東北地區(qū)垃圾堆場的垃圾降解行為及穩(wěn)定化研究.pdf

1、目前，垃圾堆場在我國的垃圾處理方式中仍占很大比例，我國大多數(shù)城市周圍都存在著垃圾堆場。這些垃圾堆場不僅占用大量土地、經(jīng)常發(fā)生火災(zāi)和爆炸等安全事故，而且對環(huán)境的污染與影響非常嚴(yán)重。
　　本文以哈爾濱市為例，通過模擬試驗和現(xiàn)場采樣分析，對東北地區(qū)城市生活垃圾堆場中固體垃圾的有機(jī)質(zhì)、生物可降解物（BDM）、總糖、粗纖維及重金屬等指標(biāo)和垃圾滲濾液水質(zhì)（COD、BOD、可生化性和氨氮）隨時間的變化規(guī)律以及垃圾堆場的穩(wěn)定化狀況進(jìn)行了一系列深入

2、的研究，建立了垃圾滲濾液和固體成分各個指標(biāo)的動力學(xué)模型，分析、比較了影響垃圾穩(wěn)定化的關(guān)鍵因素，并據(jù)此對哈爾濱市的垃圾穩(wěn)定化時間進(jìn)行了預(yù)測。同時，本文還利用基因擴(kuò)增——變性梯度凝膠電泳（PCR-DGGE）技術(shù)對模擬堆場條件下的微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。
　　現(xiàn)場試驗部分分別采集了哈爾濱市的四個垃圾堆場的垃圾，并且對不同堆放時間的垃圾中有機(jī)質(zhì)、生物可降解物、總糖和粗纖維以及重金屬等指標(biāo)進(jìn)行分析，研究各個指標(biāo)與堆放時間的關(guān)系。結(jié)果表明：

3、垃圾在堆放10年后，垃圾中有機(jī)質(zhì)、BDM、總糖、粗纖維分別減少了50.77％、43.34%、83.38%、24.49%。通過對東部垃圾場和王崗垃圾場的垃圾進(jìn)行挖掘試驗，對兩個垃圾堆場的不同堆放深度的垃圾中有機(jī)質(zhì)、生物可降解物和重金屬等指標(biāo)進(jìn)行分析，研究各個指標(biāo)與堆放深度之間的關(guān)系。結(jié)果表明：固體垃圾有機(jī)質(zhì)、BDM、總糖和粗纖維隨垃圾堆放時間的增加而呈現(xiàn)降低的趨勢，垃圾中有機(jī)質(zhì)和BDM降解速度隨垃圾堆放的深度增加而減緩。
　　通過實

4、驗室模擬試驗研究環(huán)境溫度對生活垃圾降解的影響，模擬試驗溫度控制在40℃條件下其垃圾滲濾液各指標(biāo)和固體垃圾成分各指標(biāo)達(dá)到最大值需要的時間分別比19℃條件下縮短10天和10～20天，結(jié)果表明試驗范圍內(nèi)環(huán)境溫度的升高可以縮短垃圾降解的啟動時間。實驗室模擬試驗中40℃試驗組的垃圾中有機(jī)質(zhì)和BDM降解率分別是19℃試驗組降解率的1.41倍和1.22倍。
　　論文通過模擬垃圾堆場試驗對不同環(huán)境條件下垃圾堆場中的垃圾降解行為進(jìn)行了研究，結(jié)果表明

5、：自然環(huán)境條件試驗的滲濾液和固體成分指標(biāo)的降解速度均比人工模擬條件試驗裝置快。自然環(huán)境條件下垃圾滲濾液的COD、BOD的降解率以及氨氮的轉(zhuǎn)化率分別是人工模擬降水條件試驗降解率的1.39倍、1.10倍和1.60倍；自然環(huán)境條件下垃圾中有機(jī)質(zhì)、BDM的降解率分別是人工模擬降水條件試驗降解率的1.29倍和1.60倍。通過對比分析發(fā)現(xiàn)，除環(huán)境溫度外，天然降水、營養(yǎng)物質(zhì)和溶解氧、微生物以及降解過程中釋放的熱量散失等因素對垃圾滲濾液和固體垃圾中有機(jī)

6、質(zhì)和BDM的降解均產(chǎn)生重要影響。
　　利用PCR-DGGE技術(shù)，對人工模擬條件試驗裝置和自然環(huán)境條件試驗裝置的兩個垃圾層內(nèi)的微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示兩個模擬試驗裝置內(nèi)均有著比較豐富的細(xì)菌群落多樣性。四個不同樣品內(nèi)存在共同的菌種，而每個樣品又存在各自比較優(yōu)勢的菌種。通過 DGGE圖譜的豐富度分析，發(fā)現(xiàn)自然環(huán)境條件試驗裝置內(nèi)的菌群多樣性明顯高于人工模擬降水條件試驗裝置，而下層垃圾堆層的菌群種類多于上層垃圾堆層。通過 DGGE

7、圖譜的相似性分析，發(fā)現(xiàn)人工模擬條件試驗裝置與自然環(huán)境條件試驗裝置內(nèi)的微生物由于所處的大環(huán)境不同，導(dǎo)致微生物種群差異很大。但隨著堆放深度的增加，不同垃圾堆體內(nèi)菌群相似性卻明顯隨之增加。
　　基于生化反應(yīng)的動力學(xué)方程[C]=C0eKt，對模擬試驗、垃圾堆場試驗的垃圾滲濾液和固體垃圾成分各指標(biāo)隨堆放時間的變化情況進(jìn)行數(shù)學(xué)擬合，得到各指標(biāo)的反應(yīng)動力學(xué)擬合方程，并且得出哈爾濱的滲濾液達(dá)到穩(wěn)定化（COD≤100mg/L，BOD≤30mg/L，