城市固体废物好氧生物反应器填埋方式的实验研究

MSW（城市固体废物）生物反应器型填埋是一种较新颖的方法.在系统分析现有填埋方法优缺点的基础上,对其加以改进,将强制通风好氧和渗滤液循环2种方式有机地结合在一起,构建了MSW好氧生物反应器.考察了NH3、CH4、CO2、pH和温度等因素,并监测分析了渗滤液中的COD、BOD5、Zn^2＋、NH4^＋和NO3^-等指标,旨在研究其中垃圾的降解及渗滤液中COD、BOD5、Zn^2＋、NH4^＋和NO3^-的去除情况,探讨该生物反应器对垃圾和渗滤液相关参数的作用机理.结果表明,该反应器对渗滤液中COD、BOD5、NO3^-的去除率分别达到96.34%、94.58%和99.9%,对其中的Zn^2＋也有较好的脱除效果.     

城市固体废物好氧生物反应器填埋方式的实验研究

MSW(城市固体废物)生物反应器型填埋是一种较新颖的方法。在系统分析现有填埋方法优缺点的基础上,对其加以改进,将强制通风好氧和渗滤液循环2种方式有机地结合在一起,构建了MSW好氧生物反应器。考察了NH3、CH4、CO2、pH和温度等因素,并监测分析了渗滤液中的COD、BOD5、Zn2+、NH4+和NO3-等指标,旨在研究其中垃圾的降解及渗滤液中COD、BOD5、Zn2+、NH4+和NO3-的去除情况,探讨该生物反应器对垃圾和渗滤液相关参数的作用机理。结果表明,该反应器对渗滤液中COD、BOD5、NO3-的去除率分别达到96.34%、94.58%和99.9%,对其中的Zn2+也有较好的脱除效果。     

联合生物反应器处理农村生活垃圾渗滤液中Fe的变化规律

以厌氧(AN)-准好氧(SA)联合生物反应器中渗滤液pH、COD、UV254、NH3-N以及铁离子浓度的监测结果为依据,研究了厌氧-准好氧联合生物反应器处理农村生活垃圾产生的渗滤液中Fe的变化规律。结果表明,渗滤液中Fe的浓度随时间变化规律为先上升后下降,在填埋第76天左右,厌氧和准好氧单元中Fe的浓度先后达到最大值73.44和78.71mg·L~(-1);在第350天,厌氧和准好氧单元中Fe的浓度分别降至17.84和8.52 mg·L~(-1)。Pearson相关分析显示渗滤液中铁离子的浓度与COD之间存在显著的正相关关系;与pH、NH3-N之间存在负相关关系;而与UV254之间的相关关系较弱。     

掺硼金刚石三电极系统处理垃圾渗滤液实验研究

实验以掺硼金刚石电极为阳极构建三电极系统处理稳定的垃圾渗滤液。考察了稀释比、初始pH值、电流密度和极板间距4个因素对垃圾渗滤液污染物去除率的影响。实验结果表明,电流密度、稀释比是影响电化学氧化垃圾渗滤液的主要因素,极板间距、初始pH值对电化学氧化垃圾渗滤液的影响较小。在稀释比为1∶2、电流密度为75 mA/cm2、pH值未调节、极板间距为10 mm最优工况时,经过5 h电化学氧化后NH+4-N、COD均能完全去除;NH+4-N、COD去除率分别满足线性方程y=21.759t、y=20.717t,对应的线性相关系数为0.9923和0.9925。最优工况条件下,BDD电极电化学氧化垃圾渗滤液的能耗为260 kWh/m3。     

填埋结构对渗滤液中氨氮脱除的影响

建立了模拟填埋试验中试装置,研究了准好氧填埋渗滤液NH3-N的变化特性和稳定期垃圾对渗滤液NH3-N的处理效果.结果表明,准好氧填埋结构下渗滤液NH3-N衰减很快,下降率可达99.6%,没有出现传统填埋场累积的现象,为渗滤液后续处理解决了氨氮浓度过高的难题;随着水力负荷的增大,NH3-N的去除率呈下降趋势,去除率由低水力负荷时的99.9%,下降到高水力负荷时的87.7%;准好氧填埋垃圾对低可生化性、高浓度氨氮的渗滤液有很好的处理能力,但反硝化能力不足;较高有机物浓度有利于反硝化作用,使氨氮彻底转化为氮气.     

