补充材料1 生活垃圾填埋焚烧技术进展课件

我国目前生活垃圾处理现状卫生填埋主导地位难以动摇406座垃圾填埋场另有简易堆场2000余座填埋场数量填埋量填埋地位填埋比例2008年生活垃圾填埋处理情况填埋能力26万吨/日全年填埋总量为8444万吨82%的垃圾采用填埋处理与2007年基本持平继续稳居主导地位Ⅱ级132座7.28万吨/日Ⅲ级48座2.83万吨/日Ⅰ级58座5.47万吨/日Ⅳ级134座3.88万吨/日生活垃圾填埋场启动等级评估2006年1月，建设部组织对372座填埋场进行评定；2008年10月，建设部委托中环协对填埋场进行复评。焚烧处理城市焚烧场数量

建成72座焚烧厂16%的垃圾采用焚烧方式同比上升1个百分点3年内上升60%焚烧能力5.05万吨/日全年焚烧总量为1522万吨生活垃圾焚烧成为行业热点焚烧处理在我国处于快速发展期2008年生活垃圾焚烧厂建设现状

焚烧处理现状

建成72座在建39座

炉排炉70座流化床41座焚烧量占16%生活垃圾堆肥处理总量逐年减少堆肥处理能力0.44万吨/日，全年堆肥总量为135万吨2008年底共有垃圾堆肥厂13座，两年内减少13座数量处理量比例阶段现阶段堆肥技术在我国处于萎缩和低迷时期1.4%的垃圾采用堆肥处理，连续10年以上同比下降可持续生活垃圾填埋处置及资源化研究与应用我国生活垃圾：1993年1亿吨；2007年1.7亿吨；上海生活垃圾：1993年200万吨；2007年530万吨本项目开始于1993年：上海市乃至全国生活垃圾随意堆放，地下水和空气污染严重，周边地区蚊蝇横飞，臭气熏天，疾病蔓延，居民怨气很大，已成为政治问题一、项目背景无害化处理：生活垃圾中可资源化利用的组分极少，卫生填埋是最佳方法之一，符合国情技术路线：污染机理、防渗以阻止渗滤液对地下水的污染、日覆盖以防治臭气、矿化垃圾与土地再利用、渗滤液高效处理、现有堆场进行彻底修复研究思路：稳定化过程；污染控制；资源化一、项目背景我国最早从事可持续生活垃圾填埋处置及资源化研究与应用的单位一、项目背景研究目标：探索填埋场生活垃圾稳定化过程及研发相关应用技术，实现生活垃圾从简易堆场到安全可控卫生填埋场的重大变革，最终实现“可持续生活垃圾填埋处置及资源化”目标

围绕可持续生活垃圾填埋处置及资源化目标，从四个方面进行了系统研究:

1.填埋场生活垃圾生物降解与稳定化过程

2.填埋场防渗及高维卫生填埋技术

3.填埋场矿化垃圾资源化综合利用技术

4.生活垃圾堆场封场及修复利用技术二、研究内容、成果、创新点1.填埋场生活垃圾生物降解与稳定化过程提出了基于分子量分布特征的生活垃圾稳定度建立了生活垃圾性质、渗滤液自然衰减过程、填埋体沉降量与填埋时间的定量关系构建了填埋场沉降模型二、研究内容、成果、创新点

—

填埋场生活垃圾达到稳定化时间约8年—矿化垃圾

—

最终沉降高度约为原始填埋高度的30％

—

自然降解条件下，渗滤液达到生活垃圾填埋污染控制标准(GB16889-2008)的排放标准的时间约为32年填埋场生活垃圾生物降解与稳定化过程研究结论二、研究内容、成果、创新点2.填埋场防渗技术简易堆场存在的致命问题：渗滤液对地下水的污染、迁移及扩散式中：D—水动力弥散系数；

v—地下水流速（m/s)

C—渗滤液浓度(mg/L)—单位体积渗滤液质量的变化(mg)二、研究内容、成果、创新点解决方案：设计与建造卫生填埋场

-防渗是核心推算了防渗层寿命构建了防渗层结构比选了防渗层材料确定了防渗层厚度二、研究内容、成果、创新点防渗层寿命生活垃圾稳定化过程中，渗滤液达到排放标准时间：32年填埋场的运行时间：国家规定10年以上，一般为20年防渗材料的寿命：>32+20年，52年以上二、研究内容、成果、创新点防渗层构造适应于生活垃圾卫生填埋场高浓度、高污染、高不稳定沉降状况确保稳定寿命大于52年水平防渗垂直防渗

二、研究内容、成果、创新点确定了HDPE膜作为库区水平防渗关键材料选择了粘土保护层与土工膜的人工水平（复合）防渗结构提出了人工水平（复合）防渗基本结构：单层≥1.5mm厚HDPE土工膜粘土保护层0.6m厚，k≤5×10-7cm/s解决了渗滤液对地下水二次污染问题1）水平防渗二、研究内容、成果、创新点1、垃圾体2、碎石层3、渗滤液收集沟4、HDPE管5、土工布6、粘土层7，HDPE膜8、沙层9、地下水收集沟10、水泥管11、基础层

填埋场防渗层结构示意图二、研究内容、成果、创新点

2）垂直防渗优化了粘土固化浆液的配比研制出了适合填埋场垂直防渗要求的灌浆材料确定了帷幕灌浆的初始浓度、灌浆压力、孔排数等参数范围研发了适合于我国大量简易填埋场的垂直防渗修复技术研发的防渗墙厚度：30cm~40cm

（国外70-80cm）二、研究内容、成果、创新点缺陷地基（软土地基）存在的问题

地基承载力偏低，生活垃圾填埋高度严重受限；常规设计10－23米缺陷地基（软土地基）高维卫生填埋解决方法

降低地基含水率；结合稳定化过程分单元作业;填埋高度提高至45－80米，实现高维填埋３.缺陷地基上高维卫生填埋技术

二、研究内容、成果、创新点

软土排水固结过程固结时间表（PVD-排水板）计算了排水板间距与固结程度的定量关系比选了排水板格网孔径优化了排水板插板施工机械配置实现施工期井点降水二、研究内容、成果、创新点

