回灌运行参数对新鲜垃圾渗滤液的影响研究

采用模拟试验装置考察回灌频率与回灌水力负荷对新鲜垃圾柱渗滤液的影响,试验结果表明:高频率回灌将导致新鲜垃圾柱渗滤液初期酸化阶段的低pH值和甲烷化阶段的高pH值。高水力负荷将导致新鲜垃圾柱渗滤液pH值下降。因此在新鲜垃圾填埋单元自身回灌初期应采取低频率小水力负荷。     

UBF两相生物反应器对渗滤液水质的稳定化作用

为解决渗滤液直接回灌型垃圾填埋反应器(R1)的酸化问题,利用厌氧污泥复合床(UBF)和卫生填埋反应器组合为垃圾两相厌氧消化系统(R2)对垃圾降解。结果表明,与渗滤液直接回灌的R1生物反应器系统相比,UBF型两相厌氧生物反应器系统对渗滤液中有机物质的去除率更高,COD降至24600mg/L,NH3-N浓度保持在1130mg/L,pH值始终维持在7.26,为垃圾渗滤液的后续处理工艺提供了方便。此外,UBF型两相厌氧生物反应器产气性能更好,累积产气量是R1的3.06倍。     

间歇式生物反应器回灌量对渗滤液水质的影响研究

通过两套间歇式生物反应器填埋模拟装置开展实验,对不同回灌量下的垃圾降解前期渗滤液pH值、CODcr、NH4^＋-N、VFA以及渗滤液产生量的变化规律进行了对比研究,实验结果表明：间歇式生物反应器填埋方式能够有效抑制填埋初期渗滤液pH值的快速下降,渗滤液采取部分回灌能有效降低NH4^＋-N浓度的积累,回灌量为70％较50％能够更好地改善渗滤液的水质。     

厌氧分步生物反应器系统处理城市生活垃圾的试验研究

以生活垃圾中COD溶出量为研究参数,试验研究了厌氧分步生物反应器系统和渗滤液直接回灌填埋场中的有机物降解规律与产甲烷特征.结果表明:厌氧分步生物反应器系统可显著促进生活垃圾及渗滤液中有机污染物的降解,加速填埋垃圾稳定化,其COD溶出总量与填埋时间的对数呈极显著的线性相关性.厌氧分步生物反应器中产甲烷反应器的产气量占总产气量的80%,甲烷含量55%～69%,较适容积COD负荷为6.5～7.5g/(L·d).     

厌氧型生物反应器产CH4期水解动力学模型研究

为研究渗滤液回灌和温度对填埋垃圾产CH4的影响,在不同温度下,通过对3个已进入产CH4期的厌氧型生物反应器实施不同的回灌操作,并根据p(CODCr)和产CH4速率的监测数据,建立了厌氧型生物反应器固相垃圾的水解模型.产CH4速率的模型计算的模拟值与D1,D2和D3柱实测值的相关系数分别为0.895 5,0.809 1和0.915 6,具有较高的可靠性.其中保持较高的产CH4速率且恒定温度的D2柱的固相垃圾水解系数是D1柱的12倍左右;同时随着回灌频率的降低,D3柱水解速率系数从0.007 6降到0.002 7,与D1柱的相对差也逐渐增大,保持较高的温度(35℃左右)和较高回灌频率有利于固相垃圾的水解和厌氧型生物反应器的快速稳定.     

回灌渗滤液pH和VFA浓度对填埋层初期甲烷化的影响

采用人工配制渗滤液回灌模拟填埋柱的方法,研究了回灌渗滤液中pH和VFA对填埋层甲烷化的影响.实验结果表明,回灌渗滤液酸性条件(pH=6)下,且回灌渗滤液中存在一定量的VFA时,填埋层仍可迅速甲烷化;并且VFA浓度越低,填埋层甲烷化过程稳定时间越短.回灌渗滤液pH为7时,保证填埋层仍能快速进入甲烷化阶段的最高VFA浓度不应超过4000 mg·L-1(以C计).研究结果表明,生物反应器填埋初期,以回灌为目标的渗滤液预处理工艺的出水水质要求可适当降低,这既有利于控制渗滤液预处理的成本,也可避免预处理后渗滤液中有机酸浓度过低,导致填埋层可转化为甲烷的有机碳过量流失.     

