污泥和粉煤灰混合填埋稳定化过程模拟实验研究

谢震震张华

（1江苏省交通科学研究院股份有限公司 江苏南京 210017 2山东建筑大学 市政与环境工程学院 山东济南 250101）

污泥和粉煤灰混合填埋稳定化过程模拟实验研究

谢震震1张华2

（1江苏省交通科学研究院股份有限公司 江苏南京 210017 2山东建筑大学 市政与环境工程学院 山东济南 250101）

两个反应器分别装了污泥、污泥和粉煤灰的混合物。模拟了污泥的单独填埋、污泥和粉煤灰的混合填埋。分析对比了两种反应器的COD、有机质、TOC和VS变化规律。实验结果表明，添加粉煤灰能够加速污泥的降解，从而缩短稳定化时间。

污泥；混合填埋；粉煤灰

随着经济社会的快速发展，城市化进程的加快和污水排放标准的提高，我国城市生活污水处理污泥产生量急剧增加，污泥的处理处置已变得刻不容缓，污泥中含有细菌、病原菌等菌体，容易腐化发臭污染环境[1-2]。

相对于污水处理而言，我国对污泥混合填埋的研究较少，一些添加剂（如粉煤灰等）和污泥混合填埋的土工学性质已经被研究，研究证明添加剂的使用可使污泥混合物的强度提高并达到填埋的要求。

1 材料和方法

1.1 实验设备

实验设备是两个密闭的PVC柱，内径10.0 cm，柱高110.0 cm。实验过程中，模拟降雨，按照当地降雨量定期向反应器中加水。其中A反应器中单独填埋了7.25 kg的污泥，B反应器中填埋了14 kg的污泥和14 kg的粉煤灰。

1.2 实验材料及方法

污泥取自污水净化厂，处理工艺为一级强化混凝沉淀，污泥经过离心脱水，由于含水率还比较高，污泥粘稠，呈半固态。粉煤灰取自发电厂。污泥和粉煤灰的基本性质如表1所示。

污泥有机质的测定目前还没有统一的方法，其含量一般是由有机碳的测定结果计算而来的，即:假定污泥有机质中58%为有机碳，先用重铬酸钾法测定垃圾有机碳的含量，然后用有机碳含量乘以1.724(=100/58)得到垃圾有机质含量[3-4]。

2 实验结果及讨论

2.1 渗滤液COD变化规律

污泥单独填埋出水的COD值明显高于污泥和粉煤灰混合填埋出水的COD值。经过大约一年的时间，A和B反应器的渗出水COD值分别从最高的45000mg/L左右和15000mg/L左右降到15000mg/L和200mg/L左右，降幅分别为67%和98%。A反应器渗滤液COD的值下降速率比B反应器小，又因为其绝对值比较高，在一年之后其COD的值还在15000mg/L左右，反应器中的有机物含量还维持在一个很高的数值。A反应器的COD值先增加再降低，在两个月时开始急速下降。这是因为，固态溶解性有机物溶解，溶出速率大于微生物的降解速率，因此COD升高，当溶出速率小于降解速率时，COD开始下降。

2.2 TOC变化规律

A和B反应器中TOC的变化规律和COD的变化规律相同。反应初期A反应器中有机物的溶解速率要小于有机物的降解速率，因此在刚开始的两个月里A反应器中的TOC是一直增加的。随着A反应器中有机物的减少有机物的溶解速率逐渐大于有机物的降解速率，在以后的时间里TOC呈下降趋势。在经过一年的降解后，A反应器中的TOC从14000mg/L左右降到了6000mg/L，下降幅度为57%。B反应器中的TOC数值是一直呈下降趋势的，从刚开始的7000mg/L下降到了120mg/L,下降幅度要明显高于A反应器达到了97%。经过一年的降解后，B反应器渗滤液中TOC值保持在250mg/L左右而不再降低。这说明经过一年的降解后，B反应器所溶解的TOC属于难降解有机物。所以在最后的时间中B反应器中TOC的数值变化不是很大，没有呈现下降趋势。

2.3 有机质变化规律

A和B反应器的有机质从整体趋势上是下降的。经过一年的降解后A反应器有机质含量降解了大约36%，其有机质含量大约在18mg/g左右。B反应器的有机质含量降解了大约44%，经过一年的降解后其有机质含量大约在8mg/g。B反应器有机质的降解程度要大于A反应器。这说明污泥和粉煤灰混合填埋的确加速了污泥中有机质的降解。

2.4 VS变化规律

B反应器VS的下降程度没有A反应器VS的下降程度大。A反应器的VS从最高的50%下降到了18%，VS的量下降了大约66%；B反应器的VS从22%下降到12%，VS的量下降了大约45%。与A反应器的有机质下降程度大于B反应器有机质的下降程度相比，A反应器的VS下降程度并没有超过B反应器的下降程度，这可能是由于VS中多含有一些无机的挥发性固体，当VS中有机的挥发性固体降解完时，VS再进行降解已经是很难了。所以A反应器的VS下降程度没有B反应器的VS下降程度大。

3 结语

污泥和粉煤灰混合填埋比污泥单独填埋能够加大有机物的降解速率，从而缩短稳定化时间。污泥和粉煤灰混合填埋（B反应器）中COD、有机质、TOC下降幅度都大于污泥单独填埋（A反应器）中COD、有机质、TOC下降幅度。经过一年的降解后，VS中含有的无机挥发性固体导致了B反应器中VS的下降幅度小于A反应器，B反应器中TOC降解开始缓慢。

[1]常勤学.通风控制方式对动物粪便堆肥过程和氟磷转化的影响[D].武汉:武汉理工大学,2006．

[2]于安.鸡粪/木屑强制通风堆肥过程中物质转化规律及微生物种群结构的研究[D].青岛:中国海洋大学,2009．

[3]BrendaB.Ress,PhilipP.Calvert,and etal..Testing Anaerobic Biodegradability of Polymers in Laboratory-Scale Simulated Landfills，EnvironmentalScienceand Technology,1998,32(6):821-827.

[4]陈世和,张所明.城市垃圾堆肥原理与工艺.上海:复旦大学出版社,1990.

谢震震（1981—）男，山东济南，硕士研究生，工程师，主要研究方向：环境影响评价，固废处理与处置。