矿化垃圾生物覆盖层减少垃圾填埋场CH_4、N_2O和CO_2释放的效应研究

对利用矿化垃圾构建生物覆盖层以削减填埋场温室气体的释放问题进行了深入研究,分析了环境因素对CH4释放的作用,考察了作为生物覆盖层材料的矿化垃圾的厚度变化对CH4氧化的影响.结果表明,温度为5～45℃时,矿化垃圾对CH4的氧化速率平均值分别约为黏性土和砂性土的2.35和4.71倍,CH4氧化速率随温度的升高而增加,并在35℃时达到最大值.当含水率w为16％ ～ 24％时,纯矿化垃圾覆盖层、半矿化垃圾覆盖层和砂性土覆盖层CH4氧化能力均达到最大.砂性土覆盖层和半矿化垃圾覆盖层CH4释放通量平均值分别为纯矿化垃圾覆盖层的329.8倍（P＜0.05）和91.7倍（P＜0.05）,添加矿化垃圾填料会增加覆盖层N2O释放通量,纯矿化垃圾覆盖层N2O（以N计）释放通量平均值分别为半矿化垃圾覆盖层和砂性土覆盖层的2.1倍（P＜0.05）和3.5倍（P＜0.05）.

生物覆盖层基质对垃圾填埋场甲烷氧化的影响

生物覆盖层甲烷氧化是填埋场甲烷减排的重要途径,覆盖层基质性能对其甲烷氧化能力影响较大。选用≤1mm堆肥物(1#基质)、≤1mm堆肥物+陶粒(2#基质)、≤1mm堆肥物+陶粒(3#基质)、1～2mm堆肥物(4#基质)、2～3.2mm堆肥物(5#基质)等5种不同类型的生物覆盖层基质,在实验室内模拟研究填埋场生物覆盖层的甲烷生物氧化状况,旨在为筛选垃圾填埋场甲烷高效氧化的生物覆盖材料提供科学依据。试验结果表明:粒径对基质氧气传输能力的影响不明显;不同基质的甲烷氧化能力存在显著差异,纯堆肥物基质(1#、4#和5#基质)几乎没有甲烷氧化能力,堆肥物+陶粒(1:1(V:V))的复合基质(2#、3#基质)的甲烷氧化效率高达100%。堆肥物-陶粒复合基质为甲烷氧化细菌营造了良好的环境,改善了生物覆盖层内的气体传输性能,是一种适宜的填埋场生物覆盖层基质材料。

不同生物覆盖层厚度对甲烷氧化的影响研究

利用和强化垃圾填埋场生物覆盖层的甲烷氧化能力是控制垃圾填埋场温室气体排放的一种经济和有效的手段。以陶粒和堆肥复合基质生物覆盖层为研究对象,采用实验室模拟柱试验方法对不同厚度(30～80 cm)生物覆盖层的甲烷氧化行为进行为期4个月的研究。试验结果表明,不同厚度生物覆盖层的甲烷氧化速率以30 cm厚度最佳;生物覆盖层氧气的空间分布与柱中甲烷氧化活动有显著的交互影响;以碳同位素(δ13C)测得80 cm生物覆盖层中甲烷的氧化率为41.73%。

垃圾填埋场覆盖材料改性污泥的甲烷氧化动力学

在实验室模拟条件下,以粉煤灰改性污泥为垃圾填埋场生物覆盖材料,分析了初始甲烷浓度、初始氧气浓度对甲烷氧化效率的影响,并测定了甲烷氧化动力学方程及动力学参数,旨在为材料实际工程应用提供理论依据.结果表明:初始CH4、O2浓度制约生物覆盖材料的甲烷氧化效率,初始CH4、O2浓度越高,材料甲烷氧化能力越强;甲烷氧化过程符合2级动力学方程-dV(CH4)/dt=kV(CH4)V(O2);利用Michaelis-Menten模型得出覆盖层材料的最大氧化速率Vmax为2.54μmol g-1h-1,半速常数Km为0.49μmol.