高维填埋的突破点：提出了代表着现代填埋场设计中最新和最有创意的地下水管理系统：内向水力梯度控制——实施原位排水固结，实现实时渗漏检测大幅度提高填埋场库容，如与老港填埋场Ⅰ~Ⅲ工程相比较，填埋场空间利用系数增加至原来的六倍多上海老港填埋场四期工程（高维填埋）

填埋高度：11m46m（浦东机场限高）占地面积：336公顷100公顷建设成本：100％25%二、研究内容、成果、创新点４.填埋场矿化垃圾资源化综合利用技术

1）矿化垃圾性质—有机质含量高（9～15％）—结构松散(孔隙度37～45％；容重0.96~1.03g/cm3)—较好的水力传导和渗透性能(持水度5～20％；给水度30％)—较大的阳离子交换能力(1.20～1.49mmol/g干垃圾)—优良的生物种群和较高的细菌总数(微生物>106-8/g干垃圾)二、研究内容、成果、创新点2）矿化垃圾微生物及其DNA分析

细菌：芽孢杆菌属、变形菌属和动球菌属为优势菌属

古菌：甲烷八叠球菌属和甲烷嗜热菌属为优势菌属

特种菌：深海沉积物中的嗜盐嗜碱菌；耐汞极端微生物；耐砷菌；嗜冷菌

有害病菌：未检出O型口蹄疫病毒、致病性大肠杆菌、沙门氏菌、链球菌和金黄色葡萄糖球菌

矿化垃圾样品总DNA的提取扩增片断的DGGE图谱二、研究内容、成果、创新点

矿化垃圾样品总DNA的提取扩增片断的DGGE图谱二、研究内容、成果、创新点3）矿化垃圾用于生物反应床填料－资源化利用之一利用矿化垃圾制造生物反应床用于渗滤液高效、低耗处理

矿化垃圾生物反应床渗滤液处理工艺流程图（授权发明专利证书号：第121846号）

调节池(厌氧池)一级反应床收集池二级反应床收集池三级反应床出水渗滤液二、研究内容、成果、创新点

矿化垃圾生物反应床处理垃圾渗滤液工程应用效果

稳定运行效果：

COD>90%,氨氮>95～99%

COD(mg/L)去除率(%)氨氮(mg/L)去除率(%)B/C进水特性10100~120001010~18000.21~0.35一级反应床出水2580～320070~75348～45061~650.20~0.34二级反应床出水550~75075~82100~12066~850.15~0.23三级反应床出水30090以上10~2095~990.10~0.20二、研究内容、成果、创新点3）矿化垃圾用于城市污泥改性－资源化利用之二矿化垃圾:污泥＝1:1

降低含水率、恶臭，提高承压能力，实现卫生填埋

二、研究内容、成果、创新点4）卫生填埋场和堆场沼气收集利用技术

二、研究内容、成果、创新点（1）解决浅层填埋场沼气收集技术难题

（2）选择了合适的发动机组

（3）集成了沼气收集－净化－发电－燃烧－供配电技术1）全面系统研究了堆场污染过程规模大小不一点多分散，主要分布在市郊农村堆放方式迥异，有的堆高，有的推平技术水平较低，基本未采取污染控制措施堆场周围环境差，污染严重二、研究内容、成果、创新点５.

生活垃圾堆场封场及修复利用技术2）比选了卫生填埋场封场及堆场修复方案填埋场封场的利用途径植物种植矿化垃圾利用土地利用堆场修复－污染控制途径防渗补救措施－垂直防渗异地搬迁就地封场二、研究内容、成果、创新点堆场种植的草皮和树木3）筛选了适合填埋场或堆场生长的植物品种—适合人工种植的树种：海桐、黄杨、女贞、夹竹桃—能够自然条件下生长的植物：灰藜、一年蓬群落、海三棱藨草、灰绿藜群落、芦苇、海三棱藨草群落等

种植之时二年后夏天填埋场封场植物研究现场二、研究内容、成果、创新点4）提出了堆场修复和土地资源再利用技术导则封场<3年，异地搬迁修复封场3～10年，垂直防渗，并辅以植被种植修复封场>10年，就地封场修复，矿化垃圾开采利用，实现土地再利用封场32年后可终止现场监管及渗滤液处理二、研究内容、成果、创新点

—阐明了我国填埋场生活垃圾生物降解和稳定化规律，为生活垃圾卫生填埋场矿化垃圾、土地资源化再利用以及堆场污染控制和修复提供理论依据

—

发现了我国填埋场中生活垃圾稳定化时间为8-10年，渗滤液达到排放标准时间为32年以上，防渗层寿命至少需要52年以上（1）明确了填埋场生活垃圾稳定化过程基本规律6.创新点

二、研究内容、成果、创新点

—构建了填埋场水平与垂直全封闭防渗工艺系统

—

研发了帷幕注浆技术并应用于生活垃圾填埋场垂直防渗系统

—发明了软土地基的内向水力梯度控制技术，实现了生活垃圾高维填埋（2）研发了生活垃圾填埋场防渗技术6.创新点

二、研究内容、成果、创新点（3）发明了以矿化垃圾利用为核心的资源化技术

—研究了矿化垃圾基本性质，提出了矿化垃圾定义

—发明了矿化垃圾生物反应床处理渗滤液技术，实现以废治废

—研发了矿化垃圾对污泥的改性关键技术，实现污泥安全卫生填埋6.创新点

二、研究内容、成果、创新点生活垃圾焚烧及资源化研究与应用研究目标：在完善和提高发达国家焚烧技术的同时，针对我国生活垃圾高混杂、高含水率、高无机物含量、低热值等引发的焚烧难题，研发和应用千吨级机械炉排焚烧国产化技术集成体系，为我国焚烧事业的发展奠定基础项目背景二、研究内容及成果

1.生活垃圾生物堆酵与机械脱水集成技术脱水经10d，含水率从72％降低到53％垃圾在堆酵5d后，低位热值提高了30－40％图半程生物处理体含水率变化图垃圾堆酵与时间的示意图生活垃圾生物脱水图垃圾预堆制后其进炉垃圾占进厂垃圾量的百分比机械压滤脱水率垃圾贮坑堆酵

表垃圾压滤实验结果垃圾重量压出结果压滤前压滤后压出水压出率实验结果4330kg3885kg455kg10.3％经过压滤机的挤压，大约10.3%的渗滤液被挤出1.生活垃圾生物堆酵与机械脱水集成技术脱水