填埋结构对渗滤液中氨氮脱除的影响

建立了模拟填埋试验中试装置,研究了准好氧填埋渗滤液NH3-N的变化特性和稳定期垃圾对渗滤液NH3-N的处理效果.结果表明,准好氧填埋结构下渗滤液NH3-N衰减很快,下降率可达99.6%,没有出现传统填埋场累积的现象,为渗滤液后续处理解决了氨氮浓度过高的难题;随着水力负荷的增大,NH3-N的去除率呈下降趋势,去除率由低水力负荷时的99.9%,下降到高水力负荷时的87.7%;准好氧填埋垃圾对低可生化性、高浓度氨氮的渗滤液有很好的处理能力,但反硝化能力不足;较高有机物浓度有利于反硝化作用,使氨氮彻底转化为氮气.     

渗滤液回灌频率对生物反应器填埋场的影响研究

通过模拟实验研究了渗滤液回灌周期为1、2、3和5 d的4个模拟垃圾柱的产甲烷过程和渗滤液水质的变化情况.在用NaOH调节回灌渗滤液pH值的前提下,回灌频率越高,模拟厌氧型生物反应器填埋垃圾柱先开始产甲烷,但当回灌周期低于3 d时,开始产甲烷的时间相差不多.从渗滤液水质看,回灌周期为3 d的垃圾柱渗滤液COD、VFA等有机污染物浓度下降最快.综合考虑启动时间、运行费用和填埋场的稳定进程,在厌氧型生物反应器填埋场中,实施3 d/次的渗滤液回灌频率最为合适.     

生物接触氧化处理渗滤液有机物的动力学模型研究

以重庆黑石子垃圾填埋场渗滤液生物接触氧化工艺为依托,针对其处理效果的局限性,设计了强化预处理-生物接触氧化反应器,并进行生物接触氧化反应器试验及其有机物降解动力学模型研究,旨在优化运行参数,提高渗滤液处理效果.结果表明,改进后系统比原工艺处理效果好,COD、NH4 -N、TN平均去除率分别达到95.83%、97.60%、85.60%;出水水质得到大幅度提高,出水COD、NH4 -N、TN平均质量浓度分别为235、35、199 mg/L.对生物接触氧化反应器内垃圾渗滤液有机物降解生化反应过程进行量化研究,得到微生物生长动力学模型为1/θc=0.918 7q-0.002 5;根据生物接触氧化反应器内基质消耗过程的物料平衡,得到生物接触氧化反应器处理垃圾渗滤液有机物生物降解的动力学模型为q=1.09S/(10 230 S).试验结果为生物接触氧化反应器的优化控制、设计与放大提供了参考依据.     

城市生活垃圾半好氧生物反应器填埋技术试验研究

对城市生活垃圾半好氧生物反应器填埋技术与传统垃圾填埋技术进行了对比试验,由试验结果可知,半好氧生物反应器填埋技术可缩短填埋垃圾产酸时间,净化渗滤液,加速填埋垃圾稳定化进程.城市生活垃圾半好氧生物反应器填埋技术是中国中小城市垃圾填埋处理的发展方向.     

