内嵌式插层填埋场渗滤液污染物内流定向削减行为研究

污染物源头削减是解决传统卫生填埋场渗滤液导排出水污染物浓度高、后续处理难等问题的必要途径，而现有削减工艺依然存在处理受众面小、去除效率低、出水水质差等诸多问题。据此提出了内嵌式插层填埋新方法，采用渗滤液内流定向削减方式，降低填埋场渗滤液导排出水污染物浓度。本项目以实验室模拟和理论计算为手段，通过优化插层材料配比，采用单元化内嵌式插层填埋装置及组合模拟方式，分项考察插层及与异质化垃圾耦合作用下，渗滤液污染物在场内的运移规律、演化趋势及降解效果，分析其转化途径和归驱；通过分子生物学手段，研究微生物菌群构成及种属演变规律；采用物相组分和腐殖质特性分析，分别追踪插层和垃圾体随时间的反应动态过程；从而揭示内嵌式插层填埋场渗滤液污染物内流定向削减行为及去除机制；研究成果为实现填埋场渗滤液的低浓度导排提供了新的研究思路，为工艺的推广应用奠定了理论基础。

污染物源头削减是解决传统卫生填埋场渗滤液导排出水污染物浓度高、后续处理难等问题的必要途径,现有填埋场削减工艺依然存在处理受众面小、去除效率低、出水水质差等诸多问题。据此提出了内嵌式插层填埋新方法，主要从两个途径进行了研究。（1）材料的筛选,确定合适的内嵌式插层填埋场插层材料。根据水泥水化过程，可卷裹部分污染物浓度这一基本常识，开发和选用了不同类型的水化剂（硅酸盐水泥、高铝水泥及其复合水泥材料）,探讨了这些材料对于渗滤液的处理效果，考察了水化反应中投加量、pH、反应时间、搅拌强度等对渗滤液污染物的去除效果。研究发现：当硅酸盐水泥投加量50 g/L，反应时间为24 h、振荡速率为200 rpm时，COD、TOC的平均去除率分别为55.6%，62.1%；当高铝水泥投加量50g/L、pH为10、反应时间为15 h、振荡速率为300 rpm时，COD、TOC平均去除率分别为45.6%、52.0%。硅酸盐水泥的加入可促进高铝水泥的水化过程。同时运用现代仪器分析手段考察了渗滤液中有机物的去除过程及其在固相中的结合状态，描绘了硅酸盐水泥水化过程去除渗滤液污染物的去除模型，从而为不同材料在填埋场渗滤液原位削减应用提供了理论依据。根据水泥水化反应时间较长等问题,开发了含有快速反应的、以C3A为主的水化剂,取得较好效果。同时，考察了插层材料中的关键材料-矿化垃圾，对于渗滤液污染物的去除效果，并考察了反应前后反应体系内微生物的变化情况，确定了矿化垃圾对于渗滤液污染物去除机理。（2）内嵌式插层填埋场填埋结构及填埋技术的开发;将筛选后的材料组建内嵌式插层填埋场，考察了不同材料构成对于填埋场渗滤液污染物去除情况。通过比较内嵌式插层填埋与传统反应器出水渗滤液性质及垃圾体表面沉降的差异，不同插层材料、结构对渗滤液削减能力、运行寿命的研究，发现内嵌式插层填埋柱R1出水的COD、总氮、氨氮、总磷等，分别为传统卫生填埋柱R2出水的20-50%，12-43%，31-75%，0.13-1.83%，表明内嵌式插层场对渗滤液具有良好的污染物去除能力。填埋柱R1渗滤液中Cr、Cu、Mn、Ni、Zn等重金属浓度均远小于填埋柱R2，说明介质层对其具有较好的去除效果，并采用分子量分布、GC-MS等探讨了内嵌式插层填埋对渗滤液中污染物源头的去除机理。研究成果为实现填埋场渗滤液的低浓度导排提供了新思路。