中文名 | 渗滤液回灌对垃圾填埋场关键微生物类群的影响 | 项目类别 | 青年科学基金项目 |
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项目负责人 | 黄立南 | 依托单位 | 中山大学 |
到目前为止,国际上仍然缺乏关于渗滤液回灌对垃圾填埋场内部整体的厌氧消化过程、尤其是对其关键微生物类群的群落结构及其代谢活动状况的影响研究,从而极大地限制了这一新兴技术(即渗滤液回灌)的推广和应用。本项目将率先应用rRNA方法,研究回灌式垃圾填埋场关键微生物菌群(产甲烷古细菌和硫酸盐还原细菌)的群落结构特征,分析其优势类群的动态及其与渗滤液回灌的具体运作条件之间的关系,结合描述厌氧系统表现的常规理化参数,深入了解这些垃圾填埋场内部厌氧微生物降解垃圾的过程;总结以上研究成果,结合我们已有的传统类型垃圾填埋场的分子微生物数据,评估渗滤液回灌对垃圾填埋场关键微生物类群以及整体的厌氧消化过程的影响,研究将来利用rRNA探针杂交方法作为辅助手段、快速监测及优化垃圾填埋场的日常回灌作业的可行性。本研究将有助于推动我国乃至国际利用渗滤液回灌手段加快垃圾填埋场稳定化过程的理论与实践。 2100433B
批准号 |
40401057 |
项目名称 |
渗滤液回灌对垃圾填埋场关键微生物类群的影响 |
项目类别 |
青年科学基金项目 |
申请代码 |
D0716 |
项目负责人 |
黄立南 |
负责人职称 |
教授 |
依托单位 |
中山大学 |
研究期限 |
2005-01-01 至 2007-12-31 |
支持经费 |
25(万元) |
1、工艺流程:预处理→微生物处理→膜吸附过滤2、典型工艺:中温厌氧系统 +MBR+RO3、工艺内容:垃圾渗滤液通过调节池流入到中温厌氧池,经大分子有机污染物降解后进入缺氧段 MBR 反映器中,与回流水...
数据显示,我国的垃圾组分中有机物的含量是发达国家的2至4倍,垃圾渗滤液属于高浓度有机废水,而我国的垃圾分类收集工作刚刚起步,要获得一定的效果还需要相当长的时间,填埋处置在近期内仍是城市垃圾的主要处置手...
垃圾渗滤液是一种成分复杂,污染物浓度高、色度大、毒性强的高浓度有机废水,是目前水处理行业公认的难题,如果处理不当,不仅影响地表水的水质,更可能会污染地下水,因此处理垃圾渗滤液受到了全社会的重视,今天小...
生活垃圾填埋场渗滤液回灌技术 许多研究表明 [1,2,4] ,通过渗滤液回灌增加填埋场堆体内的湿度,不仅可以 改善渗滤液的水质,降低渗滤液中 BOD、COD及重金属的浓度,而且可以加速填 埋堆体的稳定,使填埋场稳定期缩短至 2~3 a,并增加填埋场的甲烷产气率。 1 回灌技术 将渗滤液回灌入填埋场的方式有多种,在生产中常用的方法通常有喷淋 法、表面水塘回灌法、垂直竖井回灌法及水平回灌法。 1.1 喷淋回灌法 喷淋回灌法就是将垃圾渗滤液喷洒至垃圾填埋场表面,为了增加渗滤液的 渗透性,可在垃圾填埋场的表面开挖一些纵横交错的沟槽。喷淋回灌法相对较 为灵活,由于管线敷设在填埋场的表面,当填埋区域发生变化时,回灌系统比 较容易建设。 该种方法通常用在蒸发量较大的地区,用以减少渗滤液的处理量,减少率 可达 75%左右。在降雨量充沛或冰冻的地域,则不适合运用此种方法。 目前 ,由于渗滤液在喷洒过程中所产
垃圾填埋场渗滤液控制与处理
渗滤液回灌可以改善渗滤液的水质情况,并加速填埋堆体的稳定。为了使渗滤液回 灌获得较好的效果,应尽量使填埋堆体内湿度均匀,避免短流现象、局部饱和及顶部、边坡 穿透现象的发牛。在此就渗滤液回灌效果的影响W素进行论述分析,并提出操作建议。
垃圾堆体各向同性就是指在各个方向上,垃圾具有相同的渗透性。渗滤液回灌时,垃 圾堆体各向同性nn史其持水均匀,达到比较好的渗滤液回灌效果。但实际上,由于大部分城市采用山环卫工人上门收集袋装垃圾的收集形式,而且,盛装垃圾的塑料袋很少采 用可生物降解的垃圾袋,因此,大大影响了生活垃圾各向同性的性能,在渗滤液回灌的过程中,容易导致渗滤液的短流或渗滤液在垃圾堆体内的聚集,而不能均匀分布在垃圾堆体 内,达不到充分利用填埋场内的牛物群体降解渗滤液的目的。在生活垃圾填埋前,进行垃圾破碎是达到垃圾堆体各向同性一种比较有效的方法。
垃圾在填埋吋,先由推土机将垃圾均匀推开,然后由压实机来回压实,达到一定的压 实度后再堆填另一层垃圾。在一定程度匕垃圾的压实度也影响渗滤液的冋灌效果,有研 究表明,随着垃圾竖向渗透性的减少,渗滤液的横向扩散度将增加,这主要是在实际施工 作业时,出于边坡比较难历艾,垃圾堆体的纵七压劣度通常都大于横向压实度,即横向渗 透性大于纵向渗透性,因此,很容易造成渗滤液的横向边坡穿透。
当填坤.单元轮换.前一个垃圾作业面上较长吋间不再填垃圾时,会在其表面蒗盖一层 渗透性较低的中阆衔盖J3,以减少雨水渗入形成渗滤液,该单元继续填埋吋,若是采川粘 土作中间租盖层,通常这一中间复盖层将保留在垃圾堆体内。当我们对垃圾填埋场进行渗滤液间灌处理吋,应考虑这一低渗透性的中间蒗盖层对 渗滤液回灌效果所带来的负面影响。由于低渗透性的中间蒗盖层的存在,渗滤液回灌人 填埋场内时,会宥部分的渗滤液滞留于屮间覆盖层上,而不会沿垂直方向渗透,堆体内的 湿度将会分布不均匀,当过饱和后,凶灌的渗滤液会沿蔚渗透性较大的水平方向渗透,从 而吋能出现边坡穿透的现象。为了避免这种现象的发生,建议在渗滤液回灌的填埋场闪, 屮间蒗盖层应采川可重复使用的人T.覆盖层或继续填埋时,将屮间拟盖层去除,这不仅增 加了填埋容积,而且改善渗滤液的回灌效果。
为什么高浓度的含盐废水对微生物的影响特别大?
