渗滤液回流量对生物反应器型垃圾填埋的影响

I‘砘尉铂美求第30卷第12期2∞7年12月渗滤液回流量对生物反应器型垃圾填埋的影响杨波，王京刚(北京化工大学环境科学与工程系，北京100029)摘要：利用3个生物反应器研究了回流量的大小对模拟填埋场厌氧处理城市生活垃圾的影响。o号罐设定渗滤液不回流，l号罐和2号罐采取渗滤液回流措施，其回流量分别是lOL埘(反应器体积的10．5％)，20【埘(反应器体积的21％)。试验结果表明：l号罐中的甲烷产量和甲烷含量都要优于O号罐和2号罐。在2号罐中渗滤液回流量相对提高l倍后，其pH会下降而Ⅵ1A和coD的浓度会有相应的增加。相对于10L的渗滤液回流量．高回流量(20L)有利于产甲烷化的启动和提高填埋气的产量和甲烷含量。但在反应后一阶段，高回流量(20L)导致产气量比低回流量的(10L)减少34．83％左右。关键词：城市固体废物；生物反应器；渗滤液回流量中图分类号：x705．01文献标识码：A文章编号：100B-6504(2007)12枷22—04生物反应器型垃圾填埋是一种生物过程被强化了的卫生填埋技术，它通过有目的地控制来增强填埋场内微生物的生命活动，从而提高垃圾中有机组分的转化效率和转化速率。强化生物活动过程主要通过采用各种调控方法来实现，包括水分调节、pH调节、营养物添加、温度控制、预处理等fl～。渗滤液回流会极大地增加甲烷的产量和COD的去除效果，邓舟【lJ等通过4个规模为42m的生物反应器填埋场模拟柱的中试实验(每座实验柱有效垃圾填埋量为30t)，研究不同的回灌负荷对出流渗滤液特性和填埋场稳定化进程的影响，寻找最佳的回灌条件为2．7％．但较高的渗滤液回灌量对垃圾处理效果的影响还少有深入的研究，其对垃圾填埋场的稳定化运行是—个重要指标回。因此，本文着重研究了不同的回流量对渗滤液性质(如CoD、挥发性脂肪酸Ⅵ认、PH和氨氮NHr．N)和垃圾处理效果的影响。1实验材料和方法1．1模拟垃圾填埋生物反应器设计用树脂玻璃生物反应器来模拟城市固体废物填埋场的可控厌氧反应条件，一次进料，分批式运行，反应器的示意图如图l。反应器是圆柱形，直径30cm，高度是100cm。反应器用一个电加热棒保持35℃，用垫圈和硅树脂密封剂维持厌氧发酵条件。顶部法兰边缘和柱体侧边开几个端口提取气体和液体的样品。有2个多孔板放置在反应器的顶部和底部，从反应器底部收集渗滤液再用蠕动泵打进顶部。1．2垃圾填埋厌氧生物反应器的运行方案表1是模拟厌氧反应器的运行方案和负荷。反应器装载收集的生活垃圾和厨余垃圾的混合物，切成小于8cm左右的碎片，并混合lL的厌氧污泥。这些固储简介：杨波(1983-)，女，硕士，研究生，主要从事冶金清洁生产工艺与固废资源化研究，(手机)13466s80258(电子信箱)y柚gb05065953@sinacom。·22·体废物大约含75％～95％的有机物，2％~6％的纸，l％一2％的塑料、玻璃和纺织品。考虑到季节性的降雨，将适时往反应器加水。0号罐设定渗滤液不回流，1号罐和2号罐采取渗滤液回流措施，其中1号罐回流量是loL／d(反应器体积的10．5％)，2号罐回流量是20圳(反应器体积的2l％)。气体流量计图l模拟垃圾填埋生物反应器的示意图表1模拟生物反应器的初始运行情况1．3常规分析。实验期间每日记录气体流量，定期收集渗滤液，测定其化学需氧量COD、pH、NH3．N和vFA值，每周定期收集填埋气体，进行甲烷和二氧化碳的含量分析。2结果和讨论2．1渗滤液COD浓度的变化规律图2表示的是各反应器底部取样口处测量渗滤液的COD浓度变化趋势。由于垃圾层中可溶性有机物和大分子快速释放和水解，o号罐的初始COD值非常高，并且在前125天平稳地增长，达到45000mg／L并于126天达到了最高值52000mg／L。随后，其cOD浓度—直处于下降的趋势，在222天后降到了24000mg几。万方数据渗滤液回流量对生物反应器型垃圾填埋的影响杨波。等500004000030000200001000050002000900060003000个阶段的产酸菌和产甲烷菌之间出现了竞争机制旧。图3显示了1号罐中初始的vFA浓度是6010IDrn如随即降至4200IIIlg／L。然后缓慢的增加到9000mg／L。1号罐初始的Ⅵ1A值相对较低，运行220天后发现其Ⅵ认的值(6500m扎胝于。号罐中的Ⅵ’|“7500mg／L)。2号罐运行30d后其Ⅵ’A浓度迅速增加并达到15000mg／L。在12000到15500mg，L之间变化。可能是因为渗滤液中产酸菌和产甲烷菌不能平衡共存引起的。2号罐的Ⅵ’A值最终达到10000mg／L。这个值高于。号罐和1号罐中的ⅥFA，说明高回流量导致了垃圾和渗滤液中的酸积累，使其pH和碱度都偏低，不利于厌氧反应的进行。2．3渗滤液氨氮(NH3-N)变化规