准好氧填埋场垃圾样品中甲烷氧化菌的群落多样性分析

为了探讨准好氧垃圾填埋场中的甲烷氧化机理,本研究利用RealTime-PCR和PCR-DGGE技术对其中的甲烷氧化菌分别进行了定量分析和群落多样性分析。研究结果表明,PCR-DGGE技术可以用于垃圾样品中甲烷氧化菌的微生物多样性分析;在距导气管0、2.5、5.0、10.0和15.0 m处垃圾样品中甲烷氧化菌的数量分别为1.13×109、2.22×108、2.38×108、2.20×107和5.21×106g-1,呈现逐渐降低的趋势;垃圾样品中甲烷氧化菌的丰富度和香侬多样性指数依次为:0 m>2.5 m>5.0 m=10.0m>15.0 m,此外,垃圾样品中甲烷氧化菌可归为:Methylocaldum(甲基暖菌属)、Methylobacterium(甲基杆菌属)和Methylocystis(甲基孢囊菌属),且优势菌种为Type I型Methylocaldum。

垃圾压实密度对模拟回灌型准好氧填埋场稳定进程影响的试验研究

在室内模拟试验条件下,研究了不同垃圾压实密度对模拟回灌型准好氧填埋场稳定进程的影响。经过近630d的试验,对于压实密度分别为671.47kg/m3、524.02kg/m3和430.18kg/m3的2#、3#和4#模拟垃圾柱,其渗滤液COD值由试验前的50000mg/L分别降至试验结束时的2210mg/L、2790mg/L和2090mg/L,氨氮质量浓度由最高时的约1300mg/L分别降至45.1mg/L、12.1mg/L和4.96mg/L,垃圾柱累积表面沉降量分别为97.2cm、122.5cm和152.7cm。研究表明,回灌型准好氧填埋场具有加速沉降,改善渗滤液水质的优势;并且垃圾压实密度越小,模拟准好氧填埋场前期好氧反应进行得越激烈,垃圾体的温度越高,渗滤液水质(COD、氨氮)越快得到改善,填埋垃圾的沉降越快,稳定速率也越快。因此在进行该类填埋场的设计和运行时,要适当控制填埋垃圾的压实密度。

填埋期模拟准好氧填埋场的渗滤液水质特征

采用室内试验,模拟填埋期回灌型准好氧填埋场垃圾渗滤液水质变化特征。结果显示,新鲜垃圾的定期填入使渗滤液水质产生明显波动,其主要水质指标(COD、NH3-N等)不存在如非填埋期渗滤液水质指标持续下降的变化规律,表明即使对于回灌型准好氧填埋场,当其已填埋垃圾规模较小时,其处理渗滤液的能力和抵御新填入垃圾干扰的能力均是十分有限的。本研究有助于填埋期垃圾渗滤液的合理回灌。

准好氧填埋场渗滤液COD衰减规律研究

准好氧填埋被认为是最大限度的利用自然循环和分解机制,可以大大缩短填埋场稳定化的时间。本文以室内对比试验为依托,定期采样观测,并建立填埋场渗滤液COD浓度随时间变化的数学模型,从而为研究准好氧填埋场稳定化进程,为准好氧填埋场在我国的深入研究和工程应用提供理论依据。

模拟准好氧填埋场填埋气分布规律研究

采用室内试验,研究不同区域、不同时段填埋气中CH4、CO2的变化情况,并根据导气管距离变化、不同部位温度及渗滤液pH值的变化趋势,分析各因素对准好氧填埋场填埋气的影响。结果表明：准好氧填埋场中不同区域的填埋气中均含有一定量的CH4,但其比例较厌氧填埋场明显偏小,一般最大不超过30%;填埋气中CH4及CO2含量具有下层〉上层特点,稳定期下层填埋气中CH4比例维持在20%~30%,而上层CH4浓度始终小于5%。离导气管距离越远,CH4浓度越高。当pH值大于6.4和7.1时有利于CO2和CH4的产生,最大百分含量分别达到29%和32%。

