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加速新鲜垃圾稳定化的回灌工艺研究

孙晓杰  
【摘要】: 渗滤液回灌具有加速新鲜垃圾稳定化、改善渗滤液水质,减少渗滤液水量、加速垃圾沉降等优点。但是我国在采用新鲜垃圾填埋层进行渗滤液直接回灌时,出现了渗滤液水质较长时间维持酸化性质、有机物浓度难以下降以及氨氮浓度高等问题,从而阻碍了新鲜垃圾的稳定化进程以及填埋场渗滤液回灌技术的应用。而矿化垃圾处理渗滤液具有较好的效果,且工艺流程和设备维修简单,基建投资低,运行管理方便,处理成本低。 本课题为了加速新鲜垃圾稳定化,在矿化垃圾处理渗滤液研究的基础上,将渗滤液原液回灌工艺和矿化垃圾处理渗滤液两种技术结合起来,通过考察垃圾渗滤液水质水量以及垃圾沉降的变化规律,对不同通风条件的新鲜垃圾反应器产生的渗滤液经过矿化垃圾处理后循环回灌进行了为时一年的研究;在研究的基础上提出了加速新鲜垃圾稳定化的回灌新工艺,为解决垃圾填埋场新鲜垃圾稳定化周期长提供了一种新的工艺选择。针对研究中出现的堵塞问题,初步探讨了矿化垃圾反应器堵塞原因、预防和解决办法,得到以下主要结论: (1)对矿化垃圾处理渗滤液的研究表明:自然通风工艺优于传统工艺。传统工艺与自然通风工艺的平均出水COD浓度分别为1076mg/L和726mg/L,平均出水氨氮浓度分别为315mg/L和123.7mg/L;平均COD去除率分别为78.5%和85.5%,平均氨氮去除率分别为71%和89%。 (2)新鲜垃圾反应器处于厌氧和自然通风条件下,产生的渗滤液经过矿化垃圾处理后循环回灌(厌氧回灌工艺和自然通风回灌工艺),可有效的解决渗滤液直接回灌导致的渗滤液长时间酸化、有机物浓度和氨氮浓度高等问题,从而加速了新鲜垃圾稳定化。其中自然通风条件下加速垃圾稳定化的效果优于厌氧条件。渗滤液COD浓度降到1000mg/L,自然通风回灌工艺仅需100天,厌氧回灌工艺需2.2年。 (3)新鲜垃圾反应器处于表面复氧条件时,采用两个矿化垃圾反应器交替处理新鲜垃圾产生的渗滤液后循环回灌(交替式回灌工艺),可以很好的解决回灌中矿化垃圾反应器出现的堵塞问题,从而加速新鲜垃圾稳定化。按照堵塞前的拟合关系式预测,COD浓度要降到1000mg/L,需要2.1年。按照堵塞后采用交替式回灌工艺的拟合关系式预测,COD浓度要降到1000mg/L,需要320天。 (4)根据反应器中矿化垃圾总有机碳含量的变化,初步认定矿化垃圾反应器堵塞的主要原因是渗滤液中有机悬浮物在矿化垃圾表层的截留与吸附造成的。 (5)通过矿化垃圾累计降解污染物的量的变化,提出了矿化垃圾极限负荷和临界负荷的概念,为预防堵塞问题提供了判断指标。在操作中,应根据实际情况避免矿化垃圾反应器达到极限负荷或临界负荷。试验结果表明,在本试验控制的水力负荷、COD负荷的条件下,交替式回灌工艺和厌氧回灌工艺的COD极限负荷分别为69gCOD/kg垃圾和52.2 gCOD/kg垃圾;COD临界负荷分别为20.9gCOD/kg垃圾和55 gCOD/kg垃圾。 (6)根据试验结果提出了加速新鲜垃圾稳定化的渗滤液回灌新工艺。为实现垃圾填埋场的可持续利用开创了新的途径。


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