降低大约30%的水分采用贮坑生物预堆制和机械压滤脱水相结合的生活垃圾预脱水技术，使得生活垃圾水分含量降低34％以上热值从原生垃圾的3800kJ/kg提高到7200kJ/kg左右1.生活垃圾生物堆酵与机械脱水集成技术脱水2.生活垃圾焚烧工艺集成技术研究

表有机硅类渗透剂涂层（底层）与聚脲涂料（表层）组成的复合涂层涂层材料施工方法结构要求有机硅渗透剂涂层硅基渗透剂辊涂渗透深度≥3mm，用量0.25L/m2聚脲涂层打磨用混凝土打磨机、喷砂机清除基材表面的灰尘、浮渣及污物阳角应打磨成R≥10mm的圆角，阴角应做成45°斜角填缝剂（环氧类或聚氨酯类）刮腻子基材表面的凹凸、洞穴及裂缝填平混凝土专用底漆喷涂、刷涂或辊涂用量0.1kg/m2聚脲专用的聚脲喷涂机喷涂厚度1.5mm；垃圾贮坑的防腐、密闭进炉垃圾热值提高、防腐效果良好、垃圾仓密封性强炉排通风改进性能研究

炉排片端部开孔：未开孔炉排阻力为24～75Pa，开孔炉排为12~48Pa四次垃圾的装卸，未开孔的空炉排最大阻力为145Pa，而此时有500mm厚垃圾时的最大阻力为468Pa（对应于最大的空气流量1031m/h），炉排通风阻力所占比例约为1/3图试验台流程示意图2.生活垃圾焚烧工艺集成技术研究实际焚烧厂炉排的通风实验研究

增大了第一级炉排的通风量，促进了入炉后的垃圾干燥与着火、焚烧效果当左右两侧第一级送风量低于12000m3/h时，焚烧状态“一般”，而随着第一级送风量的增加，焚烧状态将得到很好提高当第一级炉排送风量达到总送风量25%左右时（一般设计值为总送风量15％），达到很好的焚烧状态垃圾焚烧状态与第一级炉排送风量关系2.生活垃圾焚烧工艺集成技术研究25%65%10%炉排性能改进性能研究

针对高含水率、低热值的特性-提高一次风温度最高至280℃，使垃圾在炉内的干燥段得以充分干燥，加强燃烧效果；-同时加长焚烧炉排长度至14.43m，最终炉渣热灼减率低于1%

炉排开孔前后第一次装垃圾阻力的比较

新安装炉排片端部形状

炉排片端部形状2.生活垃圾焚烧工艺集成技术研究“冷却（稀碱液）石灰干粉管道喷射+袋式除尘”的干法/半干法切换型工艺

采用冷却水，直接冷却去除部分酸性物质；当烟气中酸性气态污染物浓度较高时，改为喷入“NaOH的稀溶液”表焚烧厂烟气的污染物排放状况污染物名称

单

位国标GB18485-2001欧盟1992

标准排放值先进性烟尘

mg/Nm3

80304达到欧盟标准，优于国标96％HClmg/Nm3

755030达到欧盟标准，优于国标55％SO2mg/Nm3

260300150达到国家标准，优于欧盟标准50％

NOX

mg/Nm3

400－200比国标低50％

COmg/Nm3

15010080优于欧盟标准和国标二恶英类

ngTEQ/Nm3

1.00.10.02达到欧盟标准，优于国标95％2.生活垃圾焚烧烟气耦合控制技术

焚烧厂飞灰产量大约为进厂生活垃圾的1.5%，大大低于常规的3～5％的比例，有效降低了后续飞灰的处理压力图江桥焚烧厂飞灰质量比2.生活垃圾焚烧工艺集成技术研究焚烧厂飞灰量

3.生活垃圾焚烧烟气耦合控制技术

L/S值增大,脱硫率呈逐渐上升的趋势L/S值从0.036mm-1增大到0.069mm-1,SO2脱除率大幅度提高，从73.0%升至93.74%图L/S对二氧化硫去除率的影响(T=1min)水道式脱硫系统研究

长距离水道式脱硫系统实验装置1SO2钢瓶2N2

钢瓶3转子流量计4调节阀门5缓冲混合钢罐6长距离水道体系7烟气分析仪8气体管路9气体采样管路气体流速增大，SO2去除率下降，但提高流速可增强气液两相的湍动，增强气液传质，SO2去除速率增大3.生活垃圾焚烧烟气耦合控制技术

当液体介质为飞灰浸出液时，SO2去除率明显高于单纯水作为介质时的脱硫率水道式脱硫除尘系统在实际运行过程中，充分利用烟气飞灰颗粒中二氧化硅、氧化钙、氧化镁等碱性成分的活性，使之与二氧化硫等废气相互作用和反应，从而实现烟气的净化

图飞灰对二氧化硫去除率的影响(T=1min;L/S=0.0364mm-1)3.生活垃圾焚烧烟气耦合控制技术

4.生活垃圾焚烧厂渗滤液表征及处理技术研究

测定指标水样原水1.2um0.45um1万Da2000DapH4.74.684.654.644.62NH3-N(mg/l)760.03749.99744.97737.44729.9CODCr(mg/l)5689854791525645216650934TOC(mg/l)2230021260212002024020040TN(mg/l)21082028202220021940.2浊度1306.72781455638TP(mg/l)181.6173.8170.9118.5108.8Cl-(mg/l)4398.64383.64268.74173.74148.7SO42-(mg/l)1920.317971668.31653.31671.4TC(mg/l)2242021380213602038020200表焚烧厂渗滤液性质分析焚烧厂渗滤液性质渗滤液厌氧预处理工艺在水力停留时间为8d，平均容积COD负荷为5.8kgCOD/(m3·d)，平均容积产气率2.885L/(L·d)，产生的沼气回喷炉内燃烧，可提高焚烧厂1-2%的发电量图厌氧反应器4.生活垃圾焚烧厂渗滤液表征及处理技术研究