回灌型准好氧填埋场沉降特征模拟研究

分析了回灌型准好氧填埋场封场后出现沉降的机理和过程,进行回灌型准好氧填埋场沉降的室内模拟试验。结果表明,封场后固结沉降主要发生在前15 d,降解沉降主要发生在前5个月,两者沉降量分别约占总沉降量的43.8%～52.7%和47.3%～56.2%,垃圾填埋高度的14.7%～22.6%和18.8%～21.5%。导气管的存在使回灌型准好氧填埋场出现不均匀沉降,而且由于空气供应量的差异,距导气管越远,沉降量与沉降比例越小。直径为4.5 cm的导气管的影响半径约为240 cm,对与导气管不同距离监测点的沉降比例进行曲线拟合,得到拟合曲线y=7×10^(-7)x^2-0.0007x+0.4541(0≤x≤240 cm)。根据拟合值得到不均匀沉降形成的坡度为6.05°,在设计与安装回灌设施和填埋气处理设施时需考虑因沉降不均匀形成的坡度。

矿化垃圾作回灌型准好氧填埋场日覆盖材料的适宜性研究

本文在对矿化垃圾的基本性质进行测定的基础上,将其作为填埋场覆盖材料进行室内模拟实验。结果显示:经过筛分后的矿化垃圾细料可作为回灌型准好氧填埋场的日覆盖材料,除了具有日覆盖材料的常规功能外,还有净化渗滤液的能力;矿化垃圾对渗滤液中污染物的净化能力优于普通砂土;矿化垃圾作日覆盖材料的最佳粒度为d≤3mm,最优厚度为13cm,双层结构对污染物的净化能力优于单层结构。所以矿化垃圾是一种性能良好的日覆盖替代材料。

准好氧填埋场氮素形态变化及转化特性研究

通过实验室填埋柱模拟实验,考察了准好氧生物反应器填埋场稳定化过程中氮素的形态变化和转化特性.根据渗滤液水质及N2O气体浓度变化特性,将垃圾降解过程分为4个阶段,即初期（2~50d）、中期（52~138d）、后期（140~214d）和末期（216~262d）.研究了渗滤液中NH＋4-N、TKN、TN、有机氮（Org-N）、NO-2-N、NO-3-N及气体N2O在垃圾降解过程中的变化规律,并依据氮素的变化规律探讨了这4个阶段中氮素的转化途径.结果表明：初期氮的转化途径主要是氨化作用和反硝化作用;中期主要是氨化作用和同时硝化反硝化作用;后期和末期硝化作用强于反硝化作用.

好氧生物反应器填埋场的渗滤液回灌量研究

为了研究渗滤液回灌量对好氧填埋场稳定化进程的影响,通过模拟实验,探讨了不同回灌量时,好氧填埋场固相垃圾与渗滤液特性的变化趋势,填埋周期为122 d.结果表明,不同的渗滤液回灌下各反应器中填埋垃圾的含水率始终保持在70%左右;填埋过程中,回灌量为20%的反应器填埋垃圾中总有机质含量、(半纤维素+纤维素)/木质素比(Q)值与沉降量变化速度最快,至填埋结束时,总有机质含量与Q值较其他反应器低8.9%～14.6%和9.9%～16.9%,沉降量较其他反应器提高了6.6%～13.3%;在20%回灌量下,整个填埋周期填埋场所产渗滤液中的还原性有机物的量较10%、15%、30%和全回灌分别低9.8%、12.5%、17.8%和14.9%,氨氮在52 d,即降至25 mg/L,达到GB 16889—2008所规定的垃圾填埋场渗滤液氨氮排放浓度值,较其他反应器提前7～21 d.