低C/N比老龄化垃圾渗滤液处理工程的提标改造

采用两级厌氧好氧活性污泥法(A/O)与活性污泥浸没式膜生物反应器(AS-SMBR)结合的生化处理系统和纳滤(NF)深度处理系统,处理BOD5/NH3-N比为0.13～0.22,BOD5/COD比仅0.11左右的老龄化垃圾渗滤液。在水力停留时间不变的条件下,采用同步培养驯化法,控制生化系统DO值在3～4 mg/L,回流比为400%～500%,pH≥7.2,考察了处理系统对垃圾渗滤液中主要污染物的去除情况和MLSS、pH和SV30等运行指标的变化情况,结果表明,生化系统出水的NH3-N去除率>99%,COD平均去除率>50%;NF系统出水的COD去除率≥91%,NH3-N浓度<8 mg/L,且回收率≥75%,出水完全达到GB16889-2008标准中表2的污染物浓度限值和提标改造的要求。     

A comparative examination of MBR and SBR performance for the treatment of high-strength landfill leachate

The management of landfill leachate is challenging, with relatively limited work targeting high-strength leachate. In this study, the performance of the membrane bioreactor (MBR) and sequencing batch reactor (SBR) technologies are compared in treating high-strength landfill leachate. The MBR exhibited a superior performance with removal efficiencies exceeding 95% for BOD5, TN, and NH₃ and an improvement on SBR efficiencies ranging between 21 and 34%. The coupled experimental results contribute in filling a gap toward improving the management of high-strength landfill leachate and providing comparative guidelines or selection criteria and limitations for MBR and SBR applications.

ImplicationsWhile the sequencing batch reactor (SBR) technology offers some flexibility in terms of cycle time and sequence, its performance is constrained when considering landfill leachate associated with significant variations in quality and quantity. Combining membrane separation and biodegradation processes or the membrane bioreactor (MBR) technology improved removal efficiencies significantly. In the context of leachate management using the MBR technology, more efforts have targeted low-strength leachate with limited attempts at moderate to high strength leachate. In this study, the SBR and MBR technologies were tested under different operating conditions to compare and evaluate their feasibility for the management of high-strength leachate from a full-scale operating landfill. Such a comparison has not been reported for high-strength leachate.     

Heavy metals mobility in full-scale bioreactor landfill: initial stage

Selected heavy metals (HMs) including Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn initially released from a full-scale bioreactor landfill were monitored over the first 20 months of operation. At the initial landfill stage, the leachate exhibited high HMs release, high organic matter content (27000-43000gl(-1) of TOC) and low pH (5-6). By the fifth month of landfilling, the methanogenic stage had been established, and HMs release was reduced below the Chinese National Standards. Total released HMs accounted for less than 1% of landfill deposited during the investigated period. Most landfill HMs were inorganic. Fourier-transform infrared (FT-IR) spectra data and model calculations using Visual MINTEQ indicated that humic substances strongly affected the mobility of organic fractions of HMs in the methanogenic landfill. The initial rates of HMs release could be enhanced by recycling the leachate back to bioreactor landfill, but the total quantity released may be reduced by early establishment of methanogenic stage in bioreactor landfill.     

回灌型准好氧填埋场脱氮特性及加速稳定化研究

采用2个模拟填埋生物反应器,1号柱渗滤液简单回灌,2号柱为渗滤液回灌准好氧联合运行方式,研究了渗滤液回灌准好氧生物反应器填埋场的脱氮特性及加速垃圾稳定化特性.研究结果表明:渗滤液回灌准好氧填埋场具有很强的脱氮能力,2号柱由厌氧运行方式改为准好氧条件下,渗滤液中的氨氮和凯式氮浓度分别由最大值的3 198 mg/L和3 345 mg/L降低到第160 d的73 mg/L和81 mg/L,去除率分别为97.7%和97.6%,pH快速升高到8.0左右,COD浓度快速降低.渗滤液中溶解性有机物(DOM)分级结果表明,2号柱HA和FA含量的增加明显快于1号柱.2号柱DOM的三维荧光光谱特性发生了较大变化,荧光基团从60 d结构简单的类蛋白物质转变为95 d结构复杂的类胡敏酸和富里酸物质,而l号柱渗滤液DOM荧光基团一直是结构简单的类蛋白物质.结果表明回灌准好氧生物反应器填埋场的稳定化速度远快于简单回灌的生物反应器填埋场.     

