回灌渗滤液中硝酸盐负荷对新鲜垃圾甲烷化的影响研究

摘要

本研究仅针对硝酸盐一种物质对新鲜垃圾产甲烷及稳定化的影响开展了研究，试验构建了三批次共12组新鲜垃圾厌氧生物反应器，通过控制回灌渗滤液的硝酸盐浓度以及回灌量等工况，确定回灌的硝化渗滤液中硝酸盐负荷对新鲜垃圾产甲烷以及反硝化的影响，以此来提高新鲜垃圾甲烷化和反硝化的进程。主要获得以下结论： （1）第一批次试验采用六组微型厌氧生物反应器填埋装置进行，反应器高60.00 cm，内径6.00 cm，垃圾填埋量0.50 kg，各组反应器硝酸盐氮的水力负荷分别为：0.00 mg/（kg﹒d）、5.00 mg/（kg﹒d）、15.00 mg/（kg﹒d）、25.00 mg/（kg﹒d）、35.00 mg/（kg﹒d）和50.00 mg/（kg﹒d），试验结果表明：回灌的硝化渗滤液中不含硝酸盐时，试验运行59天后开始有甲烷产生，但是甲烷的产量始终较低，在第90天甲烷产量达到最高的0.85%，而回灌的硝化渗滤液中含有硝酸盐时，在试验运行期间均未发现有甲烷产生。 （2）由于第一批次的试验甲烷产生量较低，第二批次试验进行改进，采用三组小型厌氧生物反应器填埋装置进行，反应器高100.00 cm，内径9.00 cm，垃圾填埋量3.00 kg，各组反应器硝酸盐氮的水力负荷分别为：0.00 mg/（kg﹒d）、2.50 mg/（kg﹒d）和5.00 mg/（kg﹒d），试验结果表明：当回灌的硝化渗滤液中不含硝酸盐时，垃圾产甲烷开始的时间会比含有硝酸盐的要早，并且产气中甲烷的含量也较高，在试验运行的第96天达到最高的5.65%，当回灌的硝化渗滤液中硝酸盐浓度达到5.0 mg/（kg﹒d）时，垃圾在试验期间没有甲烷产生。 （3）根据前两组试验的研究结果，第三批次试验采取进一步的优化，通过降低硝酸盐负荷、去除填埋垃圾中的大块塑料、减少不易降解的有机物等措施来进行试验，反应器尺寸与第二批次相同，垃圾填埋量降低至2.70 kg，各组反应器硝酸盐的水力负荷分别为：0.00 mg/（kg﹒d）、1.85 mg/（kg﹒d）和3.70 mg/（kg﹒d），试验结果表明：各组反应器COD从最高的27838.80 mg/L、23970.67 mg/L和18461.52 mg/L分别降至了599.01 mg/L、643.80 mg/L和674.85 mg/L，其他各个组分的污染物浓度也都降低至较小的水平，同时发现，在降低了回灌量（100 ml/d）的情况下，甲烷产量也提高至较高的水平，在试验运行结束时，反应器A的甲烷含量高达18.82%。