长山列岛底栖海藻的分布和丰盛度

长山列岛自然条件优越,初步调查,底栖海藻共有100种,其中45种属经济海藻。在各大岛屿,潮间带底栖海藻的覆盖度可达4级(50～75％)。许多优势种的生物量较大,如羊栖菜Sargassum fusiforme(Harv)Setch.、海罗Gloiopeltis furcata(Postet Rupr)J.Ag、缘管浒苔Enteromorpha linza (L.)J.Ag.、鹿角菜Peltetia siliguosa Tseng et C.F.Chang.肠髓藻Mgelephycus caespitosus Kjellm.和海雹菜Brachytichia guoyi(C.Ag.)Born et Flah.等。 各岛屿藻类的水平分布基本上是由东南向西北递减,即分布在东南端的海洋岛藻类种类最多,獐了岛(?),位于西北端的广鹿岛种类较少。 调查和分析各岛屿海藻群落的生境,基本属于:岩岸、石砾、泥沙滩和沙滩四种,不过有些生境并不典型,常形成混合型。

垃圾填埋场覆层甲烷生物减排技术综述

垃圾填埋场服役期间会因微生物降解有机物释放大量甲烷,即使有气体收集装置,仍有甲烷逃逸到大气中。甲烷气体是造成温室效应的重要气体之一。甲烷氧化菌是以甲烷为唯一碳源的微生物,具有其优良的甲烷氧化效能。在中小型填埋场、老旧填埋场及开启集气装置已不再经济的大型填埋场,可在填埋场覆层中掺入甲烷氧化菌,对甲烷进行生物氧化,减少垃圾填埋场的甲烷释放量,从而减少温室效应,达到环保的目的。文章回顾了近些年国内外对甲烷氧化菌及其甲烷氧化效能的相关研究,对甲烷氧化菌的分类及其甲烷氧化机理,影响甲烷氧化菌氧化效能的因素以及甲烷氧化菌在垃圾填埋场中的应用等研究成果进行了总结,并对其今后的研究和应用提出了展望。

pH对生物炭改性土甲烷氧化速率的影响

为提高垃圾填埋场生物覆盖层的微生物甲烷氧化能力,本文通过培养瓶试验与土柱试验研究了pH对水稻秸秆生物炭改性土的微生物甲烷氧化速率的影响。结果表明,生物炭是碱性材料,降低生物炭改性土的pH能显著提升其甲烷氧化性能,当生物炭改性土(炭掺量20%)的pH从10.4降低到5.8时,其甲烷峰值氧化速率是初始值的5倍。土柱尺度下,pH=5.8时的稳定甲烷氧化速率是pH=10.4时的5.5倍。这是由于弱酸性下生物炭改性土中甲烷氧化菌与甲烷单加氧酶的活性最高。受土柱堆积情况与空气流通影响,土柱上部的甲烷氧化速率高于下部,大尺度下的甲烷氧化速率明显小于小尺度。

地被植物营养繁殖苗机械喷射附着绿化技术

为适应对环境质量日益严格的要求、提高绿地的观赏功能以及简约绿地养护管理,日本成功地开发了地被植物营养繁殖苗的机械喷附绿化技术,为节省投入的前提下进行大面积景观绿地建设提供了技术可能。该技术不仅适用于坡地的绿地建设,还适用于广场绿化与机场绿化等处。

草原露天煤矿排土场重建植被与土壤相关性研究

2016-2018年,对采用两种处理(处理A为植物混合播种+生物笆覆盖,处理B为植物混合播种)的锡林浩特西二露天煤矿排土场重建植被演替状态和土壤理化性质进行了比较研究。结果表明:两种处理在植被演替第9-11年,豆科和禾本科植物适应性较强,处理A植物种数较多,地上生物量较大;植物群落演替过程中部分人工种植植物仍然存活,并且出现草原优势种侵入现象,表明植物群落处于正向演替;两种处理人工种植的小叶锦鸡儿、柠条锦鸡儿均可生长,处理A长势较好,而人工种植的紫花苜蓿、披碱草、大针茅、糙隐子草、冰草处理A生长稳定,处理B沙打旺和糙隐子草生长稳定,处理A更有利于人工种植种苗期的生长;土壤0-10cm层pH呈碱性,两种处理年际间土壤有机质含量下降,速效磷、速效氮含量在年际间未呈现规律变化,处理A有机质、速效氮含量比处理B高,生物笆覆盖有利于植物定居和土壤改善。

