Excavation and characterization of refuse in closed landfill

Refuse in landfills becomes stabilized as organic matter in refuse degrades and soluble inorganic substances dissolve during their longterm stabilization process.In this paper,this process is also referred to as mineralization process and the resultant stabilized refuse referred to as aged refuse.Aged refuse contains a wide spectrum and huge quantity of microorganisms with strong decomposition capability for refractory organic matter present in some wastewater such as leachate.In this study,aged refuse excavated from 2 to 10 years old closed landfill compartments in Shanghai Refuse Landfill is characterized in terms of particulate distribution by screening,total nitrogen,total phosphorus,biodegradable matter.The approaches for redevelopment of both land and aged refuse in the stabilized landfills are proposed.     

上海老港生活垃圾填埋场陈垃圾的基本特性研究

对上海老港生活垃圾填埋场6年填埋龄和10年填埋龄陈垃圾的基本特征进行了测试研究，这些特性包括粒径分布，臭味、微生物数量、含水率、总磷、总氮、饱和水力渗透系数等。研究结果：上海老港生活垃圾填埋场中6年以上填埋龄陈垃圾已可以开采用使用；对其多种用途的开发主要限于陈垃圾中粒径小于15mm的细料部分；此细料是极为优良的污染物生物处理基质。     

生活垃圾填埋场陈垃圾基本特性及再利用

填埋场已填埋陈垃圾具有丰富的资源 ,我国填埋量已达几千万吨。通过对上海老港生活垃圾填埋场 6年填埋龄和 1 0年填埋龄陈垃圾基本特性的测试研究 ,揭示出填埋 6年以上的陈垃圾已具有相当稳定的性状 ,原始垃圾特征已完全消失 ,开挖后没有异味 ,在组成上除部分大颗粒无机物和大块难降解有机物外 ,其余部分已腐化为类土壤物质 ,可以开采再利用。陈垃圾中类土壤部分在物理化学性质、水力学和微生物学性质上均表现出在自然条件下难以形成的、极为优良的基质特征 ,可用作污染物生物处理基质或作物培育基质。     

两段式进水两级矿化垃圾反应器处理中晚期垃圾渗滤液

针对矿化垃圾反应器处理中晚期垃圾渗滤液时由于反硝化区缺少碳源而导致总氮去除率不佳的问题,开展以优先利用原水中的有机物充当碳源为目的的两段式进水两级矿化垃圾反应器处理工艺的研究。通过控制反应器的曝气量、好氧区和反硝化区,研究了两段式进水两级矿化垃圾反应器处理垃圾渗滤液的效果。结果表明,当进水渗滤液水力负荷为46.0 L/(m~3·d)时,在第一级反应器底部曝气量为1.86 m~3/(m~3·d),第二级反应器中上部曝气量为0.37 m~3/(m~3·d)的条件下,COD、NH_4~+-N、TP的平均去除率分别为84.1%、92.6%、85.6%,运行稳定后TN平均去除率达76.0%,处理效果较好。     

渗滤液反渗透浓缩液回灌出水水质变化规律的研究

为更科学合理地选择回灌填埋体提供一定的理论依据,对3个不同年份垃圾柱的回灌出水进行了水质变化规律的研究.采用成都某垃圾填埋场的渗滤液反渗透浓缩液,对装填了填埋龄为1、5和15 a垃圾的垃圾柱开展了回灌实验,研究了回灌出水中酸碱度、总有机碳、氨氮、硝态氮、重金属的变化规律.结果表明,1 a垃圾柱处于产甲烷化阶段,具有较好的去除硝态氮的能力,硝态氮的降解率达到了88%以上,但出水有机物、氨氮浓度较高,对指标的改变主要通过生物作用;5 a垃圾柱已接近稳定化,但还没有矿化垃圾的典型特征,吸附能力与生物作用均较差,对有机物、盐分、Cr、Ni的削减能力较小;15 a柱具有较好的吸附能力和络合能力,对有机物、盐分、Cr、Ni具有较好的削减能力,初期的去除率分别达到了90%、78%、93%、74%,但随着回灌进行会接近或达到吸附容量,需要控制回灌过程和进度.     

