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垃圾填埋场渗滤液回流技术研究进展

渗滤液回流能给填埋场垃圾层带来大量的微生物,同时能在场内形成更有利于垃圾降解的环境,如湿度增大、VFA和重金属离子浓度下降很快,因而能加速垃圾有机组分的降解。渗滤液回流加速填埋场稳定化主要表现在加速填埋场沉降、提高填埋气产气率。Wall等用高1.70m,直径0.57m的实验柱研究表明,加水使垃圾达到饱和含水率,初期沉降率为高度的30%,回灌30d后沉降率增加15%。利用渗滤液回灌的生物反应器填埋场废物沉降很容易达到10%~25%的原始高度,甚至可达到40%,而时间一般为3~5a,传统的填埋场需要20~30a。Chugh[8]在研究回灌渗滤液对生活垃圾降解的影响时发现产气速率增加,产气量高峰值提前出现,其原因是增加含水率和强化垃圾层的传质作用,加速有机物水解酸化产物的溶出与稀释;加速降解产生的抑制性物质的稀释与释出;加速营养物质的均匀分布;加速微生物的均匀分布;加速营养物质及降解中间产物与微生物的接触等。
3影响回流效果的因素
3.1布水方式、水力负荷、污染负荷
回流的渗滤液为填埋场补充了水分和微生物加速垃圾降解,促进填埋场稳定化,回流的渗滤液又可为微生物提供C源和其他营养元素提高微生物的活性,有利于其分解渗滤液和垃圾层中的有机物,因此一般将渗滤液中COD、BOD5、NH3-N、VFA浓度和填埋气产气量作为评价回流效果的参数[9]。
罗春泳等[10]发现随着水力负荷的增高,渗滤液中COD浓度降低的速率越来越慢,水力负荷越高,最终的渗滤液COD浓度值越高,可能是因为较高的水力负荷减少了渗滤液在垃圾层的停留时间,使污染物质的降解不能充分进行,同时较高的水量及流速还会引起对垃圾层中微生物的冲刷导致最终处理效果的降低。建议在回灌设计中取水力负荷作为回灌系统的控制指标。在综合经济因素和处理效果的情况下确定合理的入水负荷。Chugh[8]的研究则表明回灌渗滤液的容积增加出水渗滤液pH值上升到中性的时间缩短,产气率达到最高的时间提前。有报道建议配水频率不应过高,夏秋季一星期回灌4次,冬春季2次。
3.2填埋体的影响
垃圾粒度、空隙率以及各向同性或异性与否,直接影响回流渗滤液在垃圾层内的流动特性。PhilipTM与DebraRR[11]在渗滤液水平渠回灌的研究中发现,垃圾的各向异性与粒度不一致性有利于水平环流的形成,从而增加水流在垃圾内的停留时间。同时指出压实垃圾层能有效提高垃圾层的各向异性。罗春泳[10]以渗滤液中的COD、微生物浓度及垃圾中有机物的浓度为考察指标研究填埋场高度对渗滤液回流对填埋场稳定化的影响发现,在相同回灌条件下填埋越深,垃圾中有机物的含量越高,产生渗滤液的量越少,回灌的来量也就小了,回灌对垃圾填埋场稳定的促进作用就降低。
3.3填埋构造的影响
根据垃圾填埋层中空气的存在状况,填埋结构可分为厌氧填埋、好氧填埋和准好氧填埋。厌氧填埋是将垃圾填埋体独立于周围的环境,垃圾在这种“封闭容器”中必须经过漫长的厌氧发酵才能实现最终稳定化,无害化的目的;好氧填埋是利用鼓风机直接向填埋体中鼓风,对填埋初期垃圾中有机物的迅速降解有很好的效果,但由于消耗动力过大,经济成本很高,在工程中很少使用;准好氧填埋的设计思想是不用动力供氧,而是利用渗滤液收集管道的不满设计,使空气自然通入在垃圾堆体发酵产生温差的推动下,使填埋层处于需氧状态,并使填埋场内部存在一定的好氧区域,以使渗滤液得以处理和加快填埋垃圾的分解稳定速度。
一般厌氧填埋场在厌氧条件下无法进行微生物的硝化、反硝化反应,无法完成NH3-N的分解,所以产生的渗滤液的氨氮浓度很高。如深圳盐田垃圾堆放场渗滤液的氨氮浓度为46811mg/L,大田山填埋场为25010~146210mg/L。即使在封场后的广州老虎窿填埋场,其氨氮浓度依然很高(285~665mg/L)。而在有氧条件下,反硝化细菌可利用硝化产物反应生成N2,进而完全分解NH3-N。所以采用好氧填埋和准好氧填埋不仅有效地降低渗滤液中的COD、BOD5,氨氮的浓度也有很好的去除效果。王琪、范洁等报道了渗滤液水质与填埋结构的关系(见表2)。
花岛正孝等