利用填埋层内生物代谢控制生活垃圾填埋场渗滤液污染

讨论了目前国内卫生填埋场运行中存在的渗滤液问题 ,分析了不同填埋结构中生物代谢环境和主要污染物的代谢途径 ,探讨了不同填埋结构中利用渗滤液回灌来控制渗滤液污染的“生物反应器型”填埋技术。     

Investigation of 1,4-dioxane originating from incineration residues produced by incineration of municipal solid waste

As a groundwater contaminant, 1,4-dioxane is of considerable concern because of its toxicity, refractory nature to degradation, and rapid migration within an aquifer. Although landfill leachate has been reported to contain significant levels of 1,4-dioxane, the origin of 1,4-dioxane in leachate has not been clarified until now. In this study, the origins of 1,4-dioxane in landfill leachate were investigated at 38 landfill sites and three incineration plants in Japan. Extremely high levels of 1,4-dioxane 89 and 340 microg l(-1), were detected in leachate from two of the landfill sites sampled. Assessments of leachate and measurement of 1,4-dioxane in incineration residues revealed the most likely source of 1,4-dioxane in the leachate to be the fly ash produced by municipal solid waste incinerators. Effective removal of 1,4-dioxane in leachate from fly ash was achieved using heating dechlorination systems. Rapid leaching of 1,4-dioxane observed from fly ash in a sequential batch extraction indicated that the incorporation of a waste washing process could also be effective for the removal of 1,4-dioxane in fly ash.     

模拟生物反应器加速产甲烷过程研究

渗滤液原液回灌易导致填埋垃圾产甲烷过程的滞后,从而对甲烷收集利用产生不利影响。通过3根实验室模拟生物反应器,研究了原液回灌(C1)、渗滤液好氧预处理后回灌(C2)和原液回灌+垃圾层上部通风曝气(C3)3种填埋方式下的填埋气产气规律。结果表明,C1甲烷浓度经历短暂上升,达到19.5%后开始逐渐降低,产甲烷速率和产甲烷总量均很低;C2甲烷浓度逐渐上升,在第121天时甲烷浓度达到50%,产甲烷最高速率和产甲烷总量分别为0.31 L/(kg·d)和25.2 L/kg。在停止上部垃圾层通风曝气后,C3甲烷浓度迅速上升,在81 d时甲烷浓度便达到50%以上,最大产甲烷速率和产甲烷总量分别为0.22 L/(kg·d)和16.0 L/kg。对各模拟柱填埋气可回收性评价结果表明,C3填埋气可回收利用比例最高,C2略低,C1在实验期间内则无可回收利用气体产生。     

MBR-NF截留液中腐植酸的纳滤分离浓缩特性

MBR-NF截留液是一类难处理的高浓度有机废水,其所含有机物几乎都是腐植酸,可考虑资源利用。实验室内采用纳滤对其所含腐植酸进行分离浓缩。引入分离因子来表征纳滤的分离效果。实验结果表明,分离因子(SF)与体积浓缩倍数(CF)有很好的线性关系,浓缩倍数为5时,截留液中有机碳浓度为9 413 mg/L,重金属浓度处于mg/L水平,分离因子达到2.76,表明纳滤可有效地将MBR-NF截留液中的腐植酸与无机盐分离,并进行浓缩。     

垃圾填埋场水分迁移模型的应用研究

以渗滤液回灌为核心的填埋场生化反应器是当今国际固体废物研究的新方向 ,其具有减少渗滤液处理难度和加速填埋场稳定化的作用 ,其中控制填埋场水分是关键。本文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 ,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。针对重庆市长生桥卫生填埋场设计情况和实际条件 ,运移模拟模型分析了水平沟和竖式井回灌条件下填埋场内水分的分布规律 ,证明了协同回灌方式的有效性