温度对好氧生物反应器填埋场稳定化进程的影响

为研究填埋温度对好氧生物反应器填埋场稳定化进程的影响,通过模拟实验,探讨了渗滤液及填埋垃圾性质随温度变化的趋势.结果表明:在20～40℃温度下,随着温度提高,渗滤液化学需氧量和氨氮消减速度越快;40℃条件下,氨氮在56 d达到国家生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889—2008)规定的垃圾填埋场渗滤液氨氮排放浓度限值,比20℃时早84 d;温度越高,填埋过程中渗滤液累计产量越少,固相垃圾含水率与总有机碳含量的下降速度越快,垃圾降解越彻底;填埋结束时,填埋场稳定速度较快,垃圾体的沉降性能好,表明较高温度有利于加速填埋场的稳定化进程.

厌氧与准好氧生物反应器填埋场渗滤液水质变化及脱氮特性对比研究

将新鲜垃圾分别装填到厌氧柱和准好氧柱中模拟厌氧生物反应器填埋场和准好氧生物反应器填埋场,其中厌氧柱和准好氧柱分别运行190、262d。通过考察渗滤液水质变化,对比分析了厌氧柱与准好氧柱内垃圾稳定化进程及脱氮特性。结果表明,厌氧柱垃圾稳定化程度很低且出现NH+4-N积累的现象。相反,准好氧柱显著加速了垃圾的稳定化进程,实验结束时渗滤液COD和挥发性脂肪酸(VFA)的去除率分别达98.0%和99.5%,柱内SO2-4/Cl-小于0.1,明显低于厌氧柱(SO2-4/Cl-在0.4左右波动);准好氧柱中NH+4-N和TN的去除率高达96.3%、96.9%,在52～126d的运行期内,NH+4-N去除速率约为19mg/(L·d),表明准好氧柱具有很强的原位脱氮能力。综上可知,准好氧生物反应器填埋场比厌氧生物反应器填埋场有明显的技术优势。

准好氧填埋渗滤液中含氮污染物空间变化规律

就不同层次准好氧填埋渗滤液的氨氮和总氮浓度的动态变化规律进行研究,结果表明:在3个层次的渗滤液中,氨氮和总氮浓度均呈现稳定下降的规律。在试验58周时,上、中和下层渗滤液中氨氮的浓度分别降至45.6、329和820mg/L,下降率分别为86.5%、81.7%和72.8%;在3个层次的渗滤液中,上、中和下层总氮浓度,分别由开始的2207、3511和5751mg/L降至313、240和1228mg/L,呈稳定下降的规律,可以看出,准好氧填埋结构对氨氮和总氮去除有较好的效果。

不同氧浓度下甲烷氧化耦合反硝化及微生物协作机制研究

为了研究不同氧浓度条件下甲烷氧化与反硝化的耦合关系,采用三套浸出床生物反应器模拟了准好氧填埋场中的微好氧和缺氧环境,探讨了甲烷氧化与反硝化的耦合作用,分析了相关微生物群落。结果表明:微好氧系统和缺氧系统的最大反硝化率分别为100%和85.67%,最大反硝化效率分别为16.54 mmol/(L·d)和9.88 mmol/(L·d);未通甲烷的对照系统中无反硝化现象,微好氧和缺氧系统均有良好的甲烷氧化耦合反硝化相关性;30%~40%二氧化碳的通入可使两个系统的pH分别稳定在7.6和7.4,对反硝化碱度累积有良好的缓冲作用;甲烷氧化的优势菌为甲基杆菌和甲基单胞菌,耦合的反硝化菌主要为甲基芽孢杆菌。

导气管管径对准好氧生物反应器填埋场碳氮污染物转化的影响

通过建立3个不同导气管管径(Ф25 mm,Ф50 mm,Ф75 mm)的准好氧生物反应器填埋场,探究了导气管管径对其碳氮污染物转化的影响.研究表明,准好氧生物反应器填埋场渗滤液总氮、氨氮、CODCr、TOC的降解均符合线性-指数复合模型,且当导气管管径由25 mm增大至50mm时,可明显提高其降解速率,分别由0.00323、0.00474、0.01177、0.0059 d-1提高至0.01921、0.02267、0.01617、0.01253 d-1;由50 mm进一步增大至75 mm时,渗滤液碳氮污染物的降解速率也有小幅提高.导气管管径的增大有利于填埋体内碳氮污染物的去除,由Ф25 mm增大至Ф50mm时,碳氮污染物去除率明显提高,且只有很少部分转移至液相中,同时氮污染物和碳污染物的气化率分别提高了33.42%和10.74%;进一步增大至Ф75 mm时,碳氮污染物去除率也有一定程度提高.导气管管径越大,固相中碳氮物质剩余率越低,液化率越低,气化率越高.