通风填埋层原位脱氮:回灌渗滤液和垃圾组成的影响

为研究不同的垃圾组成和回灌渗滤液性质对间歇通风填埋层原位脱氮的影响,在固定的间歇通风条件下,对新鲜垃圾填埋渗滤液自身回灌、分别以新鲜和部分稳定渗滤液回灌部分稳定垃圾填埋层的氮转化过程进行了模拟实验.结果表明:新鲜垃圾填埋渗滤液自身回灌的氮溶出率(82.4%)和总去除率(61.4%),高于新鲜和部分稳定渗滤液回灌部分稳定垃圾填埋层;而部分稳定渗滤液回灌部分稳定垃圾填埋层的氮总去除率(58.0%)和渗滤液氮净去除率(32.2%)又高于新鲜渗滤液回灌同样的部分稳定垃圾填埋层(氮总去除率38.2%和渗滤液氮净去除率21.3%).造成这些差异的主要原因是垃圾的生物可降解性,以及填埋层内氮负荷与通风供给的硝化可利用分子氧的比例不同.     

不同载体生物滤池对渗滤液污染物的处理效果

以陈垃圾和煤渣作为生物滤池反应器填料,分别构建了单一陈垃圾、煤渣以及复合该2种填料的生物反应器,对渗滤液中的污染物进行了去除效果实验.结果表明,煤渣生物滤池对于渗滤液中COD和氨氮的去除效果高于陈垃圾滤池,但是总氮的去除率低于陈垃圾.复合填料滤池对于负荷和低温变化具有较好的耐受能力.电镜观察和微生物计数结果表明,2种载体适合微生物挂膜生长.粒径分析结果表明,2种载体的颗粒粒径组成对于滤池通透性能以及污染物去除有重要影响.     

不同填埋龄垃圾生物反应器反硝化性能研究

在渗滤液回灌基础上,结合垃圾堆体本身为厌氧环境的特性,开发出的生物反应器垃圾堆体渗滤液原位脱氮技术已成为目前的研究热点。文章以从杭州市固体废弃物处理有限公司天子岭填埋场采集的不同填埋龄垃圾为试材,利用系列自制生活垃圾生物反应器模拟装置,通过回灌硝酸盐溶液,探讨了不同填埋龄垃圾在碳源充足情况下的反硝化性能特征。结果表明当垃圾堆体自身降解的有机物量充足时,1~12 a垃圾的反硝化性能均较强,且差异不大;所有反应器在最初的1 h内硝酸盐去除率最高,达70%~92%。这说明开发生物反应器垃圾堆体渗滤液原位脱氮技术具有一定的现实可行性。     

生活垃圾填埋场甲烷自然减排的新途径:厌氧与好氧的共氧化作用

采用暴雨过后垃圾填埋表层30～60 cm的覆土、表层1.5 m以下的垃圾,以及刚刚开挖出来的9年矿化垃圾进行硫酸盐还原菌阳性反应试验,结果表明生活垃圾填埋体不同填埋层都存在不同数量级的硫酸盐还原菌,且底层矿化垃圾中的硫酸盐还原菌的数量最多,表层覆土中最少.颗粒大小比例为50%:50%的垃圾样品表现出最佳的甲烷好氧与厌氧...     

Three-stage aged refuse biofilter for the treatment of landfill leachate

A field-scale aged refuse(AR) biofilter constructed in Shanghai Refuse Landfill,containing about 7000 m3 aged refuse inside,was evaluated for its performance in the treatment of landfill leachate. This AR biofilter can be divided into three stages and can manage 50 m3 landfill leachate per day. The physical,chemical,and biological characteristics of AR were analyzed for evaluating the AR biofilter as leachate treatment host. The results revealed that over 87.8%-96.2% of COD and 96.9%-99.4% of ammonia nitrog...     

