礦物影響垃圾滲濾液中有機(jī)物厭氧分解的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文通過(guò)開(kāi)展序批式實(shí)驗(yàn)，研究了在添加地球環(huán)境中分布廣泛且易獲取的幾種礦物（碳酸鹽、硫酸鹽、鐵氧化物、硫化物和粘土礦物）的條件下，垃圾滲濾液及單一底物乙酸鈉厭氧生物分解過(guò)程中CH4、CO2、TOC、總無(wú)機(jī)碳(TIC)、pH、氧化還原電位及溶液中COD的變化情況，由此分析礦物促進(jìn)垃圾滲濾液中有機(jī)物分解的效果和機(jī)制。研究結(jié)果可以為提高垃圾滲濾液的處理效率提供一個(gè)新的思路和方法。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，添加碳酸鹽（方解石和白云石）和硫酸鹽（石

2、膏和硬石膏）礦物條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)（20天以上），與空白對(duì)照組相比，添加碳酸鹽或者硫酸鹽礦物的反應(yīng)瓶中COD的去除率可以達(dá)到75％左右，而空白對(duì)照組僅有60％;添加兩類(lèi)礦物對(duì)氨氮去除率影響不大;兩類(lèi)礦物作用下CH4產(chǎn)率均顯著增加，其中白云石的促進(jìn)作用尤為明顯。碳酸鹽礦物提高垃圾滲濾液中有機(jī)物降解的原因可能是其對(duì)溶液pH值起到了緩沖效果，使微生物能在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的條件下生長(zhǎng)，這種作用對(duì)強(qiáng)化產(chǎn)甲烷菌的活性尤其有效。另外白云石和方解石中

3、的Ca2+和Mg2+也可以作為厭氧微生物的能量促進(jìn)劑，有助于提高微生物細(xì)胞膜的通透性。硫酸鹽礦物在垃圾滲濾液降解體系中可以作為微生物生長(zhǎng)的電子受體，促進(jìn)厭氧微生物的生長(zhǎng)及有機(jī)物的分解。
　　在鐵氧化物（赤鐵礦）和鐵硫化物（黃鐵礦、磁黃鐵礦）實(shí)驗(yàn)組中，三種礦物均促進(jìn)了垃圾滲濾液中COD的降解和CH4的產(chǎn)生。其中磁黃鐵礦實(shí)驗(yàn)組促進(jìn)效果最佳，COD去除率可達(dá)69％，而空白對(duì)照組僅有47％。磁黃鐵礦促進(jìn)COD降解的機(jī)制為其具有多種反應(yīng)活性

4、位、同時(shí)可以作為導(dǎo)電介質(zhì)促進(jìn)有機(jī)質(zhì)與微生物之間的電子傳遞，因此能增強(qiáng)垃圾滲濾液中微生物的活性;黃鐵礦促進(jìn)COD降解可能與其具有導(dǎo)電性有關(guān);赤鐵礦促進(jìn)COD降解的機(jī)制為其可作為電子受體促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)。
　　在粘土礦物實(shí)驗(yàn)組中，垃圾滲濾液中有機(jī)物降解率大小依次為:高嶺石＞蒙脫石＞凹凸棒石＞伊利石＞空白。添加粘土礦物的反應(yīng)瓶中有機(jī)物去除率可達(dá)80％左右，而空白對(duì)照組有機(jī)物去除率僅有71％。實(shí)驗(yàn)組中產(chǎn)甲烷量的順序?yàn)?高嶺石＞蒙脫石＞凹凸

5、棒石＞伊利石＞空白，分別為空白對(duì)照組的3.05、2.78、2.78和2.55倍。粘土礦物促進(jìn)有機(jī)物降解及產(chǎn)甲烷的機(jī)制為其含有較多微生物生長(zhǎng)代謝所需的微量元素，同時(shí)微生物在礦物表面附著可以增強(qiáng)有機(jī)物-微生物-電子受體間的電子傳遞效率，進(jìn)而達(dá)到強(qiáng)化有機(jī)物降解的效果。
　　在單一底物乙酸鈉實(shí)驗(yàn)中，黃鐵礦、赤鐵礦和針鐵礦同樣能促進(jìn)COD的降解和CH4的生成，在乙酸鈉條件下有機(jī)質(zhì)-甲烷轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)高于垃圾滲濾液實(shí)驗(yàn)中的轉(zhuǎn)化率。底物可降解性的差異