垃圾填埋场生物覆盖材料筛选及甲烷减排

通过模拟柱实验研究了消化污泥、矿化垃圾和黏土作为垃圾填埋场生物覆盖材料的甲烷氧化能力。3种材料的甲烷日氧化率平均值、总氧化率和氧化速率V(CH4)分别是:消化污泥10.27%、75.82%、1.76 mmol/(kg·d);矿化垃圾11.05%、75.61%、2.04 mmol/(kg·d);黏土9.05%、68.15%、1.33 mmol/(kg·d),消化污泥和矿化垃圾对甲烷的氧化能力均大于黏土。进一步探讨了消化污泥中添加粉煤灰、建筑垃圾和黏土进行改性后对甲烷的氧化能力,考察了改性污泥的渗透系数和抗压强度。结果表明:粉煤灰对消化污泥的改性效果最好,其日氧化率平均值、总氧化率和V(CH4)分别达到17.27%、92.37%和2.35 mmol/(kg·d),粉煤灰与消化污泥以1∶1～1.5∶1混配后可满足填埋场对覆盖材料渗透系数和抗压强度的要求。

呼吸型填埋场覆盖层技术研究Ⅱ：呼吸型覆盖层的甲烷氧化性能研究

基于前期研究构建的热动力自充氧装置,研究了模拟呼吸型自充氧覆盖层(2.4m×0.85m×3.6m,长×宽×高)对甲烷氧化性能的影响.结果表明,在垃圾快速降解期内,40cm厚自充氧覆盖层中的O2含量始终保持在15%以上,释放到外界的填埋气中CH4含量在检出限以下,与传统覆盖层技术相比,CH4含量最大可削减76.5%.通气管路的对比研究进一步表明,自充氧覆盖层技术克服了传统覆盖层内部O2不足的瓶颈,充氧速率的增加在一定程度上有助于CH4转化.利用热动力改变覆盖层内的气体组成结构,提高了O2含量和好氧微生物的活性,进而增强CH4转化效果.该技术为中小型填埋场控制温室气体排放提供了新的途径和思路.

挂膜沸石覆盖技术修复富营养化水体的研究

将从水体沉积物中分离得到的硝化细菌、反硝化细菌固定在沸石上,利用挂膜沸石覆盖技术修复扬州段古运河和西安某人工湖两种富营养化水体。结果表明,对于沉积物的氮释放特性不同的两种水体,挂膜沸石覆盖技术均能有效抑制其内源氮的释放。扬州段古运河沉积物呈现初期释放氨氮、后期转化为硝态氮的特征,表面覆盖挂膜沸石层48 d后,上覆水体的TN浓度为0.34 mg/L(以硝态氮为主),沉积物中21%的总氮被去除。人工湖的沉积物则呈现持续释放氨氮的特征,以挂膜沸石层覆盖修复40 d后,上覆水体的TN浓度为0.49 mg/L(以氨氮为主),沉积物中52%的总氮被去除。

覆盖土催化甲烷生物氧化的材料优选与动力学模型

填埋场覆盖材料在甲烷减排中起至关重要的作用,但覆盖材料的筛选及其生物特性的有效评估仍存在困难。以重庆地区填埋场覆盖土为甲烷氧化材料建立反应器,通过材料复配和含水量等影响因子优化手段强化了氧化效果,最大甲烷氧化效率高达32.40 mol·(d·m^2)^(-1)。以经典Monod方程和固定床轴向扩散模型为基础,推演了反应器中甲烷的迁移转化过程,以稳态方程对监测结果拟合,结果十分理想(R2=0.94~0.99),能够较好地描述甲烷在反应器中的扩散和氧化过程。甲烷浓度为13%~28%时,推演半饱和常数KS为0.007~0.016 g·L^(-1),与以往报道(KS为0.06~2.07 g·L^(-1))相比表明该覆盖材料对甲烷有较强的亲和氧化能力。该研究成果为覆盖材料的优选和生物特性评估提供了指导。

密闭集气罩对污泥生物干化脱水效果的影响

CTB好氧生物干化工艺所配置的密闭集气罩在提高污染气体收集效率的同时,也会对污泥生物干化的脱水效率产生影响。研究结果表明,当鼓风量为4 680 m3/h、引风量为1 000m3/h时,加设密闭集气罩可提高生物干化的脱水效率;在此基础上增大鼓风量或减小引风量均会增加堆体上方空气湿度,不利于污泥的生物干化;从高温期第5天起,即使所设引风量较低,罩内壁也不产生冷凝水,因此蒸发的水分不会返回堆体而降低干化效率。