利用渗滤液富集矿化垃圾中的氨氧化菌氧化垃圾填埋场甲烷的基础研究

【摘要】：论文探讨了如何利用垃圾渗滤液中氨氮富集矿化垃圾中的氨氧化菌,再利用其对甲烷的氧化能力实现垃圾填埋场温室气体总量减排。通过实验室模拟，研究了垃圾渗滤液和矿化垃圾的基本特性及其微观结构，重点分析讨论了如何利用渗滤液富集矿化垃圾中的氨氧化菌以及矿化垃圾氧化甲烷的环境影响因子，主要成果如下： （1）矿化垃圾作具有很高的渗透速率和水力负荷，同时具有类似土壤的水容纳和传输能力，矿化垃圾颗粒物微观形态丰富，形状多以不规则多面球体为主，比表面积大，且颗粒间空隙较大，利于自然通风复氧和好氧微域的存在。 （2）矿化垃圾对渗滤液中的氨氮具有良好的转化能力，在120天的驯化过程中，氨氮去除率高于60%；投加200mg/kg氨氮后，120小时驯化后矿化垃圾硝酸盐氮的生成量分别为原生矿化垃圾样品和粘土样品的2.0倍和3.8倍，实验表明经过120天的驯化，矿化垃圾中的氨氧化菌得到一定程度的富集；矿化垃圾和粘土样品中甲烷消耗和二氧化碳的净生成趋势与氮转化趋势类似，120天驯化后矿化垃圾的甲烷氧化能力比粘土样和原生矿化垃圾分别提高了59.3%和10.6% （3）矿化垃圾氧化甲烷的最适温度在20-35C，低温或高温都不利于氨氧化菌氧化甲烷，尤其对高温更加敏感。 （4）矿化垃圾中的氨氧化菌氧化甲烷的最适含水率在20%-30%。 （5）pH过酸过碱（pH4或pH9）都会影响到矿化垃圾氧化甲烷，矿化垃圾氧化甲烷的最适pH在5.5-7.5之间，数据表明，对于矿化垃圾中的氨氧化菌，相对于弱碱性的土壤环境，弱酸性的土壤环境更有利于其氧化甲烷。 （6）粒径过小，造成孔隙率变小，阻止了氧气和甲烷的进入矿化垃圾，最终影响到甲烷的氧化。粒径大于2mm，氨氧化菌对甲烷的去除效果明显。 （7）初始甲烷浓度和氨氧化菌氧化甲烷呈现正相关，随着初始甲烷浓度的升高，氨氧化菌氧化甲烷的能力也得到提升。 （8）未处理过的垃圾渗滤原液中的污染物对氨氧化菌的毒性作用明显。利用垃圾渗滤液对矿化垃圾中的氨氧化菌进行驯化，必须先对渗滤液进行预处理。 【关键词】：垃圾渗滤液 甲烷氧化 矿化垃圾 环境因子
【学位授予单位】：苏州科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-25
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 垃圾渗滤液12-16
• 1.2.1 垃圾渗滤液的产生12
• 1.2.2 垃圾渗滤液的特点12-13
• 1.2.3 垃圾渗滤液的危害13
• 1.2.4 垃圾渗滤液的处理13-16
• 1.3 矿化垃圾16-21
• 1.3.1 矿化垃圾的产生16
• 1.3.2 矿化垃圾的特性16-17
• 1.3.3 矿化垃圾的利用17-21
• 1.3.4 矿化垃圾处理污染物的机理21
• 1.4 研究目标21
• 1.5 研究内容21-22
• 1.6 技术原理和路线22-24
• 1.6.1 技术原理22-23
• 1.6.2 技术路线23-24
• 1.7 说明24-25
• 第二章 矿化垃圾和渗滤液的预处理25-30
• 2.1 矿化垃圾的预处理25-27
• 2.1.1 物理性质25
• 2.1.2 化学性质25
• 2.1.3 微生物学性质25
• 2.1.4 矿化垃圾的预处理25-26
• 2.1.5 SEM 电镜扫描26-27
• 2.2 垃圾渗滤液的预处理27-29
• 2.3 小结29-30
• 第三章 利用渗滤液驯化矿化垃圾富集氨氧化菌30-39
• 3.1 利用渗滤液驯化矿化垃圾富集氨氧化菌30-32
• 3.1.1 试剂30
• 3.1.2 实验器材30
• 3.1.3 实验方法30-31
• 3.1.4 实验结果与讨论31-32
• 3.2 氨氮转化实验32-34
• 3.2.1 试剂32
• 3.2.2 实验器材32
• 3.2.3 试验方法32-33
• 3.2.4 结果与讨论33-34
• 3.3 矿化垃圾氧化甲烷34-37
• 3.3.1 仪器34
• 3.3.2 试验方法34-35
• 3.3.3 结果与讨论35-37
• 3.4 小结37-39
• 第四章 环境因子对矿化垃圾氧化甲烷的影响分析39-66
• 4.1 温度对矿化垃圾氧化甲烷的影响39-44
• 4.1.1 材料39
• 4.1.2 实验器材39
• 4.1.3 实验方法39-40
• 4.1.4 实验结果与讨论40-43
• 4.1.5 小结43-44
• 4.2 含水率对矿化垃圾氧化甲烷的影响44-49
• 4.2.1 材料44
• 4.2.2 实验器材44
• 4.2.3 实验方法44-45
• 4.2.4 实验结果与讨论45-48
• 4.2.5 小结48-49
• 4.3 pH 对矿化垃圾氧化甲烷的影响49-54
• 4.3.1 材料49
• 4.3.2 实验器材49
• 4.3.3 实验方法49-50
• 4.3.4 实验结果与讨论50-53
• 4.3.5 小结53-54
• 4.4 粒径对矿化垃圾氧化甲烷的影响54-58
• 4.4.1 材料54
• 4.4.2 实验器材54
• 4.4.3 实验方法54
• 4.4.4 实验结果与讨论54-57
• 4.4.5 小结57-58
• 4.5 初始甲烷浓度对矿化垃圾氧化甲烷的影响58-62
• 4.5.1 材料58
• 4.5.2 实验器材58
• 4.5.3 实验方法58-59
• 4.5.4 实验结果与讨论59-61
• 4.5.5 小结61-62
• 4.6 渗滤液对矿化垃圾氧化甲烷的影响62-66
• 4.6.1 材料62
• 4.6.2 实验器材62
• 4.6.3 实验方法62
• 4.6.4 实验结果与讨论62-66
• 第五章 总结与展望66-68
• 5.1 总结66-67
• 5.1.1 矿化垃圾和渗滤液的预处理66
• 5.1.2 环境因子对矿化垃圾氧化甲烷的影响分析66-67
• 5.2 待解决的问题67
• 5.3 展望67-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-73
• 个人简介73

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