焚烧飞灰基本物理化学性质

粒径范围:4-100μm，平均粒径:19μm，<62μm:90%

飞灰具有较大活性5.生活垃圾飞灰、炉渣性质表征与资源化利用技术研究

1,000倍SEM图谱EDS图谱最佳配比制品的烧成制度1＃2＃3＃4＃5＃6＃7＃8＃备注开始8:308:408:258:208:358:258:308:20t至100℃8:458:568:398:348:518:418:468:35t恒温020202020202020min升温8:459:168:598:549:119:019:068:55t至600℃9:199:509:349:269:469:329:419:29t恒温00202020202020min升温9:199:509:549:4610:069:5210:019:49t至800℃9:3710:1210:1510:0510:2610:1710:2210:10t恒温0002020202020min升温9:3710:1210:1510:2510:4610:3710:4210:30t至960℃10:0310:4210:4510:5611:1510:4611:1211:00t恒温000010203040min停止10:0310:4210:4510:5611:2511:0611:4211：40t烧成状况局部裂纹局部裂纹局部裂纹生烧生烧较好好较好评定抗压强度（MPa）17.117.117.217.217.417.417.517.7变温烧成实验饰面砖最佳配比方案，米黄泥:耐火砂:飞灰:长石=60％:10％:20％:10％烧成制度：在100℃、600℃、800℃下分别恒温20min,960℃下恒温30min5.生活垃圾飞灰、炉渣性质表征与资源化利用技术研究

莫来石含量的变化经起始期、衰减期、加速期后进入稳定期在起始期莫来石的增加主要产生于晶相中，加速期与稳定期的增加主要产生于玻璃相中980℃煅烧莫来石反应过程图

不同温度下的莫来石化速度飞灰固化样品号123456Na2S·9H2O投量（g）0.17950.51246S2+的量（mol）0.000750.002080.004160.008330.016650.02498[Zn2++Pb2++…]（mol）1.0301×10-4S2+/[Zn2++Pb2++…]7.3204081161243浸出液浓度（mg/kg）Pb72.6527.3712.657.37121.25791.0112Cd1.23421.06590.953720.897520.532960.44881表不同Na2S投量的飞灰处理效果样品号123456硫脲投量（g）0.04600.07600.16490.39280.79501.5345硫脲的量（mol）0.000600.001000.002170.005160.010440.02016C＝[Zn2++Pb2++…]（mol）1.0301×10-4硫脲/C5.89.72150101196浸出液浓度（mg/kg）Pb35.7212.569.7985.5890.91820.8782Cd1.12201.02200.841520.673210.392710.25245表不同硫脲投量的飞灰处理效果5.生活垃圾飞灰、炉渣性质表征与资源化利用技术研究

Na2S和硫脲的投量分别为5％（Na2S·9H2O）和0.76％时，飞灰浸出液中金属浓度低于固体废物毒性鉴别标准炉渣

炉渣中大约60%（炉渣a为60.3%，炉渣b为58.3%）是由大于4mm的颗粒组成的。大于4mm的炉渣，容易筛分和水洗，可以作二次建筑材料利用

（a）（b）图生活垃圾焚烧厂焚烧炉渣（a）原状炉渣（b）从炉渣中简单分拣出的塑料、金属等组分5.生活垃圾飞灰、炉渣性质表征与资源化利用技术研究

图不同初始浓度下炉渣的除磷量表不同运行条件下炉渣对畜禽废水COD的去除连续配水时间/h湿干比运行周期进水量/L进水浓度/mg/L出水浓度/mg/L去除率/%41:1147125392.51:846876690.41:546928687.561:1167347290.21:867039586.51:5672113181.881:1187027489.41:8869411982.91:5874117676.3在适宜的自然通风条件下，炉渣和禽畜废水的固液比大于12:1(kg:L)时，出水水质可满足污水综合排放二级标准要求炉渣资源化

5.生活垃圾飞灰、炉渣性质表征与资源化利用技术研究

在磷酸盐初始浓度低于200mg/L，磷的去除率几近100%

湿份对重金属挥发的影响研究

图实验室条件下焚烧炉的焚烧模拟装置图焚烧过程中水分含量对Pb、Zn和Cu氧化态的挥发情况影响关系增加生活垃圾湿度，氧化态Cu挥发度降低，而氯化态和单质态物质的挥发度增加，但是Pb和Zn的氯化态和单质态挥发度则降低

6.生活垃圾焚烧燃烧特性及重金属分布特点研究

Cl/均质垃圾为0.54mol/kg:挥发率增长最大的是Zn(13.0%),其次是Pb(6.5%),Cr(6.2%)和Cu(4.5%)

难挥发的重金属Cu:64%存留与底灰中,夹带作用难挥发的重金属Cr:85%存留在底渣中,夹带作用,具有可挥发性的CrO2Cl2的生成

无机氯的影响:CaCl2

6.生活垃圾焚烧燃烧特性及重金属分布特点研究

随PVC添加比例的增大，重金属的挥发率呈现上升趋势除了Cr依旧增大微弱外，其他重金属的挥发增大幅度明显，Zn，Pb和Cu的挥发率分别增大11.2%,18.4%，12.0%，高于添加CaCl2，NaCl和FeCl3时的金属挥发程度有机氯的影响:PVC有机氯化物的效果要优于无机氯化物；氯化物对重金属挥发的促进效果取决于氯离子释放能力的大小6.生活垃圾焚烧燃烧特性及重金属分布特点研究

6.生活垃圾焚烧燃烧特性及重金属分布特点研究

图有机模化垃圾焚烧的TG/DTG/DSC曲线

混合垃圾燃烧与单组分的燃烧特性基本相似，其中纸张和塑料有机模化垃圾的总体失重过程中的燃烧特征表现最为明显，并且在脱水干燥阶段、挥发分的释放与燃烧阶段、过渡阶段和固定碳燃烧阶段等阶段的燃烧峰值温度均有向低温移动的趋势1、通过生活垃圾预处理集成技术，大幅度降低了生活垃圾含水率，显著改善了生活垃圾均质性，明显提高了焚烧热值2、通过贮坑防腐密封、炉排多点开孔和风量分配系统优化，实现了我国生活垃圾的高效焚烧