渗滤液回灌比例对好氧生物反应器填埋场稳定化进程的影响

为研究回灌比例对好氧生物反应器填埋场稳定化进程的影响,探讨了回灌比例为15%、20%、25%、30%和全回灌（体积分数）时,反应器所产渗滤液及填埋垃圾性质在不同回灌比例下变化的趋势,填埋周期为198 d。结果表明：回灌比例为25%的反应器所产渗滤液中的氨氮于135 d达到GB 16889-2008所规定的垃圾填埋场渗滤液氨氮排放浓度限值,较其他反应器提前3~49 d,整个填埋周期所产还原性有机物较其他回灌量低2.11%~20.16%;且有机垃圾降解速度最快,至填埋结束时,沉降率为75.13%,比其他反应器多0.87%~2.63%,总有机质和纤维素含量分别为48.47%和7.39%,较其他回灌比例分别低0.61%~5.52%和0.2%~0.64%,表明25%的回灌比例有利于快填埋场的稳定化进程。

准好氧填埋工艺垃圾重金属的污染特征

针对某准好氧填埋场,分析了填埋1~5年的陈垃圾及其浸出液中重金属的含量变化,并进行了污染风险评价,结果表明,垃圾中重金属含量随填埋时间的延长呈现一定的增加趋势,且导气管附近(0 m)垃圾样品重金属含量整体要高于距离导气管较远处(15 m)的样品中重金属含量。重金属As、Cd和Hg严重超过GB 15618—1995《土壤环境质量标准》三级标准限值,重金属Zn、Pb和Cr均未超过标准限值。垃圾浸出液中,重金属Zn、As、Cd、Pb和Cr含量均低于地表水环境质量标准的限值(Ⅱ类)。而Hg浓度超标,为标准限值的34倍~68倍(0 m)和38倍~90倍(15 m)。在污染指数评价中,内罗梅综合污染指数均大于3,为重度污染。

村镇生活垃圾管理研究与实践

建立完善的村镇生活垃圾收集系统是改善村镇环境卫生的基本条件，村镇生活垃圾需要实行有限度的收集和适度处理才能和我国广大村镇经济社会发展水平相适应，本文针对我国目前村镇生活垃圾管理中面临的问题，根据研究和实践论述了村镇生活垃圾分类收集的比要性和可行性，并对生活垃圾处理设施的规划、收集与运输、处理方式提出了探索方案。

Advanced removal of organic and nitrogen from ammonium-rich landfil leachate using an anaerobic-aerobic system

A novel system coupling an up-flow anaerobic sludge blanket(UASB) and sequencing batch reactor(SBR) was introduced to achieve advanced removal of organic and nitrogen from ammonium-rich landfill leachate. UASB could remove 88.1% of the influent COD at a volumetric loading rate of 6.8 kg COD·m-3·d-1. Nitritation–denitritation was responsible for removing 99.8% of NH+4-N and 25% of total nitrogen in the SBR under alternating aerobic/anoxic modes. Simultaneous denitritation and methanogenesis in the UASB enhanced COD and TN removal, and replenished alkalinity consumed in nitritation. For the activated sludge of SBR, ammonia oxidizing bacteria were preponderant in nitrifying population, indicated by fluorescence in situ hybridization(FISH) analysis. The Monod equation is appropriate to describe the kinetic behavior of heterotrophic denitrifying bacteria,with its kinetic parameters determined from batch experiments.