垃圾渗滤液不同处理阶段金属离子及微生物群落结构的特征分析研究

发布时间：2020-04-06 20:35

【摘要】：随着经济的发展,伴随产生越来越多的生活垃圾,垃圾处理过程中不可避免的产生“二次污染物”垃圾渗滤液,垃圾渗滤液的处理问题,目前一直是国内外环境治理的重点和难点。本论文基于西安江村沟垃圾渗滤液处理厂的处理工艺,利用电感耦合等离子发射光谱仪(ICP)检测分析了渗滤液处理厂渗滤液原液、调节池出水、生化出水、浓缩液等四个阶段金属离子含量及其变化并分析了金属离子变化的可能原因;利用宏基因组测序技术检测四个阶段渗滤液中微生物群落并分析比较了不同阶段渗滤液中优势菌种及其微生物群落结构变化,旨在探讨重金属对生物处理垃圾渗滤液的影响,并提出对浓缩液中腐殖质进行资源化利用的建议。研究得到以下主要结果:(1)垃圾渗滤液不同阶段的水(泥)中含有19种金属离子,其中有5种常规金属离子,14种重金属离子,重金属离子中(Zn、Pb、Ni、Cr、Cu)5种被列入环境保护部优先控制污染物名单。(2)渗滤液原液经调节池放置40天,19种金属离子的浓度变化有升有降,且变化幅度不一致;由调节池出水至生化池出水,金属离子浓度升高的有16种,最高(Ca离子)增加了217.74%,下降的仅3种;由生化出水至浓缩液,金属离子浓度降低的有15种,最大(Ca离子)减少了91.87%,增加的仅4种。(3)在原液至调节池阶段,各种重金属离子含量呈现升降趋势和变化幅度不一致,主要影响因素可能包括微生物生长利用量不同、生物吸附与解析程度不同、酸碱度变化形成沉淀或溶解程度不同和填埋场垃圾组成时空不均等。(4)由调节池至生化处理出水阶段,阳离子重金属和含氧离子重金属含量都呈现增加趋势,且各金属离子增加的幅度差异较大。其原因可能是研究的渗滤液经过UASB厌氧池和MBR处理单元,其生化处理尾段主要是腐殖质处理,腐殖质生物处理过程可能会破坏了腐殖质-金属离子的键合作用,从而使水中重金属含量增加。(5)由生化出水到浓缩液阶段,阳离子重金属和含氧离子重金属含量都呈现减少趋势,且各金属离子减少的幅度差异较大,该渗滤液处理厂经过UASB+MBR处理工艺,生物处理已进入内源呼吸后期,重金属随着微生物的衰亡进入液相,结合处理厂的处理工艺考虑,也有一部分重金属离子在生化处理后由液相转移到固相的污泥中,两者交替作用下,使得重金属离子呈下降趋势。(6)四个样品检测出已知细菌菌属分别为12种、8种、11种和12种,且均含有大量未分类的菌种,Pseudomonas(假单胞菌)是渗滤液原液和调节池出水样品中的优势菌属,此属有29种,其中铜绿假单胞菌、荧光假单胞菌和恶臭假单胞菌等对动物或人类致病,在生化出水中几乎全部被淘汰,说明生化处理阶段对该致病菌具有较好的去除效果。(7)Ottowia是生化出水中的优势细菌菌属,Thauera(索氏菌属)和Nitrosomonas(亚硝酸菌)分别占细菌总数的6.06%和5%,索氏菌属也被称为好氧的反硝化菌。在生化阶段之前索氏菌属和亚硝酸菌属含量几乎没有,两者均是生化处理阶段的优势功能性菌属,通过人为控制生存所需条件,可以让生化处理阶段更有效的进行。(8)Issatchenkia(酵母属)是渗滤液原液中的优势真菌菌属,Phlebiopsis(大伏革菌)占调节池出水真菌总数的28.49%,是调节池中的优势菌属,相比渗滤液原液中增加了约400%,Pleurotus(侧耳属)占真菌总数的20.82%,Issatchenkia(酵母属)占6.39%,降低了9.89%,真菌类藻类unclassifiedIncertae sedis(未分类的螺旋藻),占真菌总数的2.96%,降低了1.61%;其余真菌所占百分比均在4%以下。(9)提出该渗滤液处理厂浓缩液资源化处理方案建议:在调节池之后,生化处理之前,利用吸附法针对影响浓缩液资源化处理的重金属进行预处理,提前减少进入浓缩液液相和固相中的重金属离子,使其满足资源化处理的条件。
【图文】：

题的提出着我国经济的不断发展以及经济水平的不断提高，，在满足 13 亿人日常生活基础及社会发展的条件下,同时产生了大量的生活垃圾及其后期处理问题，成了很大的影响。2016 年，我国 214 个大、中城市生活垃圾产生量达 18850量 18684.4 万 t，处置率达 99.1%。据中国环境保护产业协会城市生活垃圾资料，目前我国城市垃圾处理中，填埋法处理占 70%，堆肥法占 20%，焚他(包括露天堆放和回收利用)占 5%。可见垃圾填埋处理是我国城市生活垃要方式。圾填埋处置随之带来大量的渗滤液需要处理。根据前瞻产业研究院调研资料，国内垃圾渗滤液产生量约为 9152 万 t，日均产生量约为 25 万 t(见图 1.1)填埋厂产生的渗滤液占垃圾填埋量的 40%，2016 年我国垃圾填埋场渗滤液270 万 t。

长安大学硕士学位论文第二章 实验材料与方法沟垃圾渗滤液处理厂概况厂概况市江村沟垃圾渗滤液处理厂是为处理西安市江村沟垃圾填埋场产生设的设施，根据工程实际实施情况，工程分为一期和一期改扩建工扩建工程后，采用 UASB+外置 MBR+DTNF/DTRO 处理工艺，出水埋场污染控制标准》（GB 16889-2008），渗滤液处理规模为 1200m为 300-360 m3/d。工艺市江村沟垃圾渗滤液处理厂采用 UASB+外置 MBR+DTNF/DTRO 处所示。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703;X172

【参考文献】

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本文编号：2616993