创新点

3、通过干法/半干法烟气控制切换型工艺、厌氧产沼及MBR渗滤液处理组合、“螯合+固化”飞灰稳定化技术，实现了生活垃圾焚烧厂二次污染的高效控制4、通过生活垃圾焚烧高效发电、飞灰制釉面砖、炉渣改性污泥及矿化垃圾生物反应床，实现了生活垃圾减量化和资源化5、发展了“混烧体系动力学模型”，研发了重金属挥发的促进剂和抑制剂，实现了“生态自分配”焚烧过程生活垃圾渗滤液表征与处理技术评述

什么是渗滤液？（组成、化学性质、毒性）

发展高效低耗的处理工艺（堵）利用可能性（疏）第一部分渗滤液性质渗滤液组成溶解性有机物无机常量成份（macro-components）重金属异型生物质的有机物（XOCs）微生物种群结构

渗滤液宏观性质研究

渗滤液与时间关系渗滤液的COD、NPOC和碱度随时间逐渐降低；突越点出现于2000年左右时间，大约在6～8年时间15年降解后，氮含量仍然很高，约在1000mg/L左右；P含量随时间的延长，逐渐降低，主要是矿化垃圾的吸附作用；电导率随时间逐渐降低，但仍然在0.1ms/cm左右；矿物油随时间变化不大，属于难降解物质；重金属含量与时间关系规律性不强；Pb、Cr、Ni含量较高，但总体含量较低，小于一类污染物最高允许排放浓度；Cu<二类污染物最高允许排放浓度(一级标准0.5mg/L)一般金属中，Ca>Mg>Fe>Al卤化物卤化物中，Cl含量很高，并与时间关系规律不强，约在2000～3000mg/L；Br、F等含量相对也较高，需要关注；

渗滤液介观性质研究

方案

渗滤液处理工艺渗滤液变化不同季度渗滤液矿化垃圾生物反应床处理前后渗滤液

仪器：SCM杯式超滤器膜：

微滤膜：1.2um、0.45um混合纤维膜超滤膜：10万分子量，3万分子量，1万分子量，5千分子量，1千分子量的合成纤维超滤膜，5万分子量的醋酸纤维膜

定义：悬浮物>1.2μm0.45μm<粗胶体<1.2μm1KDaMW<细胶体<0.45μm可溶性物质<1KDaMW

同一工艺不同单元调节池厌氧塘兼氧塘好氧塘芦苇湿地排海绝大部分TOC集中于可溶性物质部分，占了50％以上随着处理工艺的进行，细胶体部分的含量增加，而可溶性部分降低，可能是随着工艺进行，大分子物质降解成中小分子物质，从而使得比例发生变化小结处理工艺有效;TOC可溶性物质部分，50％以上；随着处理工艺的进行，细胶体部分的含量增加，可溶性部分降低；C：N：P比例很不协调;P：颗粒态磷，50％以上；N：自然降解能力较好;渗滤液有一半左右的色度为表色。渗滤液中P的成份主要是以大分子的形式存在，即主要位于0.45μm孔径膜之上，占了大约70%以上的含量。悬浮物和大分子的粗胶粒在浊度与色度指标中，大约贡献了50％左右膜的梯度分离后，渗滤液中仍残留200～300倍左右的色度和300度左右的浊度小结调节池渗滤液：溶解性有机物含量最高，50％以上，胶体类与不溶性有机物含量相差不大6年渗滤液：溶解性有机物含量最高，胶体类有机物次之，不溶性有机物含量最低，在10％左右渗滤液中可能无机物百分含量>1%的物质主要可能有：Pb3K2(AsO4)2(SO4)、(K，Na)Al3(OH)6(SO4)2、K2Ca5(SO4)6·H2O、CaSO4·0.5H2O、Mg(NO3)2·2H2O、(NH4)HC2O4·H2O其它还可能有的物质为：(NH4)2Zn(SO3)2·H2O、NH4MgAlF6、NH4HCO3、NH4CO2·NH2、(NH4)2CO3·H2O、K2CS3NH3、KNO2、C4H9NO3、AgNO3、Mn(NO3)2·4H2O、Al(NO3)3·9H2O、Mg(PO3)2、K2SO4、PbSO4等2.分子量分布关系

表1-6渗滤液中C的分布

TOC（％）悬浮物粗胶体细胶体可溶性物质新鲜渗滤液160678调节池渗滤液78877厌氧塘渗滤液1912465兼氧塘渗滤液863851好氧塘渗滤液15038476月份调节池渗滤液5218573月份调节池渗滤液788776年渗滤液18.33013.837.8矿化垃圾反应床处理后6年渗滤液0.40.18.091.5C含量

渗滤液毒性研究

★内容：以大麦、小鼠、鲫鱼为试验对象，分析大麦的生理、遗传毒理学效应，鲫鱼肝脏抗氧化系统小鼠骨髓微核效应★目的：初步确定各试验对象的毒域范围在毒性方面为渗滤液的有效利用进行界定

渗滤液毒性1.1垃圾渗滤液植物毒效应检测

渗滤液对大麦种子萌发的影响渗滤液对大麦幼苗生长的影响渗滤液对大麦根尖细胞分裂的影响渗滤液对大麦根尖细胞微核的影响渗滤液各工艺出水的多指标综合评价对不同工艺渗滤液出水的多指标综合评价

不同工艺出水对大麦各生物学指标产生毒效应的CODcr阈值（mg/L）垃圾渗滤液植物毒效应检测性

指标水样种子萌发幼苗生长细胞分裂微核率加和综合萌根率萌根数根长根系体积芽长渗滤液322222215有机膨润土处理231111110活性炭处理442232219曝气处理1121*2119厌氧处理332221215经过有机膨润土和曝气处理后的渗滤液对植物的毒性降低活性炭处理出水对植物的毒性较大渗滤液原水或经过厌氧处理后的出水对植物的毒性介于二者之间结果说明：有机膨润土、曝气处理可有效降低渗滤液毒性；而活性炭虽可以有效降低渗滤液CODcr值，但植物毒性物质去除较少；厌氧处理对水中的有机污染物基本没有去除效果。不同工艺渗滤液出水对大麦各生物学指标产生毒效应的等级分析

垃圾渗滤液植物毒效应检测——综合评价

指标水样种子萌发幼苗生长细胞分裂微核率加和综合萌根率萌根数根长根系体积芽长渗滤液322222215有机膨润土处理231111110活性炭处理442232219曝气处理1121*2119厌氧处理3322212151.2渗滤液对鲫鱼肝脏抗氧化系统的影响

