29%.因此,调控填埋作业期间的甲烷排放是我国控制生活垃圾填埋场甲烷排放总量的关键之一.     

全程高温好氧堆肥快速降解城市生活垃圾

为了提高堆肥处理城市生活垃圾（MSW）的速率和质量,设计了一种外加热源的全程高温好氧堆肥工艺.实验以全程高温好氧堆肥和传统好氧堆肥两种方法对MSW进行了60d的堆肥处理.同时,监测了堆肥的pH和温度等参数的变化情况,并以C/N、种子发芽率(GI)、可溶性有机碳(DOC)、比好氧速率(SOUR)和脱氢酶（DH-ase）活性为指标评价了堆肥的腐熟度和质量.结果表明,全程高温堆肥法和传统堆肥法的堆肥周期分别为16d和28d,两种方法得到的产品其pH值均在7左右.在第31d将全程高温堆肥产品置于30℃恒温箱时,其理化性质没有出现明显波动,说明其堆肥产品性质稳定.因此,全程高温好氧堆肥法能明显缩短堆肥周期、提高堆肥质量,具有很大的应用潜力.     

城市固废好氧加速稳定及碳氮迁移试验研究

选取上海市老港填埋场3~4a垃圾做室内强制通风单元体试验,监测固、液、气三相成分变化,并对有机污染负荷的削减规律以及碳、氮元素的迁移规律进行分析与研究.结果表明,固相纤维素/木质素(C/L)值从初始0.8降至0.4以下,固相中BDM、TOC、TN也有降低,固相指标降解速率呈现前期大后期小的特点,且上层垃圾降解程度更大.液相pH值、EC维持在固定区间,有机污染负荷得到了极大地削减,在整个试验期间,TOC、COD、BOD降解率分别达97%、94%、94%,TN、NH₄-N的降解率分别达到95%、94%.试验期间,累积CO₂释放量6.7kg,累计N₂释放量0.75kg.C/L值、降解稳定化归一指标β可作为固相垃圾稳定化程度判定指标,BOD/COD、NH₄-N/TN值可作为液相中可降解物质稳定化程度判定指标.根据质量守恒原理,对试验过程中碳、氮元素的迁移进行了分析.固相累积损失C质量2.09kg,液相累积流失C质量0.14kg,CO₂累积释放C质量1.83kg.固相累积损失N质量0.62kg,液相累积流失N质量0.08kg,N₂累积释放N质量0.75kg.降解基本结束后,固相中仍然残存着大量的不可降解或者难降解的含碳及含氮化合物.     

城市固体废弃物管理系统温室气体排放核算研究综述

城市固体废弃物管理系统是产生温室气体的一个不可忽视的排放源。随着社会经济的快速发展和城市化水平的提高,城市固体废弃物排放量逐年增多,如何准确地核算城市固体废弃物管理系统温室气体排放已成为国内外关注的热点问题之一。本文概述了城市固体废弃物管理系统的演进与优化研究进展,重点对城市固体废弃物管理系统温室气体排放核算规范和标准及其影响因素的研究进行了综述,指出了研究中存在的问题。并进一步建议今后在城市不同类别的固体废弃物管理系统演进过程及其影响、温室气体排放的核算方法、温室气体排放的校正系数、城市固体废弃物管理系统的优化模式及温室气体减排机制等方面加强研究。     

产物接种对生活垃圾水解/好氧复合生物预处理的影响——微生物及水解酶活性变化

以高含水率混合收集生活垃圾为处理对象,研究了接种和不接种(对照)情况下,水解/好氧复合生物预处理过程中微生物数量及水解酶活性的变化.结果表明,在复合生物预处理过程中,产物接种加剧了水解阶嚣的酸化抑制效应(水解阶段结束时.接种组和对照组的pH分别为5.2和5.9),减少了细菌数量和降低了相关水解酶活性;产物接种可促进纤维素分解菌的生长繁殖,提高CMC酶、滤纸纤维素酶的活性,从而有利于难降解生物质的分解;接种组和对照组总水分去除率分别为63.7%和77.7%,产物接种并没有提高复合生物预处理过程的水分去除效率.     

作为厌氧发酵原料的水分选有机垃圾特性分析

对水分选有机垃圾（WSOFMSW）的固体有机部分（SOF）和气浮污泥部分（AFS）进行采样,分析它们的成分及生化特性,并在此基础上进行小试规模（30L）的厌氧发酵产甲烷实验.结果表明：SOF的惰性部分为18%,可降解部分（挥发性固体）为72%,其中,碳水化合物、蛋白质和脂肪分别为40.4%、21.8%和9.8%;AFS的惰性部分为2%,可降解部分为82.4%,其中,碳水化合物、蛋白质和脂肪分别为53.5%、19.2%和9.7%.SOF的金属含量比AFS高,主要金属元素为Ca、Fe、Al、K、Na和Mg.在重金属中,Zn、Mn、Ni、Hg和Cr的含量超过堆肥产品的限制值.WSOFMSW在标准温度和压力（0 ℃ 和1.013×105 Pa ,文中以STP表示）下的理论产甲烷能力为484 m3 ·t-1(以VS计),实验甲烷产率为273 m3 ·t-1,中试甲烷产率为245 m3 ·t-1,每吨湿WSOFMSW产甲烷32 m3.水分选有机垃圾在厌氧消化过程中不会发生重金属、挥发性脂肪酸和氨氮抑制,但是厌氧消化启动时间较长,需要20 d.     