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.     

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.     

序批式生物反应器填埋场的脱氮特性

采用3个填埋柱模拟序批式生物反应器填埋场: 1号柱装填新鲜垃圾,为对照柱,渗滤液简单回灌;2号和3号柱分别装填新鲜垃圾和腐熟垃圾,渗滤液交叉回灌.探讨了序批式生物反应器填埋场的氨氮去除率、反硝化能力以及厌氧氨氧化能力.结果表明:1号柱渗滤液的氨氮质量浓度在40 d内升高并趋于稳定;3号柱的氨氮去除率随时间的延续逐渐降低,从垃圾装填开始的100%降到90 d后的0,2号柱氨氮的累积去除率为40%左右.试验进行90 d后,分别将一定质量浓度的硝酸盐溶液添加到3个填埋柱内,结果表明,所使用的硝酸盐氮在2 d内几乎全部被去除, 证明3个填埋柱都具有很强的反硝化能力.3号柱在添加硝酸盐过程中硫酸根质量浓度升高,表明发生了自养反硝化反应.通过向填埋柱添加亚硝酸盐发现, 3号柱有一定的厌氧氨氧化能力,氨氮质量浓度下降10%～32%.      

回灌渗滤液VFA浓度对填埋层甲烷化代谢的影响

处于稳定产甲烷阶段的填埋层具有降解回灌渗滤液有机物的能力,但高浓度渗滤液的主要组分(挥发性脂肪酸(VFA))可能影响填埋层的甲烷化代谢,导致填埋层对回灌渗滤液有机物降解效率恶化.采用实验室模拟填埋柱回灌不同ρ(VFA)模拟渗滤液的方法,研究不同VFA负荷对稳定产甲烷阶段填埋层甲烷化代谢的影响.结果表明:稳定产甲烷填埋层具有处理高ρ(VFA-C)渗滤液的能力,其有机碳的转化能力小于1.0 g/(kg·d);当回灌渗滤液中的ρ(VFA-C)大于14.8g/L(有机负荷为2.2 g/(kg·d))时可抑制填埋层的甲烷化代谢,但这种抑制可随着回灌渗滤液中ρ(VFA-C)的降低而得到解除;为保证填埋层内垃圾的降解,应控制回灌渗滤液的有机负荷不超过1.0g/(k·d).      

渗滤液回灌量对其特性及填埋场稳定化的影响

采用4座规模为42m³的模拟实验柱,1号、2号和3号实验柱每周分别回灌填埋垃圾量5.3%,2.7%和0.67%的渗滤液,4号实验柱每周回灌填埋垃圾量0.33%的清水作为控制柱进行对比研究回灌量对渗滤液特性和填埋场稳定化进程的影响.结果表明,5.3%的渗滤液回灌比能更大程度地加速填埋场的稳定化进程,使有机物在更短的时间内释放,减小产甲烷的迟滞时间.采用2.7%回灌比的实验柱能形成更好的微生物环境,反应器温度保持在35℃,对渗滤液有最好的处理效果,COD和BOD₅的去除率分别达到了77%和88%,同时还具有最好的抗冲击负荷能力.在实际工程中,应该根据填埋场设计的目标来选择合适的渗滤液回灌量.     

