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《浙江大学》 2008年
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序批式生物反应器处理农村生活垃圾中试研究

楼斌  
【摘要】: 本论文以浙江省富阳市新登镇施村农村生活垃圾为对象,构建了两套生物反应器系统R1(序批式生物反应器)和R2(渗滤液直接回灌型生物反应器),进行了70天左右的农村生活垃圾生物处理中试研究以及后续渗滤液土壤吸附、解吸和净化小试研究,结果表明: (1)系统R1和R2新鲜垃圾在运行进程中的减容率趋势总体一致,试验结束时系统R1和R2新鲜垃圾减容率分别高达57%和53%。 (2)系统R1和R2新鲜垃圾生物反应器上、下层有机质含量以及BDM都经历逐渐减小,最后趋于稳定的类似变化过程。在整个运行期间,系统R1新鲜垃圾生物反应器中垃圾体有机质和BDM下降的速度明显比R2要快,试验结束时系统R1新鲜垃圾生物反应器中垃圾体上、下层有机质含量分别稳定在221.2g/kg和223.5g/kg,BDM分别稳定在19.1%和18.3%。而系统R2新鲜垃圾生物反应器中垃圾体上、下层有机质含量分别稳定在250.2g/kg和264.4g/kg,BDM分别稳定在20.2%和21.1%。 (3)系统R1和R2经过70天左右的运行,填埋垃圾基本不再产生新的渗滤液。试验结束时系统R1和R2新鲜垃圾渗滤液累积水量各自在440L左右,系统问渗滤液量相差很小。 (4)系统R1渗滤液pH值从第3天的4.78开始缓慢上升,基本恒定在6.00~8.00的中性范围内。系统R2渗滤液pH值从中试开始到结束为止一直呈酸性,基本上在5.20左右。 (5)系统R1和R2新鲜垃圾渗滤液COD、VFA浓度变化相差甚远。系统R1渗滤液COD、VFA浓度分别从最初的14800.2mg/L和5689.3mg/L上升到最高点的24770.5mg/L和17932.4mg/L,而后较之系统R2快速下降。试验结束时,COD、VFA浓度分别为10113.1mg/L和1502.3mg/L。而系统R2渗滤液COD、VFA浓度分别从最初的15098.0mg/L和6510.3mg/L快速上升到最高点的41328.4mg/L和34688.0mg/L。但随着时间的延长,渗滤液COD和VFA浓度下降缓慢,始终处于较高状态。试验结束时,系统R2渗滤液COD浓度高居35300.9mg/L,sr~(2+)VFA浓度为23723.4mg/L,分别是系统R1的3.49倍和15.79倍。 (6)系统R1和R2渗滤液TN和NH_4~+-N浓度的变化趋势基本相同,都经历了由低到高、逐渐累积稳定的过程,但两者上升速度和最终累计值不一样。系统R1渗滤液TN和NH_4~+-N浓度分别从开始的502.9mg/L和410.2mg/L不断累积,最终稳定在822.3mg/L和765.5mg/L。而系统R2渗滤液TN和NH_4~+-N浓度分别从开始的567.1mg/L和432.6mg/L不断累积,最终稳定在2790.6mg/L和2309.1mg/L,分别是系统R1的3.39倍和3.02倍。 (7)陈垃圾在运行进程中的减容率很小,排除试验开始因不压实引起的减容率外,试验结束时陈垃圾减容率只有2%,陈垃圾基本稳定化。 (8)陈垃圾生物反应器对渗滤液具有一定的缓冲能力和有机物降解性能,渗滤液出水基本呈中性,COD去除率由一开始的7.4%逐渐上升到最高值的39.2%,然后下降,基本稳定在10.O%左右。 (9)土壤对渗滤液COD和NH_4~+-N的吸附方程符合Langmuir等温吸附方程,吸附量都是随着平衡溶液中各自浓度的增加而增加。由于吸附是放热反应,所以土壤对渗滤液COD和NH_4~+-N的吸附量均随温度的升高而下降,饱和吸附量的大小依次是10℃、20℃和30℃。渗滤液COD和NH_4~+-N的解吸量都是随土壤中各自吸附量的增加而增加,但从土壤中解吸的比例较低。 (10)温度对渗滤液COD在土壤中的净化效果影响较大。20℃和30℃状况下,随着培养时间的延长,渗滤液COD在土壤中的溶出量呈大幅度下降趋势。经过3天的时间,渗滤液A中COD溶出量分别从第0天的1984.8mg/kg迅速下降到第3天的52.0mg/kg和54.2mg/kg。渗滤液B中COD溶出量分别从第O天的768.0mg/kg迅速下降到第3天的54.18mg/kg和50.98mg/kg。3天以后,两种渗滤液COD溶出量均变化很小,浓度很低。而在低温10℃状况下,渗滤液随着培养时间的延长,COD下降缓慢,经过一周的时间,渗滤液A在土壤中COD溶出量仍高达714.0mg/kg。渗滤液B由于本身所含污染物较低,故与20℃、30℃相比净化效果不是特别明显,且随着时间的延长慢慢缩小,一周后渗滤液B在土壤中COD溶出量为98.0mg/kg。 (11)温度对渗滤液NH_4~+-N在土壤中的净化效果影响较大。20℃和30℃状况下,随着培养时间的延长,渗滤液NH_4~+-N在土壤中的溶出量呈大幅度下降趋势。经过5天的时间,渗滤液A中NH_4~+-N溶出量分别从第0天的105.32mg/kg迅速下降到第5天的4.36mg/kg和4.34mg/kg。渗滤液B中NH_4~+-N溶出量分别从第0天的106.38mg/kg迅速下降到第5天的4.38mg/kg和4.34mg/kg。5天以后,两种渗滤液NH_4~+-N溶出量均变化很小,浓度很低。而在低温10℃状况下,渗滤液随着培养时间的延长,NH_4~+-N下降缓慢,经过一周的时间,渗滤液A和B在土壤中NH_4~+-N溶出量分别为33.44mg/kg和33.58mg/kg。 (12)该村生活垃圾经过序批式生物反应器处理后,渗滤液年产生量为10000L,需要396.8m~2土壤经过5天处理后,渗滤液COD和NH_4~+-N溶出量均变化很小,浓度很低。又因为每套生物反应器装置70天左右才排放渗滤液1次,即396.8m~2土壤每年仅处理渗滤液1次,则被土壤吸附的COD和NH_4~+-N,经过1年的时间,势必能得到很好降解。 (13)序批式生物反应器经过70天左右运行后产生的渗滤液经过土壤1次净化后,土壤中Cu增量为0.2mg/kg,Zn增量为0.5mg/kg,再由于这块土壤每年仅净化处理渗滤液1次,则重金属对土壤污染较低。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:X703

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