生物反应堆填埋场渗滤液循环研究

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:llsnow_2009
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卫生填埋是当今城市固体废物处理的主要方法之一,无论是发达国家还是发展中国家在未来相当的一段时间内,仍将主要使用这种方法处置城市固体废物。对于传统的包容填埋场,有人认为它就像一颗“定时炸弹”,随时可能对环境尤其是对土壤和地下水造成污染。因此,反应堆型的填埋场(BL)越来越受到人们的重视。对于一个反应堆型的填埋场,采用渗滤液循环是最简单易行的措施。在渗滤液循环的实践中,人们发现了这样或那样的问题。在一个厌氧反应堆中,第一阶段即酸化阶段(包括甲烷形成三阶段理论中的水解产酸和产氢产乙酸阶段)是决定性阶段。这一阶段可能因VFA升高而抑制反应继续进行,本文提出通过①混合生物处理②改变循环频率③调节pH值三种方法减轻或避免VFA的影响。通过实验我们得到以下结论: (1)BL作为MSW土地处理方法的一种,可以有效地加速固体废物的稳定化。渗滤液循环作为实现反应堆的一项技术,是实现“生物反应”的最简单有效的方法。循环可以保持较好的湿度,促进微生物的驯化和繁殖。循环进程中,渗出液有机污染物浓度下降迅速,变化十分明显。实验中初始渗滤液COD在4000mg/L左右,经过二个月的单独渗滤液循环,降至1000mg/L。实验能够描述这一初始渗滤液浓度固体废物填埋场的稳定化进程。总之,采用渗滤液循环技术,从废物稳定化的角度考虑,是经济可行、简单易操作的,并且在实际填埋场中也可以应<WP=73>用。 (2)采用“好氧+厌氧”形式的反应进程,目的在于消除填埋场中固体废物厌氧消化产氢产乙酸阶段pH的降低对反应带来的不利影响。从这一点来说,这种方法是可以做到的,实验在本应出现的产酸阶段强制通风,完全抑制了产酸阶段的出现。反应堆更加稳定,好氧条件下固体废物的降解也更加迅速。但是,对于有机物的降解,第二阶段采用厌氧方式是不利的。停止供氧且继续采用渗滤液循环,渗出液COD的变化趋势大大减缓。另外,对于这种方法我们想要实现的两相分离,结果也是不明确的。混合通氧方式,除非有确实的数据证明其在填埋场条件下运行良好且经济可行,其实用性需要详细地考虑。两相分离是我们在固体废物厌氧消化中想达到的目标,利用好氧阶段水解、厌氧阶段产气有助于反应堆的运行和生物气回收。这方面有待进行进一步深入研究。 (3)循环频率也是在影响循环进程中重要的参数之一。实验得出,厌氧反应堆效率可以通过改变循环频率得以提高,在初期采用较慢的循环频率而随着反应的进行加速循环频率。这与理论存在一定差距。在产酸阶段采用间歇循环的方法也是可行的,但是在产酸阶段结束后,应该采用连续循环或者采用更高的循环频率。实际上,间歇循环也是降低循环频率的方法之一。对于我国现阶段大部分填埋场来说,做到好氧循环是有一定困难的。因此,对厌氧循环进程的改进就显得尤为重要。在有机物厌氧消化过程中,起决定性作用的阶段是第一阶段即水解产酸阶段。在这一阶段中,我们应该减小循环频率。也就是说,尽可能减少滤液的循环。(4)同样,为了消除厌氧反应进行中由VFA带来的不稳定因素,我们可以在循环中加入pH缓冲剂。实验证明采用文中描述的两种缓冲<WP=74>剂改变渗滤液循环运行条件是可行的。而且渗滤液调蓄池即可作为调节池。使用熟石灰调节pH值,效果明显、用量少。在循环中加入熟石灰可能会引起柱中局部地区碱的积累引发硬凝作用,造成垃圾柱的堵塞。粉煤灰也可作为缓冲剂使用而且用量比较大。这样减轻了粉煤灰对环境的危害,但调节池中沉淀煤灰累积的问题有待处理。如果采用渗滤液灰柱过滤或是在填埋场中添加粉煤灰层,需要考虑灰粉流失和出水堵塞。另外,我们也可以参考污水处理中的某些方法调节pH值。如加入碳酸钠,使系统具有较强的缓冲能力而控制系统于有利于反应进行的pH值。(5)我们可以看出,三种方法对掩盖VFA的负面影响都是有效的,后两种方法对反应堆的运行是有利的。但是,不论对于什么形式的循环的BL,反应只能降解有机底物,而对于填埋场中高浓度的无机物质,如盐类、重金属等,都没有明显去除作用。采用BL形式的卫生填埋场,循环结束后出水仍需处理。 渗滤液循环是一项非常有前途的技术,有待于我们进一步研究。
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