稳定化飞灰与生活垃圾厌氧混合填埋过程中重金属溶出规律及微生物多样性研究

发布时间：2020-06-18 02:32

【摘要】：生活垃圾焚烧飞灰因含有重金属等污染物,属于危险废物,需要经过固化稳定化处理并满足入场填埋标准后才能进入生活垃圾填埋场进行分区填埋处置。但实际填埋场操作中存在稳定化飞灰与生活垃圾混合填埋的问题,且混合填埋过程中的中重金属的溶出行为以及对填埋场中微生物群落结构与多样性的影响尚不清楚。本实验通过构建室内厌氧生物反应器填埋场模拟柱来模拟混合填埋环境,分为单独生活垃圾填埋模拟柱和混合填埋模拟柱(螯合剂稳定化飞灰和磷酸盐稳定化飞灰比例分别为5%、10%、20%),持续填埋238 d,研究混合填埋过程中的重金属(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)溶出行为和填埋场微生物群落多样性,得出以下结论:(1)混合填埋过程中重金属溶出结果表明:磷酸盐稳定化飞灰与生活垃圾混合填埋比螯合剂与生活垃圾混合填埋有更高的重金属溶出风险。飞灰添加比例对重金属溶出行为的影响与稳定化方式、重金属类型有关,在不同的填埋阶段也会有区别。除Cr和Cu的浓度低于《生活垃圾填埋场污染物控制标准》中浸出液污染物质量浓度限值外,其它四种重金属都存在重金属溶出浓度超标的现象。(2)混合填埋过程中重金属溶出影响因素分析表明:生活垃圾与稳定化飞灰混合填埋时重金属溶出行为的影响因素复杂,pH、ORP、有机物浓度等是影响重金属溶出的重要因素,尤其是在添加了磷酸盐稳定化飞灰的模拟柱中,更易受到环境因素的影响。(3)混合填埋过程中微生物群落多样性分析表明:混合填埋过程中,实验后期(第215d)的微生物群落多样高于实验前期(第40d)。实验前期,稳定化飞灰添加量越多,微生物多样性越低;实验后期,螯合剂稳定化飞灰添加量越多,微生物多样性越高,而磷酸盐稳定化飞灰添加量为10%的模拟柱中微生物多样性低于添加5%和20%磷酸盐稳定化飞灰的模拟柱。第40d,Firmicutes和Proteobacteria是丰度最高的两个门类;第215d,占优势的微生物门类更多样化,未分类的菌属丰度占比更多,Halolactibacillus、Halomonas等嗜盐菌显著增多。总体上,生活垃圾与稳定化飞灰长期混合填埋过程中,不论哪种填埋比例或者稳定化方式,都存在重金属溶出浓度超过标准限值的风险,尤其是Pb和Zn。微生物群落多样性受到稳定化飞灰添加比例的影响,且多以嗜盐耐碱菌为主,随着填埋时间的延长,微生物群落多样性增加,嗜盐菌增加显著。在垃圾降解的整个过程中,由于不同模拟柱内微生物群落结构的差异,其垃圾渗滤液的pH、COD和NH_4~+-N等渗滤液性质也存在较大差异,这些性质的差异进一步导致了不同柱中稳定化飞灰重金属溶出规律的差异。
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703;X172
【图文】：

技术路线图,稳定化,填埋,飞灰

对于生活垃圾和稳定化飞灰混合填埋时微生物种群变化的研究。1.3 研究内容及技术路线1.3.1 研究内容本研究通过构建室内稳定化飞灰与生活垃圾混合填埋（厌氧）模拟装置，探究不同稳定化方式（磷酸盐稳定化、螯合剂稳定化）的稳定化飞灰在不同填埋比例时重金属（Cr、Cd、Cu、Ni、Pb、Zn）的浸出行为以及微生物群落多样性的变化。主要研究内容如下：（1）研究混合填埋过程中重金属的溶出行为及影响因素。通过使用两种不同的稳定化飞灰及不同的混合填埋比例（0%、5%、10%以及 20%的稳定化飞灰），同时监测渗滤液的 pH、EC、ORP、COD 等指标变化来实现。

厌氧生物反应器,填埋场,模拟装置

- 14 -图 2.1 厌氧生物反应器填埋场模拟装置.1 所示。反应器高度为 1000mm、壁厚 100mm，装填密度约为 900kg/m3，单个模拟14kg。模拟柱底部有 50mm 的自由空间用，布水器上方铺设 50mm 的砾石层；砾石再在垃圾层上方铺设 50mm 厚的细沙来达水器，顶部剩余为自由空间作为气室；柱子于渗滤液回灌，底部阀门用于渗滤液的排放

【参考文献】