对过氧化氢酶（CAT）水平的影响对超氧化物歧化酶（SOD）水平的影响

渗滤液CODcr值与染毒时间对鲫鱼肝脏CAT、SOD活性的综合作用COD（mg/L）SODCAT3d5d7d3d5d7d0正常正常正常正常正常正常20诱导诱导诱导减弱诱导诱导诱导减弱40诱导诱导抑制诱导诱导抑制100诱导诱导减弱抑制诱导诱导减弱抑制小结

垃圾渗滤液对鲫鱼肝脏抗氧化系统的影响

★对鲫鱼SOD、CAT的综合作用对渗滤液CODcr浓度和染毒时间的具有双重依赖性。

★通过鱼肝脏CAT和SOD活性的变化，不仅可提示环境污染物的作用机理，而且可以作为垃圾渗滤液在对水生生态系统早期污染和轻度污染发生时的警示1.3垃圾渗滤液诱发小鼠骨髓微核效应的试验研究

中毒症状观察亚急性染毒诱发小鼠骨髓嗜多染红细胞微核效应亚慢性染毒诱发小鼠骨髓嗜多染红细胞微核效应中毒症状观察

与阴性对照组相比，垃圾渗滤液亚急性染毒后，小鼠出现兴奋现象：叫声异常；活动增加，到处窜跑；外界刺激反应过敏；被毛蓬松。随着染毒剂量的增加，上述兴奋现象加剧。与阴性对照组相比，低浓度垃圾渗滤液亚慢性染毒后，初期小鼠的中毒症状不明显，随着时间的延长，逐渐表现出与亚急性染毒相似的兴奋现象垃圾渗滤液诱发小鼠骨髓微核效应的试验研究亚急性染毒诱发小鼠骨髓嗜多染红细胞微核效应

垃圾渗滤液亚急性染毒诱发小鼠骨髓嗜多染红细胞微核形成的效应与阴性对照组相比，*P＜0.05，差异显著；**P＜0.01，差异非常显著垃圾渗滤液诱发小鼠骨髓微核效应的试验研究剂量（CODCr,mg/L）PCE数（个）单微核细胞率（‰）双微核细胞率（‰）多微核细胞率（‰）01000×163.19±1.050051000×163.69±0.9500101000×165.88±2.16**0.25±0.580201000×169.75±2.32**0.75±1.06**0.25±0.58401000×1613.56±2.99**2.19±1.42**1.25±0.93**1001000×1620.44±5.45**2.75±1.84**1.94±1.61**小结垃圾渗滤液诱发小鼠骨髓微核效应的试验研究★亚急性和亚慢性试验结果表明：渗滤液能诱发小鼠骨髓嗜多染红细胞微核的形成呈现明确的浓度（CODCr）-效应关系亚急性染毒（7d）CODCr阈值为10mg/L

亚慢性染毒（30d），阈值5mg/L

★

短期低浓度，微核的诱发未见性别异常；短期较高浓度或长期低浓度，诱发微核的效应存在性别差异:雌性小鼠敏感程度>雄性小鼠2.结论

★各种渗滤液出水CODCr值与其对大麦种子各生物学指标的毒作用呈线性相关（0.82-0.99）★毒作用存在CODCr阈值，工艺不同，阈值不同★以大麦各生物学指标的毒效应CODCr阈值为依据，可对渗滤液各处理工艺进行毒性综合评价。★渗滤液对鲫鱼肝脏中的CAT和SOD活性的综合作用效果与CODcr浓度和染毒时间具有双重依赖性。★鱼肝脏CAT和SOD活性的变化不仅可提示环境污染物的作用机理而且可以作为垃圾渗滤液在对水生生态系统早期污染和轻度污染发生时的警示结论与建议

★亚急性和亚慢性试验结果表明：渗滤液能诱发小鼠骨髓嗜多染红细胞微核的形成，且呈明确的浓度（CODCr）-效应关系渗滤液诱发的微核效应存在性别差异:

雌性小鼠敏感程度>雄性小鼠★据此推测长期饮用受低浓度垃圾渗滤液污染的水，有可能引起体内靶组织和靶细胞遗传物质损伤，且这种损伤由于性别的不同而呈现一定的差异结论与建议

第二部分渗滤液植物利用实验设计

浇灌实验/irrigation

土壤性质测定/soilproperties基础数据测定Basedata实验结果

渗滤液/leachate

土壤/soil新鲜6年种子发芽实验浇灌用渗滤液/leachate实验结果申请同济大学工学硕士学位

新鲜渗滤液6年渗滤液pH7.648.67CODcr(mg/l)142382339BOD5(mg/l)6317342.67BOD5/CODcr0.440.15NH3-N(mg/l)1510.672381.67TN(mg/l)16402534P(mg/l)13.336.83Cu(mg/kg)0.05<0.05Zn(mg/kg)0.570.22Pb(mg/kg)<0.2<0.2Ni(mg/kg)0.140.1Cr(mg/kg)0.170.01Cd(mg/kg)<0.05<0.05Hg(mg/kg)72.834.33Ca(mg/kg)53249.67Mg(mg/kg)292109.67K(mg/kg)1738862.33发芽实验/Seedsgerminateexperiment实验结果种子液体清水6年新鲜1:1001:501:101:51:1001:501:101:5渗滤液性质CODcr234621339014127912942373BOD5373157631245741053TN25502304221632149273红三叶1001001001001310044.5390白三叶85.592958813882720狗芽根22.518.53.53.56620高羊茅90.587.586.5362791.541.521.50早熟禾1386007.5120土壤/soil实验结果

Ⅰ号土壤Ⅱ号土壤pH值8.187.99吸湿水（%）0.591.07有机质（%）2.307.90TN(mg/g)12.1915.17有效P(mg/g)2.044.44微生物总量（吸光度）0.4810.534Zn(mg/kg)51.0066.63Pb(mg/kg)10.0012.30Cd(mg/kg)2.504.60Ni(mg/kg)0.506.63Cr(mg/kg)21.9526.43K(mg/kg)1230.001588.00Ca(mg/kg)9138.0010212.00植物栽种实验Plantsgrowthexperiment实验结果