N2O and NH3 emissions from a bioreactor landfill operated under limited aerobic degradation conditions

The combination of leachate recirculation and aeration to landfill may be an efficient way for in-situ nitrogen removal. However, nitrogenous substances contained in the landfill layer are concomitantly transformed into N2O and NH3, leading to increased emissions into the atmosphere. In the present study, the emissions of N2O and NH3 were measured under conditions of fresh or partially stabilized refuse with or without leachate recirculation or intermittent aeration. The results showed that the largest N2O emission (12.4 mg-N/L of the column) was observed in the aerated column loaded with partially stabilized refuse and recycled with the leachate of low C/N ratio; while less than 0.33 mg-N/L of the column was produced in the other columns. N2O production was positively correlated with the prolonged aerobic time and negatively related with the C/N ratio in the recycled leachate. NH3 volatilization increased with enhanced gas flow and concentration of free ammonia in the leachate, and the highest cumulative volatilization quantity was 1.7 mg-N/L of the column.     

生物反应器填埋场系统中城市生活垃圾原位脱氮研究

采用填埋垃圾上层间歇曝气充氧或渗滤液回流前经好氧、硝化反应器处理的方式,营造生物反应器填埋场系统内生物脱氮环境,研究了其中生活垃圾原位脱氮的性能.结果表明,在填埋垃圾稳定化过程中,88%以上的含氮化合物以渗滤液的形式溶出.填埋垃圾上层间歇曝气充氧或渗滤液经好氧、硝化反应器处理后回流的生物反应器填埋场系统对渗滤液总氮的处理效果较好,实验结束时,渗滤液总氮量仅为对照填埋场的28.7%和14.3%.     

回灌频率对联合型生物反应器填埋场的影响研究

为解决厌氧型生物反应器填埋场中氨氮积累问题,加速填埋场的稳定化进程,将厌氧生物反应器填埋场和准好氧矿化垃圾反应床串联。实验设置了1个厌氧型生物反应器填埋场(ANBL1#)作为参照组,2个厌氧-准好氧联合型生物反应器填埋场(AN-SABL2#、AN-SABL 3#)作为对照组,以研究不同回灌频率下AN-SABL的稳定化规律。研究结果表明:AN-SABL2#、AN-SABL3#可缩短酸化时间,渗滤液的pH值分别在94周、98周升至大于7,而ANBL1#渗滤液的pH值直至100周仍小于7。AN-SABL系统可有效降解渗滤液COD浓度,实验进行到100周左右时,AN-SABL2#、AN-SABL3#系统中厌氧柱D2、D3柱COD浓度仅为ANBL1#系统中厌氧柱D1柱的40.63%、12.5%,而准好氧柱对渗滤液COD的去除率大部分在95%以上。AN-SABL系统能缓解厌氧型生物反应器填埋场中氨氮积累问题,这主要依靠矿化垃圾床良好的生物脱氮作用,厌氧柱D1、D2、D3中NH3-N含量总体趋势为:NH3-ND1>NH3-ND3,NH3-ND1>NH3-ND2,准好氧d2、d3柱氨氮去除率均在90%以上,且厌氧-准好氧联合型生物反应器填埋场(AN-SABL)在实验产酸阶段低回灌频率(3 d/次)对氨氮的去除有利,而后期高回灌频率(1 d/次)更有利。     

回流对陈垃圾生物反应器处理老年渗滤液污染物影响

为了研究回流对陈垃圾反应器处理老年渗滤液污染物的影响,构建了回流的陈垃圾生物反应器,试验了不同温度、负荷和回流比条件下反应器对污染物的去除效果。结果表明,在较低水力负荷12.8~25.5 L/(d.m2)的情况下,陈垃圾反应器对NH3-N、BOD5和COD等污染物的去除率分别达到90%、95%和70%以上。在不同温度下提高水力负荷,回流会抑制氨氮和COD的去除,但可显著提高TN的去除率,表明回流可作为提高老年渗滤液TN去除率的途径之一。利用氮同位素示踪技术发现反应器中有Anammox脱氮途径存在。但是可利用碳源的缺乏仍是提高老年渗滤液脱氮效率的限制因子。     

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.     

存余垃圾中废旧塑料性能演变及资源转化探讨

通过对全国范围内不同地域填埋场中存余垃圾组分含量以及存余垃圾中废旧塑料性能变化进行分析,发现存余垃圾中塑料占比较高,且填埋时间小于7a时,其力学及热学性能与未经填埋处理的原生废旧塑料性能基本无差异,具有较高的资源属性,但污染程度较高,难以直接进行高值化利用.文章进一步分析了国内现有清洁提质和处理处置技术,并针对存余垃圾中废旧塑料特性,提出一条由多效组合洁净技术与直接挤压成型工艺相结合的新型适用性清洁与高值化技术路线.     

