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随着经济的发展和人民生活水平的提高,生活垃圾产生量逐年增加,而生活垃圾处理不当会破坏自然环境并影响人类的生活,因此生活垃圾的处理处置一直是研究的热点。近年来,生活垃圾的准好氧填埋日益成为国内外学者的研究热点之一。回灌型准好氧填埋场不需要强制通风,能够加快填埋场的稳定化进程,减少甲烷气体排放,同时能够降低填埋场渗滤液中污染物的浓度,因此回灌型准好氧填埋场对生活垃圾的处理意义重大。
本文通过实验室模拟填埋实验,重点探讨了准好氧填埋在渗滤液污染物浓度降低、垃圾稳定化以及甲烷减排方面的效果。本文得到的主要结论如下:
1.准好氧填埋的渗滤液回灌能够有效地去除渗滤液中的污染物,更为重要的是,回灌型准好氧填埋解决了厌氧填埋渗滤液中氨氮积累的问题。1#-6#柱渗滤液中CODCr浓度最大值分别为:55000mg/l、58000mg/l、56000mg/l、63000mg/l、53000mg/l、65000mg/l。第161天时准好氧填埋柱渗滤液的CODCr浓度为1500mg/l-6700mg/l,CODCr的去除率88%-97%。而厌氧填埋的两个对照实验柱的CODCr为20000mg/l、23000mg/l,CODCr的去除率分别69%、65%。第161天时准好氧填埋柱渗滤液的NH3-N浓度为216mg/l-578mg/l,NH3-N的去除率68%-88%。而厌氧填埋的两个对照实验柱的NH3-N浓度为2232mg/l、2372mg/l,NH3-N的去除率分别为12%、4%。
2.回灌型准好氧填埋能够促进垃圾体内物质降解,加速填埋场的稳定化。第161天时准好氧填埋柱垃圾体的累计沉降率达到了48%-63%,而厌氧填埋的两个对照实验柱的累计沉降率分别为38%、50%;准好氧填埋柱垃圾体的BDM下降了86%-91%,而厌氧填埋的两个对照实验柱的BDM分别下降了72%、77%。
3.回灌型准好氧填埋有效地减少了甲烷的排放;与厌氧填埋相比,准好氧填埋能够削弱填埋气的温室效应。准好氧填埋柱的填埋气中CH4的含量为16%-19%,而厌氧填埋的两个对照实验柱的填埋气中CH4的含量分别为37%、39%。1#、2#、3#准好氧填埋柱与4#厌氧填埋柱对比,填埋气的温室效应分别降低了34.0%、37.7%、44.4%;5#准好氧填埋柱与6#厌氧填埋柱对比,填埋气的温室效应降低了32.8%。
4.在一定范围内,渗滤液回灌量越大,填埋垃圾稳定速度越快、渗滤液中污染物去除率越高。渗滤液回灌前曝气预处理增加了回灌渗滤液中的空气含量,更利于准好氧填埋发挥其优势。本研究中渗滤液水力负荷为8.61/㎡·周的2#、3#准好氧填埋柱垃圾场稳定速度、渗滤液中污染物去除效率大于渗滤液水力负荷为4.31/㎡·周的1#准好氧填埋柱。1#、2#、3#三个采用不同渗滤液回灌方式的准好氧填埋柱在第161天时的主要指标如下:填埋柱渗滤液的CODCr浓度分别为4200mg/l、3100mg/l、1500mg/l;NH3-N浓度分别为325mg/l、262mg/l、216mg/l;垃圾体累计沉降率分别达到了51%、55%、59%;固相垃圾中BDM分别下降了86%、91%、90%;填埋气中的CH4含量分别为17%、19%、16%。
5.准好氧填埋达到稳定化所需时间比厌氧填埋短。稳定化现状评价结果表明:第49天时1#-6#六个填埋柱的综合评价指数均在1.4左右;第161天时,1#-6#的综合评价指数分别为0.77、0.70、0.59、1.15、0.83、1.16;预测评价结果为:第240天时,1#-6#的综合评价指数分别下降到了:0.037、0.010、0.010、0.825、0.335、0.887;第300天,1#、2#、3#、5#准好氧填埋柱的综合评价指数已经为0,达到稳定状态;第500天时,4#、6#厌氧填埋柱的综合评价指数为0.489、0.465。
6.准好氧填埋能够有效地加速垃圾填埋场的稳定化、减少甲烷的排放,渗滤液回灌能够很大程度上降低渗滤液中污染物的浓度。回灌型准好氧填埋场是很有前途的垃圾填埋处理方法,具有推广价值。