Fenton法对老龄垃圾渗滤液难降解有机毒物的削减

采用Fenton法进行削减老龄垃圾渗滤液难降解有机毒物的实验,研究了初始pH值、Fe2+投加量、H2O2投加量、反应时间等对难降解有机毒物削减效果的影响,采用呼吸耗氧速率法和发光细菌的相对发光度法评估了Fenton法对处理前、后老龄垃圾渗滤液可生化性的改善程度和生物毒性削减情况。结果表明:当初始pH值为3.0,Fe2+投加量为17.6 mmol/L,H2 O2投加量为88.2 mmol/L(n(H2 O2)/n(Fe2+)=5),反应时间为2 h时,Fenton法对难降解有机物去除率达到84.7%,以COD表征的有机物去除率达到60.3%。经Fenton法处理后水样呼吸耗氧速率较原水提高了3.35倍,可生化性显著提高;发光细菌相对发光度从原水的1.9%提高到57.2%,处理后渗滤液的生物毒性得到较大幅度削减。     

吹脱法处理垃圾渗滤液中高浓度氨氮的主要影响因素

本试验用吹脱塔对西安市江村沟垃圾填埋场的高浓度氨氮的垃圾渗滤液进行了吹脱试验研究。通过不同的温度、风量、pH值、气水比、水力负荷及分别用NaOH和Ca(OH)2调pH对氨氮去除效率的影响,得出了该渗滤液中高浓度氨氮的吹脱工艺条件。在水温高于20℃、风量为960 m3/h、pH值为10.5,气水比在4 000的条件下,氨氮的去除效率可达到94.0%。经吹脱处理后的垃圾渗滤液中的氨氮浓度满足后续生物处理的营养比例要求,是垃圾渗滤液处理中可行的预处理工艺。     

Fe2+、Co2+、Ni2+对渗滤液厌氧过程的影响

通过单因素和正交试验,分别研究了Fe2+、Co2+、Ni2+及其组合对渗滤液厌氧过程中COD去除率和产甲烷量的影响.结果表明,分别投加Fe2+=25 mg·L-1、Co2+=1 mg·L-1、Ni2+=0.5 mg·L-1时对COD去除率和产甲烷量促进显著,3种微量元素均表现出了"低促高抑"的Hormesis效应.微量元素组合投加时,协同促进了甲烷的产生,其中Co2+是影响COD去除率的主要因素,Fe2+是影响产甲烷量的主要因素,但3种微量元素在其各自适宜的投加浓度范围时,对渗滤液厌氧过程的促进效果较为相近.各试验组的pH值维持在7.05~7.53之间,并与产甲烷量呈显著的相关关系.此外,渗滤液成分复杂,微量元素的生物有效性一定程度上受到限制,渗滤液厌氧体系对微量元素的需求较别的体系偏高.     

渗滤液回灌对其最终处理的影响中试研究

针对2座中试规模反应柱,分别考察渗滤液回灌和不回灌的情况,研究传统厌氧型生物反应器填埋场渗滤液回灌对其最终处理的影响.结果表明:回灌对渗滤液中的有机污染物有很好的去除效果,但对难降解物质以及氮、磷的净化效果不明显.回灌44周后,渗滤液的BOD5去除率达到98.5%,但出流的BOD₅/COD值仅为0.07,BOD₅/TN和BOD₅/TP分别为0.13和11,远低于厌氧条件下微生物生长适值,很难通过传统的生物处理方法净化.在设计生物反应器填埋场时,应该充分考虑到渗滤液经过回灌后组成特性,选择合适的渗滤液处理方案和填埋、回灌方式,充分利用垃圾体的净化作用.     

垃圾渗滤液除氨脱氮新工艺初探

通过对渗滤液经矿化垃圾回灌后水质特征的分析及现有除氨脱氮工艺用于渗滤液处理的可行性分析,提出了"多级低氧硝化反硝化+氨缺氧氧化"生物脱氮工艺流程,并阐述了其工艺的处理效果。得出结论:以渗滤液回灌处理出水作为研究对象,在不外加碳源条件下,该工艺可获得92%~99%的氨氮去除率,保证出水氨氮不高于25 mg/L,同时可获得73%~89%的总氮去除率。     

