垃圾渗滤液污染地下水原位厌氧生物氧化修复技术研究

发布时间：2017-12-09 18:15

  本文关键词：垃圾渗滤液污染地下水原位厌氧生物氧化修复技术研究

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【摘要】：渗滤液是垃圾填埋过程中产生的高浓度有机废水,具有成分复杂、有机物及氨氮含量高、水质随季节波动大等特点。渗滤液一旦发生渗漏,将对地下水环境质量安全和人体健康带来不容忽视的安全隐患。难降解有机物和氨氮作为渗滤液的特征污染物,阐明其在包气带、含水层中的迁移转化规律可为实际地下水污染场地的调查与防治提供科学依据,然而目前国内外相关研究仍旧较少。Fe(III)生物还原过程作为含水层自然衰减作用的重要组成部分,它不仅密切影响着陆地生态系统中C、N、O、P等元素的自然循环,在含水层污染物的自然降解过程中也发挥着重要作用;采取人工措施对Fe(III)生物还原过程进行强化,并应用于地下水污染修复,值得进一步深入研究。本研究模拟了老龄渗滤液中有机物及氨氮在包气带、含水层中的迁移转化过程;通过驯化培养稻田土著微生物—异化Fe(III)还原菌,研究了以天然赤铁矿为电子受体的厌氧生物氧化过程对有机物和氨氮等特征污染物的去除效能,探讨了反应机理;构建柱实验、渗流槽实验模拟渗滤液污染地下水原位厌氧生物氧化修复过程。主要结论如下:与类富里酸物质相比类胡敏酸物质更容易被包气带土壤吸附截留,氨氮及有机物在含水层中均呈现垂向不均匀沉降现象,这是因为老龄渗滤液中难降解有机物(如腐殖质类)通常以密度大于水的重质非水相液体(DNAPL)存在,表面带负电荷氨氮与其发生静电吸附作用共同沉聚至含水层底部。批实验结果表明,老龄渗滤液污染的地下水COD初始浓度为600mg/L、氨氮初始浓度为25mg N/L时,反应50天后COD生物去除率高达91.06%,碳酸氢盐是最主要的降解产物;而氨氮生物去除率仅为31.25%,亚硝酸盐氮是其主要的去除产物。COD初始浓度在50~600mg/L范围内时,COD浓度越高,反应时间越长,这是因为微生物利用有机碳源进行新陈代谢降解污染物的能力有限。柱实验进水地下水COD初始浓度为400mg/L、氨氮初始浓度为16 mg N/L时,COD与氨氮的最高去除率分别为77.50%、45.12%;渗流槽实验进水COD初始浓度为884.82mg/L、氨氮初始浓度为203.16 mg N/L时,COD与氨氮的最高去除率分别为81.51%、12.26%。含水层填充介质为均质石英砂(粒径1~2mm)且水力停留时间为48h左右时,2~4mm规格赤铁矿渗透性良好,渗透系数K值在(1.87~5.52)×10~3 cm·d~(-1)范围内。修复过程模拟结果表明地下水流动状态下,厌氧生物氧化过程对老龄渗滤液有机污染地下水中COD的去除效果整体较好,而氨氮去除率仍旧较低。本研究可为实际地下水污染场地的调查、污染防治提供一定的理论依据。此外,还可为渗滤液传统处理工艺难降解有机物处理成本高、膜浓缩液减量难提供新的解决办法。本研究提出的渗滤液污染地下水原位厌氧生物氧化修复新技术,可为老龄渗滤液有机污染地下水的实际场地修复工程中赤铁矿投加量、微生物富集培养方式、水力停留时间、反应介质渗透系数等参数的确定提供理论依据。
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X523

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