北京市城市生活垃圾处理温室气体排放特征及减排策略

根据《IPCC国家温室气体清单指南》和《省级温室气体清单编制指南》方法,建立北京市3种生活垃圾处理方式温室气体排放清单,测算2010—2019年不同生活垃圾处理方式下温室气体CH₄、CO₂、N₂O排放量,分析CO₂排放量随时间变化特征,并基于此提出碳减排策略。结果表明：1）2010—2019年北京市生活垃圾处理温室气体的排放量总体呈先增后减的趋势,且变动幅度减缓,2019年达到最低水平,这主要与近年来北京市生活垃圾处理方式从以卫生填埋为主转变为以焚烧为主有关。2）2018年北京市生活垃圾焚烧量已超过填埋量,而垃圾焚烧处理CO₂排放量远低于填埋处理,表明焚烧处理方式CO₂排放强度低于填埋处理。3）生活垃圾处理温室气体排放量与垃圾处理方式及处理量密切相关,随着生活垃圾产生量的日益增加,建议在生活垃圾管理全过程加强垃圾精细化分类,推进源头减量;合理开展垃圾处理设施的建设,优化垃圾收运系统,防止垃圾处理二次污染,探索适合我国城市生活垃圾处理低碳优化模式。

     

温度对城市有机垃圾热解焦油成分的影响

以城市有机垃圾热解焦油为对象,研究了不同热解终温下(600~800℃)焦油的特性及其随温度的变化规律.结果表明:随着热解终温从600℃升高至800℃,焦油中C含量从74.49%增至83.42%;焦油的芳香化程度高于原料而低于热解炭,焦油的极性低于原料和热解炭,随着热解终温的升高,焦油的H/C和O/C逐渐降低;多环芳烃(PAHs)是焦油的主要成分,随着热解终温从600℃升高至800℃,其含量从54.06%增至83.45%;萘及其衍生物是焦油PAHs的主要成分,其含量在热解终温600、700、800℃时分别占PAHs的50.72%、46.80%、39.26%.研究结果证明了垃圾热解焦油可用作碳基复合材料和作为制备染料、树脂、溶剂、驱虫剂等的原料.     

儿茶酚抑制藻细胞活性过程中IOM的三维荧光特性

以天然水体中藻类为研究对象,研究了儿茶酚对藻类的抑制效应,并采用三维荧光法分析了抑藻过程中胞内有机物的释放及降解情况。水样A和水样B分别采自某护城河和一景观水体。结果显示,儿茶酚能够有效抑制实际水体中藻细胞活性,当儿茶酚终浓度为10 mg/L培养6 d后,水样A和水样B的抑藻率分别达90%和94%,且抑藻率随着投加浓度的增加、培养时间的延长相应增加。在投加儿茶酚后,水样类蛋白荧光峰强度显著增加,但随着培养时间的延长,峰强均有所降低,细胞释放的类蛋白物质发生降解。当投加儿茶酚浓度低于1 mg/L时,藻细胞活性受轻度抑制,会释放类富里酸物质,当儿茶酚投加浓度高于5 mg/L,藻细胞活性受到强烈抑制,不会释放类富里酸物质。投加儿茶酚会增大水样COD浓度,但对水样TN浓度没有影响。     

白洋淀典型水域COD的组成及各组分贡献

化学需氧量（COD）是我国评估有机耗氧污染的关键指标,为探究白洋淀湖心区和沼泽区天然水体COD构成组分,通过物理连续分级和三维荧光等方法揭示水体中的耗氧有机物质主要组成、来源和影响因素.结果表明,白洋淀COD主要由类蛋白质和类腐殖质溶解性有机物质贡献（59%~93%）,无机物（如Cl^-和NO₃^-等）对COD产生的贡献甚微,可忽略不计;上覆水有机物主要受内生植被降解、沉积物释放［TOC释放通量1.55~2.28 mg ·（m² ·d）^-1］等内源［生物源指数（BIX）>0.8］和人为污染、芦苇台田等陆源的共同影响（1.4<荧光指数（FI）<1.9）,沉积物有机质以陆源（芦苇台田）为主.研究水域COD的组分主要受难生化降解有机物质（RDOC）控制,RDOC在天然环境中降解周期较长,重铬酸钾法会在短时间内迅速氧化大部分RDOC,因此高估了水体的有机耗氧污染水平.