生活垃圾淋滤过程中污染物的释放特征研究

北极星环保网讯:摘要: 本文选取我国东、中、西部3个地区6个典型村镇的生活垃圾,设计了两种淋滤强度:低强度(10 mm˙d-1)和高强度(20 mm˙d-1),采用室内降雨模拟实验,研究了生活垃圾污染物如CODCr、BOD5、TN和NH3-N等的动态淋滤释放特征.结果显示,两种淋滤强度下,3个地区淋滤液pH值整体随时间的增加呈现小幅的上升,变化范围分别在6.5~8.0(10 mm˙d-1)和5.5~8.0(20 mm˙d-1)之间;CODCr呈现显著下降(1~2周)、缓慢下降(2~7周)和相对平稳(7~10周)3个阶段.淋滤液BOD5在前6周降低明显,在第7和第8周基本达到了溶出的平衡点.淋滤液TN分别在第8周(10 mm˙d-1)和第7周(20 mm˙d-1)基本达到了溶出平衡,NH3-N分别在第8周(10 mm˙d-1)和第6周(20 mm˙d-1)基本达到了溶出平衡.整个淋溶周期内(10周),淋滤液CODCr、BOD5、TN和NH3-N浓度变化规律整体呈现:高强度(20 mm˙d-1)淋滤条件下浓度降低率高于低强度(10 mm˙d-1).

1 引言

近年来，随着我国经济社会的高速发展和人民群众生活水平的不断提高，农村生活垃圾的污染问题也日趋严重(赵晶薇等，2014).村镇环境的污染尤其是生活垃圾的污染已经逐渐成为村镇污染的主要形式(岳波等，2014).受到村镇区域人口密度、经济条件、资源环境等方面的限制，目前我国村镇生活垃圾的主要处理方式还是简易堆存、随意倾倒和焚烧等.约有1/3的农村生活垃圾处于随意堆存状态(朱慧芳等，2014;焦守田和冯建国，2008).侵占了大量的土地，不仅容易传播疾病，而且严重污染了村镇的水、土壤、空气以及人居环境(陈闯等，2012; 张立秋等，2013; 刘杰，2013)，成为区域生态环境恶化的主要因素(Wu et al., 2014).

已有诸多学者针对部分地区的村镇生活垃圾开展了相关研究.狄军贞等(2011)利用柱实验模拟研究了垃圾在堆存情况下经过降雨的淋洗，COD、Cl-、SO42-的溶出规律，结果显示COD溶出规律符合一级反应动力学方程，Cl-的溶出速度要快于SO42-.蒋惠忠等(2002)模拟研究了降雨条件下垃圾污染组分Cl-、SO42-、CODCr、NH4+的变化特征，结果表明，淋滤液中的CODCr、Cl-、SO42-和NH4+均随着淋滤时间呈现三个阶段的变化趋势，即急速下降，缓慢下降和基本稳定.

生活垃圾特性与当地经济发展水平息息相关(徐礼来等，2013).本文选取我国东、中、西部3个地区的村镇生活垃圾，通过降雨模拟实验比较分析各地区村镇生活垃圾污染物的溶出规律，旨在了解我国不同经济发展程度地区间生活垃圾中有害物质的溶出特性，为更好的管理和控制村镇生活垃圾提供理论参考.

2 材料与方法

2.1 采样方法

在每个典型村镇选择5个垃圾池或垃圾堆放点，每个点采集生活垃圾样品50 kg左右，混合均匀 后通过四分法缩减垃圾样品至25 kg左右，储存于便携式冷藏箱带回实验室分析理化性质，具体采样方法参照《城市生活垃圾采样和物理分析方法(CJ/T313—2009)》.

2.2 实验材料与装置

垃圾样品采集于不同地区的典型村镇，分别是重庆市永川区板桥镇和龙门滩村;湖北省麻城市铁门岗乡和蔡大村;北京怀柔区九渡河镇和杏树台村.实验采用6个圆柱形透明有机玻璃柱.将每个地区村和镇的均匀混合新鲜垃圾用剪刀破碎，过50 mm筛，取筛下物填充两个柱子，分别模拟不同淋洗强度.每个柱子装填垃圾4.5 kg，填充密度为275 kg ˙ m-3.实验装置见图 1，柱高为1.0 m，内径为0.15 m，底部穿孔，柱底均匀装填约5 cm厚，粒径为0.5～1.2 mm石英砂.顶部均匀铺垫厚度约为2 cm厚度的石英砂，顶部加盖一个穿孔有机玻璃盖以保证布水均匀.供实验用垃圾样品的理化性质及物理组分分别见表 1、表 2.

图1 实验装置

表1 典型村镇生活垃圾理化性质

表2 典型村镇生活垃圾物理组分

延伸阅读：

国内生活垃圾处理技术常见问题解答

目前几种城市生活垃圾的处理方法及其实用性比较