菊花幼苗/Dendranthemamorifolium

草本成年植物/herbage

木本植物/wood植物栽种实验-菊花幼苗Plantsgrowthexperiment-Dendranthemamorifolium

实验结果菊花质量增加与渗滤液稀释比之间关系渗滤液浇灌的各组菊花质量增量更大新鲜/6年质量增加变化规律植物栽种实验-菊花幼苗Plantsgrowthexperiment-Dendranthemamorifolium

实验结果菊花生长中期茎长增加与稀释比的关系

渗滤液浇灌的各组菊花茎长增量更大新鲜/6年增量变化规律植物栽种实验-菊花幼苗Plantsgrowthexperiment-Dendranthemamorifolium

实验结果叶片数目增加与渗滤液稀释比之关系

渗滤液浇灌的各组菊花叶片数目增长更大新鲜/6年增量变化规律植物栽种实验-菊花幼苗Plantsgrowthexperiment-Dendranthemamorifolium

实验结果叶长、叶宽变化与渗滤液种类及稀释比的关系

渗滤液浇灌的各组菊花叶长×叶宽增量更大新鲜/6年增量变化规律植物栽种实验-菊花幼苗Plantsgrowthexperiment-Dendranthemamorifolium

实验结果渗滤液浇灌对菊花根长增加的影响

渗滤液浇灌的各组菊花根长增量变化新鲜/6年增量变化规律植物栽种实验-菊花幼苗Plantsgrowthexperiment-Dendranthemamorifolium

实验结果6年渗滤液8.29过氧化物酶结果

渗滤液浇灌对过氧化物酶活性有抑制作用不同组对渗滤液浇灌适应性不同6年渗滤液10.16过氧化物酶结果

植物栽种实验-菊花幼苗Plantsgrowthexperiment实验结果新鲜渗滤液8.29过氧化物酶结果

渗滤液浇灌对过氧化物酶活性有抑制作用不同组对渗滤液浇灌适应性不同，稀释比1:5效果最明显新鲜渗滤液10.16过氧化物酶结果

植物栽种实验-成年草本植物Plantsgrowthexperiment实验结果五组成年植物46d\101d两测量结果差值各组均正常成活成年植物外观变化规律不明显

1:1001:501:101:5清水1:10对照C组荔枝草茎高（cm）562114222627D组马尼拉茎高（cm）2-2-4080F组成年菊花茎高（cm）153224173227G组荷兰菊茎高（cm）2-7.5-16-1-3-4H组麦冬草（周长cm）131981515植物栽种实验-成年草本植物Plantsgrowthexperiment

实验结果6渗滤液F组菊花8.28过氧化物酶结果

6渗滤液F组菊花10.19过氧化物酶结果

不同组对渗滤液浇灌适应性不同，规律性不明显实验结果新鲜渗滤液D组马尼拉9.22过氧化物酶结果

新鲜渗滤液D组马尼拉10.22过氧化物酶结果

不同组对渗滤液浇灌适应性不同，规律性不明显植物栽种实验-成年草本植物Plantsgrowthexperiment

植物栽种实验-木本植物Plantsgrowthexperiment实验结果小叶黄杨生长状况测定结果

黄杨样品均正常存活并生长特别是4号、6号与2号，茎长较大增长，较多新发叶片，体现了渗滤液的营养作用不同组之间规律性不明显测试日期测试项目1:1001:501:101:5清水1:10对照46d茎长（cm）2828.5333033.530101293534.53535.535新发叶片数（只）0521047植物栽种实验-木本植物Plantsgrowthexperiment实验结果小叶黄杨10.17过氧化物酶结果

浇灌对活性有影响，但不同组之间规律性不明显土壤性质分析Soilproperties实验结果实验前：苗圃土：7.99草坪土：8.18pH值基本上是升高的，幅度不大，仍为弱碱性土

pH值与渗滤液的性质、稀释比、栽种植物种类相关性不明显编号A组B组C组D组E组F组G组H组I组18.358.548.558.518.548.108.198.098.2828.368.518.278.418.418.378.338.218.4238.598.448.548.507.898.338.108.158.4748.468.398.578.378.508.298.068.108.6158.398.468.258.428.438.448.208.088.4168.378.518.558.468.398.508.168.4878.498.18pH值测定结果

土壤性质分析Soilproperties实验结果实验前：苗圃土：1.07草坪土：0.59渗滤液浇灌吸湿水量增加效果明显吸湿水量与渗滤液的性质、稀释比、栽种植物种类相关性不明显在一定时间内，随着浇灌时间增长，吸湿水量增加吸湿水测定结果%

编号A组B组C组D组E组F组G组H组I组11.341.042.180.901.651.601.670.980.7121.532.171.882.241.641.281.372.070.9131.352.262.231.864.311.841.331.780.8442.042.042.382.202.201.781.381.420.7251.962.071.242.132.371.691.601.490.8461.861.840.901.771.701.291.460.7771.070.59土壤性质分析Soilproperties实验结果实验前：苗圃土：7.90草坪土：2.30渗滤液浇灌有机质含量增加效果明显：草坪土从低到较低；苗圃土从较低到中等、较高甚至高有机质含量与渗滤液的性质、稀释比、栽种植物种类相关性不明显在一定时间内，随着浇灌时间增长，有机质含量增加有机质含量测定结果

%编号A组B组C组D组E组F组G组H组I组17.204.804.804.9511.1111.6913.1310.855.0524.295.555.114.439.5712.3412.997.955.5937.204.325.615.857.5411.6715.2110.914.9047.844.825.277.008.1811.6012.3510.615.3657.355.225.615.638.8310.5013.0713.326.5967.405.806.336.658.7210.8012.926.2478.142.30土壤性质分析Soilproperties实验结果实验前：苗圃土：15.17草坪土：12.19浇灌TN含量有一定提高；苗圃土比草坪土提高明显