浸没式厌氧膜生物反应器处理垃圾渗滤液的连续运行性能

厌氧消化是垃圾渗滤液处理的重要技术,常规厌氧工艺在处理过程中存在微生物易流失和出水水质较差等问题。采用厌氧膜生物反应器在中温条件下处理垃圾渗滤液,考察了废水降解性能和膜过滤性能。连续100 d的反应器运行实验表明:在水力停留时间为10 d,COD容积负荷平均为5.63 kg/(m3·d)的条件下,系统运行稳定,平均COD去除率达到92%,膜出水总挥发性脂肪酸浓度低于200 mg/L,pH稳定在7.95左右。在膜通量为6 L/(m2·h)下,连续62 d内的膜压增长缓慢,未出现明显的膜污染。批次产甲烷试验结果表明:渗滤液产甲烷潜能达到305 mL/g TS,与连续运行实验296 mL/g TS的产气效果接近,沼气中甲烷浓度可高达70%~80%。产气达到90%和95%的潜能分别用时2.5,3.1 d,说明反应器有进一步缩短水力停留时间的可能性。反应器驯化的厌氧活性污泥对乙酸有较好的耐受性,在乙酸浓度为10000 mg/L时,产气迟滞期仅为1.4 d。综合来看,长期运行厌氧膜生物反应器处理垃圾渗滤液具有较好的COD去除效果、运行稳定性和膜过滤性。     

pH对电化学氧化垃圾渗滤液的影响

主要研究了不同pH值对高氨氮垃圾渗滤液的电化学氧化的影响,重点考察了pH值在电解过程中的电解速率、电流效率、能耗以及三氯甲烷生成情况。结果表明:pH对电化学氧化垃圾渗滤液过程有重要的影响。在弱碱性条件下,电解垃圾渗滤液过程中氨氮及COD的降解速率、电流效率及能耗均要比在强酸、强碱条件下高,当pH为8.09时,经过6 h降解,氨氮的去除率达到100%,氨氮的降解速率为7 mg/(L.min),电流效率为45.23%,氨氮能耗为0.09kWh/g,COD的降解去除率达到50%,三氯甲烷产生的随着电解时间的增加而增加,电解6 h后三氯甲烷浓度从低于检测值升高至0.636 mg/L。     

沸石与炉渣组合材料吸附农村生活垃圾渗滤液的效能及机理研究

选取沸石和炉渣作为吸附材料,探究单一材料下吸附时间、吸附剂投加量、渗滤液初始pH值对农村生活垃圾渗滤液吸附效能的影响及其机理.确定各因素最优值后,探究组合材料下吸附效能的优化条件.综合考虑试验结果,可操作性及运行成本,吸附时间120 min、吸附剂投加量为50 g·L~(-1)、渗滤液初始pH值为自然值的条件下,沸石对渗滤液中CODCr、NH_3-N、TN、TP的去除效果较好,去除率分别为37.54%、62.91%、34.48%和27.73%,炉渣对重金属Cr、As、Cd、Ni、Pb的吸附效果较好,去除率分别为81.79%、35.99%、97.26%、74.89%和91.19%.多种吸附作用中化学吸附占主导作用.组合材料对渗滤液常规污染物的去除效率较单一材料提升不大,对重金属的去除效率保持了很高的性能,实际中可考虑采用沸石与炉渣滤池串联的形式实现对渗滤液常规污染物及重金属的高效去除.     

温度对填埋有机垃圾厌氧降解影响实验研究

针对现有研究温度设置较少的现状,提出通过5个不同温度的设置来模拟温度对填埋有机垃圾厌氧降解的影响。结果表明,温度控制在41℃和45℃的模拟垃圾柱C4和C5,在实验进行到140d,渗滤液COD浓度分别由最大值86614mg/L和90000mg/L降低到5216.5mg/L和5413.4mg/L,渗滤液中COD浓度分别降低了93.98%和93.99%,同时垃圾柱C4产生的填埋气体中甲烷含量最高且稳定,从而显示了实施温度控制对渗滤液污染防治和填埋气体回收利用的强大优势。该项研究为加速厌氧填埋场中垃圾的稳定化进程提供了参考。