矿化垃圾筛分与垃圾渗滤液腐殖质性质表征研究

论文摘要

矿化垃圾的开采和资源化利用不仅可以缓解我国垃圾填埋用地的紧张形势,而且能够回收其中的可利用资源。本文利用滚筒筛作为矿化垃圾筛分的主要分选机械,研究了滚筒筛筛分矿化垃圾细料的最佳运行参数,并将细料作为矿化垃圾生物反应床的填料处理垃圾填埋产生的渗滤液,同时对渗滤液中腐殖质在矿化垃圾反应床工艺中的性质变化进行了表征,探讨了渗滤液中腐殖质与重金属作用规律及其对环境产生的影响。主要的研究成果如下:(1)针对上海市老港垃圾填埋场填埋龄为10年的矿化垃圾,选择了滚筒筛作为分选手段,并对其运行工况进行了研究。结果表明,开采出来的垃圾中可利用的细料占39%,可回收物质占22%,具有较高的回收利用价值。同时确定了实验用滚筒筛筛分矿化垃圾的孔径为40mm,在V/Vmax(v为滚筒实测转速,Vmax为滚筒极限转速)为0.51～0.60、角度为4.5°～6.5°时滚筒筛处于最佳运行条件。在老港矿化垃圾开采工程的现场实践中,采用滚筒筛在v/Vmax为0.73的情况下取得了90%的筛分效率。(2)通过对老港填埋场新鲜渗滤液中的腐殖质分析表明,腐殖质对渗滤液COD以及TOC的贡献分别达到了30.2%和41.1%。渗滤液在经过矿化垃圾反应床处理后,其中的腐殖质组分得到了不同程度的去除,HA和FA分别减少了62.3%和35.7%。研究表明渗滤液中的腐殖质均含有羟基、羧基等特征官能团;进出水渗滤液中的腐殖质特征官能团未发现有明显区别,但HA的大分子物质成分明显减少。另外出水中HA和FA的C含量、C/H和C/O增高,说明出水中剩余腐殖质的腐殖化程度较高。(3)垃圾和渗滤液中汞含量都相对较高,对环境存在一定威胁。渗滤液中其它重金属的含量较低,但重金属的总量相对较高,且会进一步从垃圾中溶出,易对环境产生复合污染。矿化垃圾反应床进出水的腐殖质(包括HA和FA)对重金属的络合能力差别较大,出水的腐殖质的金属络合能力(Cu、Hg)强于进水的腐殖质以及天然水体中的腐殖质。在重金属污染方面,渗滤液存在一定的环境威胁。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 课题来源
• 1.3 研究目的与意义
• 1.4 主要技术路线
• 第2章 矿化垃圾的开采利用及渗滤液腐殖质研究进展
• 2.1 生活垃圾填埋场矿化垃圾的开采与综合利用
• 2.1.1 我国生活垃圾填埋概况
• 2.1.2 填埋场的开发利用和矿化垃圾的开采利用实践
• 2.1.3 矿化垃圾的利用途径
• 2.2 矿化垃圾生物反应床处理垃圾渗滤液的研究
• 2.2.1 垃圾渗滤液研究现状
• 2.2.2 矿化垃圾反应床处理渗滤液的理论基础
• 2.2.3 矿化垃圾反应床处理垃圾渗滤液研究
• 2.2.4 矿化垃圾反应床处理渗滤液目前的优势和存在问题
• 2.3 垃圾渗滤液中腐殖质与重金属的作用研究
• 2.3.1 水体中的腐殖质
• 2.3.2 填埋场中的重金属
• 2.3.3 重金属对水环境的影响
• 2.3.4 腐殖质与金属离子的键合作用
• 2.3.5 键合作用对水环境中重金属环境行为的影响
• 第3章 实验材料与分析方法
• 3.1 矿化垃圾筛分实验的设备、材料及方法
• 3.1.1 滚筒筛的设计
• 3.1.2 实验材料
• 3.1.3 实验方法
• 3.2 腐殖质分析方法及仪器
• 3.2.1 腐殖质的提取、分离和纯化
• 3.2.2 元素分析仪器与方法
• 3.2.3 热分析实验仪器与方法
• 3.2.4 红外光谱分析实验仪器与方法
• 3.2.5 分子量分布实验仪器与方法
• 3.3 金属汞的测定方法
• 3.4 重金属与腐殖质间相互作用实验仪器与方法
• 第4章 矿化垃圾的滚筒筛筛分特性研究
• 4.1 引言
• 4.2 矿化垃圾成分分析
• 4.3 滚筒筛分实验结果
• 4.3.1 筒体倾斜角度3.4°时的筛分情况分析
• 4.3.2 筒体倾斜角度4.5°时的筛分情况分析
• 4.3.3 筒体倾斜角度5.6°时的筛分情况分析
• 4.3.4 筒体倾斜角度6.5°时的筛分情况分析
• 4.3.5 筒体倾斜角度7.1°时的筛分情况分析
• 4.3.6 筒体倾斜角度8.4°时的筛分情况分析
• 4.3.7 滚筒筛中矿化垃圾的动态分析
• 4.4 滚筒筛分结果综合分析
• 4.5 工程实践
• 第5章 矿化垃圾生物反应床渗滤液中腐殖质基本特征研究
• 5.1 引言
• 5.2 渗滤液中腐殖质的含量
• 5.3 元素组成比较
• 5.4 热分析比较
• 5.5 红外光谱分析
• 5.6 分子量分布
• 5.7 本章小结
• 第6章 矿化垃圾生物反应床渗滤液中HA及FA与重金属的作用研究
• 6.1 引言
• 6.2 渗滤液中的重金属
• 6.3 汞元素在填埋场中的分布
• 6.3.1 实验目的与内容
• 6.3.2 填埋生活垃圾中的汞含量分析
• 6.4 部分重金属与渗滤液中腐殖质的相互作用研究
• 6.4.1 进出水HA的络合容量实验
• 6.4.2 进出水FA的络合实验
• 6.5 本章小结
• 第7章 结论与展望
• 7.1 研究结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果