TN含量与渗滤液的性质、稀释比、栽种植物种类相关性不明显TN含量测定结果

mg/g编号A组B组C组D组E组F组G组H组I组117.8111.1911.0410.1313.6725.0124.5925.856.28216.0110.7012.7113.7116.9121.2422.6419.0013.44320.2413.2711.2313.9315.0625.5727.5423.0311.90416.5817.7613.5418.5918.5823.0926.5627.1212.57517.4412.5513.4011.3919.9219.8732.5623.9012.57619.7712.2617.9313.3420.9924.7425.5911.68716.9812.19土壤性质分析Soilproperties实验结果实验前：苗圃土：4.44草坪土：2.04浇灌有效P含量有所减少有效P的减少量与渗滤液的性质、稀释比、栽种植物种类相关性不明显有效P含量测定结果

mg/g编号A组B组C组D组E组F组G组H组I组11.041.261.580.942.402.173.851.651.6021.571.791.572.172.532.603.342.461.5731.210.731.111.342.053.243.022.001.5441.641.981.382.002.843.323.321.911.4651.852.071.151.704.082.744.331.391.3161.221.591.111.582.334.343.171.4471.122.04土壤性质分析Soilproperties实验结果实验前：苗圃土：0.534草坪土：0.481浇灌后土壤微生物量有所增加土壤微生物量有所增加与土壤种类、渗滤液的性质、稀释比、栽种植物相关性不明显微生物量测定结果

吸光度编号A组B组C组D组E组F组G组H组I组10.5750.5850.5730.5820.6040.5850.6230.6270.57820.5930.5530.5480.6330.6220.5590.5900.5580.57030.5950.5770.6110.5870.6380.6600.6740.5700.56740.5590.5260.5750.6060.5540.7280.6200.6660.57050.5620.5920.5770.5480.5450.5970.6740.6160.57560.5110.5670.5800.5920.6760.6160.6640.56770.6440.481土壤性质分析Soilproperties实验结果实验前：苗圃土：66.63草坪土：51浇灌后大部分样品Zn量与浇灌前相当或更低浇灌实验不会造成土壤Zn含量明显增加Zn含量测定结果

mg/kg编号A组B组C组D组E组F组G组H组I组132.3449.200.9251.9457.1018.1572.2749.8177.00254.660.0044.8143.8722.28100.7056.191.5456.00357.6239.1335.8942.6964.0257.1466.9047.4253.50438.1622.107.010.9261.46103.4059.6658.2263.50547.7447.4252.5033.5252.4054.0176.7180.8866.50652.264.9530.942.4852.4068.1810.7354.00744.8451.00土壤性质分析Soilproperties实验结果实验前：苗圃土：12.3草坪土：10浇灌后样品Pb含量增加明显Pb含量与渗滤液、土壤种类、渗滤液的稀释比、栽种植物没有明显的相关性在一定时间内，浇灌时间越长，Pb含量增加的可能性越大Pb含量测定结果

mg/kg编号A组B组C组D组E组F组G组H组I组143.1049.6041.6747.8313.0444.2555.5656.0417.75256.0443.6548.6150.0039.82100.4546.8851.5912.35350.9353.8844.2547.4120.8351.3446.3013.0410.45445.2635.7144.2543.6550.9348.6149.1151.7313.55550.0045.6539.3551.5960.2747.4151.3451.5914.40634.7844.2513.2746.4649.1146.3058.0418.85713.0410.00土壤性质分析Soilproperties实验结果实验前：苗圃土：4.6草坪土：2.5浇灌后样品Cd含量增加明显Cd含量与渗滤液、土壤种类、渗滤液的稀释比、栽种植物没有明显的相关性在一定时间内，浇灌时间越长，Cd含量增加的可能性越大Cd含量测定结果

mg/kg编号A组B组C组D组E组F组G组H组I组16.496.676.187.358.585.416.927.493.0026.746.677.257.115.1715.967.606.673.0037.015.994.926.997.748.366.046.132.5046.244.814.186.427.987.506.595.743.0056.376.627.017.917.607.246.337.162.5066.865.174.435.417.606.537.602.5076.372.50土壤性质分析Soilproperties实验结果实验前：苗圃土：6.63草坪土：<0.5浇灌后样品Ni含量增加明显Ni含量与渗滤液、土壤种类、渗滤液的稀释比、栽种植物没有明显的相关性在一定时间内，浇灌时间越长，Ni含量增加的可能性越大Ni含量测定结果

mg/kg编号A组B组C组D组E组F组G组H组I组118.604.964.2519.4022.0919.6017.7123.52<0.50220.245.6720.5117.7824.8944.7022.085.67<0.50323.2818.6020.6620.7921.0624.2822.7321.01<0.50419.6913.8018.5414.8724.3926.0521.5220.79<0.50518.3221.0119.4019.1223.7322.9822.089.21<0.50617.7819.0717.4819.6023.1824.3923.73<0.50721.55<0.50土壤性质分析Soilproperties实验结果实验前：苗圃土：26.43草坪土：21.95浇灌后大部分样品Cr量与浇灌前相当或更低浇灌实验不会造成土壤Cr含量明显增加Cr含量测定结果

mg/kg编号A组B组C组D组E组F组G组H组I组122.1226.5823.8726.1529.9327.8826.2125.5722.05225.9423.6923.9524.5927.9751.3029.3725.8623.60327.6324.8224.2126.6927.1630.7026.6923.6723.30422.3016.4022.564.6130.6529.8926.7927.0623.85524.2248.2523.2926.3129.4225.3828.2228.1236.90633.7029.9023.5724.9525.3634.5230.8022.15723.5721.95土壤性质分析Soilproperties实验结果实验前：苗圃土：1588草坪土：1230浇灌后大部分样品K与实验前相当或高与实验前K含量与渗滤液种类及稀释比、土壤及栽种植物种类之间无明显相关性K含量测定结果

mg/kg编号A组B组C组D组E组F组G组H组11673.91147.431297.371541.22051.631610.721831.771371.2521697.671413.441084.051579.421197.743026.531915.551188.2331694.111435.231432.261653.91116.732021.321486.731358.9741471.47992.931614.791611.312230.741745.611218.931454.6451208.831362.731390.861591.91683.411834.941452.261261.9261419.381531.491425.921706.191246.861691.141742.8371138.52土壤性质分析Soilproperties实验结果实验前：苗圃土：10212草坪土：9138浇灌后大部分样品Ca与实验前相当Ca增量与渗滤液种类及稀释比、土壤及栽种植物种类之间无明显相关性Ca含量测定结果

mg/kg编号A组B组C组D组E组F组G组H组18045.009381.509061.0011169.0012251.008566.009918.008535.5028930.5010371.009498.0010758.008885.0017347.0012104.009063.5038401.007981