垃圾填埋场恶臭污染解析与控制技术研究

论文摘要

卫生填埋作为城市生活垃圾最终处置方式,以工艺简单、投资省、处理量大、运行费用低等特点得到广泛应用。然而,随着城镇居民对生活环境质量要求的提高和城市化进程的加快,垃圾填埋过程产生的恶臭污染问题日益突出。本研究针对杭州市天子岭垃圾填埋场恶臭污染控制中亟待解决的关键问题,结合长期积累的科研和工程实践基础,开展了填埋场恶臭污染特征和控制技术研究,探明了天子岭垃圾填埋场恶臭污染源、恶臭污染物及其动态变化特征;研制开发了垃圾填埋覆土改良除臭技术,并建立示范研究。研究取得的主要结论有:1、阐明了垃圾填埋场恶臭污染特征。通过实地监测,明确填埋库区和污水处理厂为杭州天子岭垃圾填埋场主要恶臭污染源;采用气相色谱-质谱联用（GC/MS）分析技术,鉴定识别出68种恶臭污染物。其中,H2S和NH3浓度最高,是垃圾填埋场主要恶臭污染因子,其次依次为卤代烃、芳香族化合物、含硫化合物、挥发性脂肪酸、含氧有机物和其他烃类等。解析了特征恶臭气体（H2S和NH3）浓度与填埋垃圾量、覆土量、气压、风向、温度和湿度等影响因素之间的相关性,揭示了垃圾填埋场主要恶臭气体H2S和NH3的动态变化规律。结果表明,温度、气压和湿度是影响垃圾填埋场恶臭物质H2S和NH3浓度变化的显著性环境因素;东风、东南风、东北风极易导致填埋场恶臭污染物向厂界方向扩散;简单增加填埋库区填埋覆土和除臭剂用量对控制H2S和NH3浓度效果不明显。2、研制了新型垃圾填埋覆土改良材料。模拟试验结果表明,研发的污泥竹炭堆肥覆土改良材料对恶臭去除效果显著,其对恶臭气体H2S和NH3的去除效果明显优于终场覆土、陈年垃圾和新鲜粘土,去除率达85%以上。污泥竹炭堆肥改良覆土对挥发性脂肪酸、芳香族化合物和卤代化烃也具有良好的除臭效果,分别达到88%、95%和86%以上,可有效控制垃圾填埋场填埋作业过程恶臭污染物的产生恶臭物质。材料性质和代谢产物变化特征表明,污泥堆肥改良覆土具有相当强的硫氧化作用和硝化作用,将H2S、硫化物和NH3分别转化为硫酸盐和硝酸盐形式积累。3、运用扫描电镜和聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）技术对实验室填埋覆土材料除臭微生物生态进行研究。结果表明,不同填埋覆土材料微生物群落组成、数量和丰度存在差异,污泥竹炭堆肥改良覆土的优势菌群数量和丰度显著高于其他三种材料（P＜0.01）,这可能是该材料除臭效果最好的一个重要原因。4、在杭州市天子岭垃圾填埋场设计建造了库容为400 m3的简易填埋单元,分析了填埋单元运行55天中城市生活垃圾产气监测点的H2S、NH3浓度和恶臭强度的变化情况。结果表明,填埋单元产生的H2S和NH3的浓度相对比较稳定,分别维持在0.2 mg/m3和5 mg/m3左右;填埋单元产生的恶臭气体的恶臭强度随时间呈显著性下降趋势,填埋初期恶臭控制至关重要。研究了新鲜粘土、终场覆土、污泥竹炭堆肥改良覆土、陈年垃圾、陈年垃圾与新鲜粘土混合物等5种填埋覆土材料对恶臭去除效果。结果显示,污泥堆肥改良覆土对H2S和NH3的去除效率可达85%以上,显著优于终场覆土、终场覆土与陈年垃圾混合物、陈年垃圾或新鲜粘土;与新鲜粘土相比,堆肥覆土可提高H2S和NH3的去除率分别达30%和28%以上,且在填埋单元运行第1天去除率便可以提高34%和30%,出气中H2S和NH3浓度均低于《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）中的二级标准限值。可见,污泥竹炭堆肥改良覆土可有效控制城市生活垃圾中恶臭排放,适合作为垃圾填埋场日覆土材料。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1 垃圾填埋场恶臭的组成及特征
• 1.1 垃圾填埋场恶臭检测方法
• 1.2 垃圾填埋场恶臭气体的组成和浓度
• 1.3 垃圾填埋场的恶臭特征
• 1.4 恶臭污染防治法律法规及标准
• 2 垃圾填埋场恶臭污染控制技术
• 2.1 传统恶臭污染控制技术
• 2.2 生物除臭剂法
• 2.3 恶臭原位控制
• 3 论文的研究意义、研究目标和研究内容
• 3.1 研究意义
• 3.2 研究目标
• 3.3 研究内容
• 第二章 杭州市天子岭垃圾填埋场恶臭污染特征研究
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 监测标准与规范
• 2.2 监测内容
• 2.3 监测方法
• 3 结果与讨论
• 3.1 杭州市天子岭垃圾填埋场恶臭污染源解析
• 3.2 杭州市天子岭垃圾填埋场恶臭气体动态变化特征
• 4 本章小结
• 第三章 垃圾填埋场填埋覆土改良及其除臭效果研究
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 实验装置和覆土材料
• 2.2 模拟垃圾配制
• 2.3 采样和分析
• 2.4 主要计算公式
• 3 结果与讨论
• 3.1 材料性质
• 3.2 硫化物的去除效果
• 3的去除效果'>3.3 NH₃的去除效果
• 3.4 其他微量气体的去除效果
• 3.5 材料性质变化
• 4 本章小结
• 第四章 模拟反应器填埋覆土层微生物生态研究
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 扫描电镜分析
• 2.2 总细菌多样性PCR-DGGE分析
• 2.3 数理统计分析
• 3 结果与讨论
• 3.1 填埋覆土表面微生物变化
• 3.2 填埋覆土总细菌多样性的分析
• 4 本章小结
• 第五章 垃圾填埋场覆土改良材料除臭技术示范研究
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 填埋单元设计与施工
• 2.2 垃圾填埋单元填埋垃圾与覆土层布置
• 3 结果与讨论
• 2S、NH₃及恶臭强度产生规律'>3.1 填埋单元H₂S、NH₃及恶臭强度产生规律
• 3.2 填埋单元除臭效果
• 4 本章小结
• 5 填埋单元施工建设附图
• 5.1 生活垃圾装填流程
• 5.2 填埋覆土装填流程
• 第六章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的文章、专利及奖励
• 致谢