MSW好氧生物反应器与单纯好氧填埋的对比实验

环境工程2004年l2月第22卷第6期MSW好氧生物反应器与单纯好氧填埋的对比实验李兵(同济大学环境科学与工程学院，上海200092)(宁波大学建筑工程与环境学院，浙江315211)赵勇胜(吉林大学环境与资源学院，长春130026)董志颖(宁波大学建筑工程与环境学院，浙江315211)摘要设计了一组对比实验，即城市固体废物(MSW)好氧生物反应器与单纯好氧填埋方式的对比实验。其中MSW好氧生物反应器是强制通风好氧填埋和渗滤液循环两种填埋方式有机结合体。通过该对比实验研究两者对填埋的垃圾及所产生的渗滤液的降解情况，从而得出MSW好氧生物反应器有很好的降解效果。关键词固体废物好氧生物反应器渗滤液循环通风1前言当前存在2种反应器型填埋方法即MSW准好氧填埋法和具有渗滤液循环的填埋法，它们有降解过程较迅速、稳定化时间较短、降解较彻底、渗滤液中所含物质浓度相对较低，因而会使渗滤液较易处理且处理费用相对较低等优点。但MSW准好氧填埋不便对垃圾层进行水分、DH值及营养调节，在一定程度上会抑制好氧微生物的活性，而且填埋层中存在大量的厌氧微生物，这会使降解速度变慢。具有渗滤液循环的填埋方法虽然能够对所填埋的垃圾进行水分、营养及pH值调节，但填埋层中降解垃圾的微生物大多数是厌氧微生物，这也使得降解速度变慢。目前国外有学者正在研究强制通风好氧填埋方法，其处理MSW有如下优点：(1)好氧填埋场不产生或很少产生甲烷；(2)渗滤液中挥发性有机化合物可更快地减少，降低了其挥发对空气及周围水体的不利影响，减少MSW填埋场的恶臭；(3)能够使填埋场内温度升高，渗滤液的挥发性增强，而且温度的升高有利于垃圾中有机组分的降解，同时也能够降解渗滤液中有机组分，降低渗滤液后续处理压力；(4)Msw沉降比较高，这有利于延长填埋场的寿命；(5)立足未来，好氧填埋提供了长期、持续管理MSW的可能性。但也可以看出强制通风好氧填埋不*吉林大学水资源与水环境问题重点实验室和同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室资助能对垃圾层进行水分、pH值及营养调节，在一定程度上也会抑制好氧微生物的活性。因而，现有的MSW填埋方法存在不足之处或一些亟待改进的方面，为了探求一种更有效的MSW填埋方法，本试验强制好氧填埋和渗滤液循环这两种填埋方式结合起来，组合体称为MSW好氧生物反应器。好氧生物反应器就是通过强制通风供氧，借助渗滤液的循环，提供垃圾填埋场内充足的水分，发挥填埋场内好氧微生物的性能，人工调控其影响因素如pH值、营养配比、MSW的透气性、温度等，激发好氧微生物的降解机能，从而使城市固体废弃物尽快地达到降解，填埋场尽快达到稳定的一种城市固体废弃物的填埋方式。2实验目的通过MSW好氧生物反应器与单纯强制通风好氧填埋方式的对比实验，借助一些分析手段，研究两者对所填埋垃圾及产生的渗滤液中有机物、无机物、重金属去除情况。3实验装置及方法3．1实验装置实验中对应地设计了2组实验装置：MSW好氧生物反应器型填埋实验装置，称之为装置A；MSW单纯强制通风好氧填埋实验装置称之为装置B。装置A和装置B的设计都刻意模拟实际垃圾填埋场，它们的长×宽×高均为90cm×50cm×80cm。装置A中有布水槽、布气管、渗滤液循环系统，气体收集系统，见图l。装置B中有布气管、渗滤液收集口、气体收集维普资讯http://www.cqvip.com环境工程2004年l2月第22卷第6期6l口，其见图2。气体收集口图1装置A示意图图2实验B装置示意图口装置A中布水槽为一个长×高×宽为86cm×4cm×46cm的小槽，槽的底部布满直径为0．15cm的小孔，并在该槽的底部平铺滤纸，如此设计是为了使渗滤液经小孑L缓慢下滴，因而能使装置布水均匀。两装置采用相同的布气管。布气管的于管外径为4am；支管外径为1cm。两相邻支管都是中心距均为12cm；干管和支管上都开有小孔，相邻小孑L中心距都为12cm。如此设计是为了使布气管能够布气均匀见图3。F●‘『F几．图3两装置布气系统示意图3．2实验样品采集及预处理本次实验用垃圾均取自长春市石碑岭垃圾场。进行垃圾场采样时，在垃圾场设计了5个垃圾采样点，所取的样混在一起合成总样。所取回的垃圾样用10mm的筛子进行筛选，把里面的小石块、塑料袋的小碎片、小金属块剔除掉，保留其它组分。并通过实验测定出该垃圾样的含水率为9．1％。3．3实验方法3．3．1装样装置A和装置B的装样过程基本一致。首先在装置底部安装布气管，然后再铺设10cm高的砂子，使其覆盖整个布气管。然后在砂面上进行垃圾装样，每称8的垃圾进行一次压实，完装置内装115kg的垃圾，并在垃圾面上每隔3cm打一3nlln通孔，以有助于气体扩散。随后在所装垃圾之上再平铺5cm的砂子，到此时装置B装样完毕。装置A在砂子上放置布水槽，必须使布水槽呈水平状