城市生活垃圾生物反应器型填埋方式特性研究

摘要

城市生活垃圾处理技术主要有堆肥法、填埋法、焚烧法这三种方法，其中填埋法具有成本低廉、适用范围广、环保效果显著和处置较彻底等优点。然而现行的卫生填埋技术存在着①垃圾降解缓慢，填埋场稳定时间长，②渗滤液难处理、成本高，③填埋场爆炸、沼气不回收利用、就地排放污染大气等问题。 为此本文通过在北京阿苏卫垃圾卫生填埋场内设垃圾填埋模拟柱，对三种不同的生物反应器型填埋方式进行对比研究，分别是回灌型生物反应器，好氧回灌型生物反应器以及序批式生物反应器，以初步探讨生物反应器型填埋方式的运行特性；其次，选择适当的回归模拟，建立了生物反应器填埋场系统COD浓度变化规律的数学方程；同时对不同水力负荷下浓缩液回灌处理效果进行了研究。 研究结论主要如下： (1)在好氧垃圾填埋柱中，空气经布气管系统较均匀地释放到垃圾填埋层内，由压力扩散和分子扩散作用而使得填埋层达到好氧状态，填埋层内微生物利用氧气进行生物氧化还原反应，其渗滤液COD和氨氮浓度下降较快，比在厌氧条件下提前进入稳定阶段，进而加快了填埋垃圾的最终稳定化进程。 (2)序批式生物反应器中陈垃圾渗滤液能够保持新鲜垃圾中微生物种群平衡，加快垃圾降解速度，提高新鲜垃圾填埋柱的缓冲能力，但是减缓了其产甲烷速率。新鲜垃圾产生的高浓度渗滤液可以在陈垃圾中得到净化，COD的去除率最高可达95％，NH<,3>--N最高去除率达48.3％。陈垃圾能够减少渗滤液量。同时，陈垃圾经高浓度渗滤液回灌后，可提高其甲烷产率，甲烷含量最高达到68.0％。 (3)序批式生物反应器在交叉回灌进行了55—58天后终结比较合理。 (4)在对填埋场沉降高度的研究中发现，好氧柱4<'＃>、5<'＃>沉降高度最大，其次是柱2<'＃>，沉降量最小的为柱1<'＃>。 (5)提出了填埋场中有机物(COD)变化规律的数学方程，可较准确地预测生物反应器填埋场系统可降解有机物的变化规律，为后续填埋场管理提供参考价值。 (6)浓缩液回灌处理的回灌量在3000ml/次-5000ml/次之间比较合适。

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第一章绪论

1.1我国城市垃圾产量及组分特点

1.2我国城市生活垃圾处理现状

1.3传统垃圾填埋处理方法存在的问题

1.4生物反应器型填埋场的基本原理及分类

1.5优势分析

1.6国内外研究进展及研究意义

第二章实验研究方案与设计

2.1研究内容

2.2研究思路

2.3实验方案

第三章各生物反应器型填埋系统运行特性分析

3.1不同填埋条件下垃圾污染物降解原理

3.2实验设计

3.3实验结果与分析

3.4小结

第四章反渗透浓缩渗滤液回灌处理效果分析

4.1碟管式反渗透处理系统的原理及工艺特点

4.2回灌法去除渗滤液中污染物的理论基础

4.3实验设计

4.4实验结果与分析

4.5小结

第五章渗滤液污染物释放规律指数拟合

5.1渗滤液COD浓度变化的数学拟合

5.2模型的检验与评价

5.3小结

第六章结论与建议

6.1研究结论

6.2存在的问题及建议

参考文献

致谢

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