我们先来描述一个渗透压的实验:用一张半渗透薄膜将两种不同浓度的盐溶液隔开,低浓度盐溶液的水分子就会透过半渗透薄膜进入高浓度盐溶液,而高浓度盐溶液的水分子也会透过半渗透薄膜进入低浓度盐溶液,但其数量要少,故高浓度盐溶液一侧的液面会升高,当两侧液面的高差产生了足够阻止水再流动的压力时渗透就会停止,这时两侧液面的高差产生的压力就是渗透压。一般来说,盐分浓度越高,渗透压越大。
微生物在盐水溶液中的情况与渗透压的实验是相似的。微生物的单位结构是细胞,细胞壁相当于半渗透膜,在氯离子浓度小于等于2000mg/L时,细胞壁可承受的渗透压为0.5-1.0大气压,即使加上细胞壁和细胞质膜有一定的坚韧性和弹性,细胞壁可承受的渗透压也不会大于5-6大气压。但当水溶液中的氯离子浓度在5000mg/L以上时,渗透压大约将增大至10-30大气压,在这样大的渗透压下,微生物体内的水分子会大量渗透到体外溶液中,造成细胞失水而发生质壁分离,严重者微生物死亡。在日常生活中,人们用食盐(氯化钠)腌渍蔬菜和鱼肉,灭菌防腐保存食物,就是运用了这个道理。工程经验数据表明:当废水中的氯离子浓度大于2000mg/L时,微生物的活性将受到抑止,COD去除率会明显下降;当废水中的氯离子浓度大于8000mg/L时,会造成污泥体积膨胀,水面泛出大量泡沫,微生物会相继死亡。
不过,经过长期驯化,微生物会逐渐适应在高浓度的盐水中生长繁殖。目前已经有人驯化出能够适应10000mg/L以上氯离子或硫酸根浓度的微生物。但是,渗透压的原理告诉我们,已经适应在高浓度的盐水中生长繁殖的微生物,细胞液的含盐浓度是很高的,一旦当废水中的盐分浓度较低或很低时,废水中的水分子会大量渗入微生物体内,使微生物细胞发生膨胀,严重者破裂死亡。因此,经过长期驯化并能逐渐适应在高浓度的盐水中生长繁殖的微生物,对生化进水中的盐分浓度要求始终保持在相当高的水平,不能忽高忽低,否则微生物将会大量死亡。
一次能源利用过程中,产生大量的二氧化碳、二氧化硫、氮化物、悬浮颗粒物及多种芳香烃化合物,已对一些国家的城市造成了十分严重的污染。大气污染不仅导致生态的破坏,而且危害人体健康。欧盟由于大气污染造成的材料损坏、农作物和森林以及人体健康损失费用每年超过100 亿美元。中国仅大气污染造成的损失每年高达120亿元人民币。如果计算一次能源开采、运输和加工过程中的其他问题,则损失更为严重。
工业革命前,大气中的二氧化碳按体积计算是每100万大气单位中约有280个单位。之后,由于大量化石能源的燃烧,1988 年大气二氧化碳浓度已达到349个单位。如果大气中二氧化碳浓度增加1 倍, 全球平均表面温度将上升1.5~3℃ ,极地温度可能上升6~8℃。这样的温度可能导致海平面上升20~140 厘米,将对全球许多国家的经济、社会产生严重影响。
燃烧化石能源而产生的大量二氧化硫和氮化物等污染物通过空气传播,可在一定条件下形成大面积酸雨。酸雨会改变覆盖区的土壤性质,危害农作物和森林生态系统;改变湖泊水库的酸度,破坏水生生态系统;腐蚀材料和建筑物等,造成重大经济损失。酸雨还可导致地区气候改变,造成难以估量的后果。
人类发展核能技术,尽管对反应堆已有了一定的安全保障措施,但世界范围内的民用核能计划的实施, 已产生了上千吨的核废料。这些核废料的最终处理问题并没有完全解决,在数百年内仍将存在放射性危害。 2100433B