导气管管径对准好氧生物反应器填埋场固相垃圾降解的影响研究

摘要

在全球经济增长的背景下，中国经济发展迅速，城市规模、数量和人口随之快速增长，居民生活质量也不断提高，随之而来的城市生活垃圾污染问题也日益突出。准好氧生物反应器填埋场具有促进垃圾快速稳定化、有效降低渗滤液氨氮浓度等优势，而导气管管径对其固相垃圾降解影响很大，但少有学者对其深入研究。为此，本文基于室内模拟实验，建立1＃、2＃、3＃（导气管管径分别为Φ25mm、Φ75mm、Φ50mm）三个准好氧生物反应器模型，分析各反应器固液相污染物质的降解及转化情况以及不同部位处半腐熟垃圾的物化特性和光谱特性（三维荧光光谱、紫外-可见光谱），以探寻导气管管径对准好氧生物反应器填埋场固相垃圾降解的影响，为加速填埋场的稳定化提供理论基础。
　　研究表明，当导气管管径从Φ25mm增大至Φ50mm时，渗滤液中的氨氮、COD等污染物浓度的下降速率增大，而当导气管管径继续增大，管径对渗滤液中污染物质去除速率影响不明显。另外，导气管管径的增大有利于固相垃圾的降解，填埋561天后，1＃、2＃、3＃模拟柱中固相垃圾有机质含量分别下降了15.54％、33.01％、21.25％，BDM值分别下降了7.94％、23.7％、11.59％，铵态氮含量分别下降了7％、22.6％、18.2％，但总氮下降不明显。
　　通过对3个模拟柱固液相指标值的综合分析，发现1＃、2＃、3＃模拟柱中含氮化合物的固相转化率分别为10.7％、57.07％、19.93％，含碳化合物的固相转化率分别为28.9％、61.3％、39.5％，但转移到液相的氮和碳均较少，分析认为除漏失外，大部分均转移至气相中。由此表明导气管管径的增大有利于固相垃圾的降解和渗滤液中含氮含碳物质的去除，但由于实验进行的周期不够长，垃圾的转化量有限。
　　实验截止日，通过对3个模拟柱上、中、下三层距离导气管近、中、远处9个部位半腐熟垃圾BDM和有机质的监测分析，发现导气管管径越大，越有利于填埋柱内垃圾的降解;距离导气管管径越近的区域，垃圾降解越彻底;同时导气管管径的大小对上部层位近、中、远处垃圾的降解影响不明显，对中部层位近、中处垃圾降解的影响较明显，对下部层位近处垃圾的降解影响更大。此外，通过光谱特性分析也佐证了以上结论，3个模拟柱垃圾样品的荧光指数r(1/2)2＃＞r(1/2)3＃＞r(1/2)1＃，即2＃模型垃圾的腐殖化程度最高，1＃模型垃圾的腐殖化程度最低，表明在一定程度上，导气管管径的增大有利于填埋柱内各部位垃圾的降解，有助于实现垃圾的快速稳定化。