Leachate treatment using a demonstration aged refuse biofilter

Approximately 7000 m3 of aged refuse (AR) with a placement of over eight years was excavated from Shanghai Refuse Landfill, the largest landfill in China, and used for the construction of a two-stage bioreactor (AR biofilter) media for the biological treatment of 100 m3 of refuse landfill leachate. It was found that over 64% of COD, 96.9%–99.8% of NH4 +-N, and 95.8%–99.8% of BOD5 could be removed by the AR biofilter, when the leachate with initial COD, BOD5, and NH4 +-N concentrations were 986–4128 mg/L, 264–959 mg/L, and 538–1583 mg/L, respectively. The corresponding concentrations in the e uent were reduced to below 300–400 mg/L, 2–12 mg/L, and 10–20 mg/L, respectively. The e uent was clear and pale yellow with suspended solid below 150 mg/L and color below 150 Pt/Co degree. Meanwhile, the total nitrogen removal was only 49%–63%, indicating a relative poor denitrification capacity of AR biofilter. The e uent pH was neutral and the population of Escherichia coli was less than 10??1 CFU/mL. Hence, it was considered that the demonstration project can work well for the e ective treatment of leachate.     

生活垃圾填埋场垃圾腐殖质组成和变化规律的表征

通过分析上海老港生活垃圾填埋场填埋垃圾的腐殖质组成和光密度,考察了填埋垃圾的腐殖质组成和光学特性随填埋龄的变化规律.研究结果表明,填埋龄在1～14 a间的填埋垃圾中腐殖质组分的有机碳绝对含量的波动幅度很大,而腐殖质组分相对含量具有比较明显的变化规律,其中腐殖质总可提取率和wHA/wFA比值分别随填埋龄增加呈线性下降和上升的趋势.另一方面,填埋垃圾腐殖质光学特性研究表明,填埋垃圾可提取腐殖质和富里酸组分的E4/E6比值随填埋龄变化无明显关系,而胡敏酸的E4/E6比值则随填埋龄的增加呈线性下降趋势.因此,填埋垃圾腐殖质的总可提取率、wHA/wFA比值以及胡敏酸组分的E4/E6比值可有效地表征填埋垃圾和填埋场的稳定化进程.     

疏浚污泥的表征及其作为垃圾覆盖材料的可行性研究

比较系统地研究了疏浚污泥的各种参数 ,如渗透系数、浸出毒性、重金属含量等 ,以及作为垃圾覆盖土的可行性。研究结果表明 ,用该污泥作垃圾填埋场覆盖土的边坡稳定性能较好 ,基本上满足作为覆盖土的技术要求 ,使用后不会给垃圾渗滤液的处理增加负担。因此 ,以疏浚污泥作为生活垃圾填埋场覆盖土 ,可同时解决平原型填埋场缺土和疏浚污泥的最终出路问题。     

陈腐垃圾掺烧对垃圾焚烧烟气中污染物排放的影响

将陈腐垃圾与生活垃圾协同焚烧是妥善腾退填埋场、缓解城市土地资源紧缺的重要方式之一。利用生活垃圾焚烧设施开展掺烧陈腐垃圾试验,按照0、10%、20%、25%、30%掺烧比例,分析掺烧对烟气中二噁英及其他污染物的排放影响。结果表明:颗粒物、SO₂、HCl、NO_x和二噁英浓度均随陈腐垃圾掺烧比例提高而逐渐上升。当掺烧30%时,PCDD/Fs毒性当量浓度约为0.13 ng-TEQ/m3,超过GB 18485-2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》中排放限值。掺烧比例从0提高至20%,炉内PCDD/Fs生成量增加,处理设施入口毒性当量浓度升高14%,而烟气处理工艺对其去除率仍超过99%。掺烧陈腐垃圾在一定程度上促进了从头合成(De novo)反应。为确保掺烧烟气中污染物达标排放,应充分考虑陈腐垃圾的填埋时间、性质、热值、垃圾焚烧及污染防治技术等因素。