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摘要 : 马兰黄土对生活污水CODcr的去除率比对渗滤液CODcr的去除率高得多。入渗前期，马兰黄土对渗滤液CODcr的去除率比较高,随着入渗进行，入渗率一直减小，最后土柱被穿透；马兰黄土对生活污水CODcr的去除率先增大，后又降低，最后达到一个相对稳定的值。
关键词 ：渗滤液生活污水马兰黄土COD去除率
中图分类号：G353文献标识码： A
1、模拟试验
1.1 试验材料
试验土样取自兰州市城关区阳洼沟生活垃圾填埋场，渗滤液取自伏龙坪垃圾填埋场，生活污水取自兰州市雁儿湾污水处理厂。
1.2试验装置及方法
试验由相同的2套装置构成，每套装置由渗透土柱、支撑角钢台架、供液瓶和出液收集容器4部分组成。渗透土柱为有机玻璃管，管内径186mm，管长800mm，土柱净高650mm（下端设30 mm厚的砂粒滤层，上铺滤网）。采用马氏瓶原理供液，土柱上端进液，液面层厚保持5cm，下端定期测定渗出液体积及CODcr值。
2、试验结果及分析
2.1 渗滤液和生活污水CODcr去除率分析
2.1.1 渗滤液和生活污水CODcr去除率曲线及污染物去除机理
渗滤液和生活污水CODcr去除率-时间曲线见图6。渗滤液开始时出液的去除率达73.7%，到第6天时降到71.8%。实验运行到第9天时渗滤液CODcr的去除率降到52.4%，以后运行时渗滤液CODcr的去除一直下降，但变化幅度不是很大，线性相关系数R2=0.91,到实验末期渗滤液CODcr的去除率降到1.3%，土体被渗滤液穿透。生活污水开始出液时去除率接近仅有9%，第三天时去除率已达61.2%。第14天时为93.6%，此后又逐渐降低，入渗70天后，马兰黄土对生活污水CODcr的去除率趋于稳定，实验结束时为76.6%。
土柱对CODcr的阻隔和净化作用主要是通过机械过滤、物理吸附、离子交换、生物和生物化学作用进行的，同时也与土体本身的物理和化学性质密切相关。污染物和地层的相互作用受离子交换、酸碱条件、氧化还原作用和金属离子的吸附及沉淀作用等因素的影响。
微生物酶的活性既可表征微生物的生理活性,又可指示有机污染物的生物可降解性。脱氢酶属于氧化还原酶类,无论在好氧处理,还是在厌氧消化中, 基质脱氢包括脱电子)都是生化反应的关键步骤,所以脱氢酶活性水平
直接关系到微生物的新陈代谢能力,此外脱氢酶活性还可以表征微生物数量。温度对水体中微生物的生理活性、溶解氧含量、污染物的溶解度和降解速率、污染物在液固相间的迁移都具有显著影响。从图8看出20℃是脱氢酶活性的转折点，在20℃以下，脱氢酶活性很低，也就是说微生物的活性受到抑制。由图7看出本次试验时温度一直低于20℃，因此微生物的活性受抑制，数量也较少，则本次实验时污染物对有机质的的降解速率也很低。
2.1.2 渗滤液和生活污水CODcr去除率差别分析
试验渗滤液pH=8.47，为产甲烷阶段渗滤液，自身可生化性很差，再加上渗滤液中大量有毒重金属物质（如铬，汞等）和低温对微生物的抑制，渗滤液在运移过程中破坏性降解很差。渗滤液中大分子有机质和杂质含量很高，当渗滤液进入土体时，土颗粒首先对其中的大分子物质进行机械拦滤，可通过孔隙的小分子物质随水流向下运移，在运移过程中大部分非亲水性有机物和少量亲水性小分子被土体颗粒吸附，未被吸附的有机质被水带出。在进水初期一些土颗粒团粒中的强结合水膜和分子键没被打破，它们的位置相对稳定，有机质只能沿原有的孔隙流动，由于进液渗滤液CODcr值很高，风干土样在吸水过程中已将有机质吸附饱和，且吸附和解析达到动态平衡，因此淋浴初期，土柱对渗滤CODcr的去除率变化幅度不是很大。
土体可看为一个很厚的滤层，这个滤层与被拦截过滤的渗滤液中的杂质形成一个界面，随着试验运行渗滤液将边界层上的土颗粒不断侵蚀，再加上水力作用，边界层上的颗粒由原来的相对稳定变得比较独立，被拦截的较小分子开始向下运移形成新的边界层，随着侵蚀的继续，边界层接近土体底端，较小被拦截分子穿透土柱，则土柱对CODcr的去除率下降。如此，较大被拦截颗粒也穿透土柱，CODcr的去除率不断降低。但土柱对渗滤液CODcr的去除率并没降低到0，这是因为在渗透过程中吸附了大量的微生物，其中主要包括产甲烷菌、硫酸盐还原菌、铁还原菌、锰还原菌等，这些微生物将吸附在土颗粒表面的部分有机质降解。
试验开始生活污水淋浴进水后，原始土体中分散的大量有机质被冲出土体，因而，初次检测出液生活污水CODcr值很高，去除率仅为9%，随着入渗进行土体中游离的有机质全部被冲出土柱，到试验第三天时去除率已达61.2%。开始进水时，生活污水中的悬浮性大分子CODcr被土体拦截，小分子悬浮性CODcr和水溶性CODcr随水流向下运移，当土体颗粒对其吸附饱和后将穿出土柱。生活污水进水CODcr220mg/l,BOD/CODcr=47%,可生化降解性很好，虽然实验运行期间温度低于13℃，但在此温度下还有大量嗜冷菌（最佳生长温度为13℃）和少量嗜中温菌（在次温度下生长代谢受抑制）活动【19】。在进液初期土体中溶解氧丰富，被吸附在土颗粒表面的有机质被微生物好氧降解，微生物在降解有机质的同时也进行自身物质的合成及繁殖，微生物数量一增加， 其降解能力也提高，再加上菌胶对有机物的吸附，在渗透初期，土体对生活污水CODcr的去除率一直提高。但随时间推移，土体空隙不断降低，外部溶氧量下也降，再加上微生物的好氧代谢，土体就缓慢转化为厌氧状态，在厌氧状态下，生物代谢要比好氧下低，再加上运行期间温度降低对微生物活性的抑制，则进入土体中的有机质降解量减少，此外，土体对有机质的吸附也饱和。因此出液CODcr不断增加，土体对其去除率减小。
3 结论
3.1 在积液5cm深，连续入渗下，65cm厚的马兰黄土对渗滤液CODcr的去除率在第112天时降到1.3%，证明试验马兰黄土失去对渗滤液污染物的降解能力。到第112天时高达274ml/d，可认为其在马兰黄土中形成渗流“管道”。因此，垃圾填埋场的人工防渗是保护地下水不受污染的关鍵措施，必须予以高度重视。
3.2 在积液5cm深，温度低于13℃，连续入渗时，65cm厚的马兰黄土对生活污水CODcr的去除率在实验运行到第14天时达到最大值93.6%，但此后去除率一直下降，到实验运行112天时降到76.6%。因此在北方秋末、冬季、春初温度低时污水土地处理要合理安排，以防其对地下水的严重污染。
参考文献
【1】刘东生，孙继敏，吴文祥.中国黄土研究的历史、现状和未来—一次事实与故事相合的讨论【J】.第四纪研究，2001，21（3）：185—207.
【2】文启忠，潘景瑜，刁桂仪.黄河中游地区马兰黄土主要化学成分的再研究，自然科学进展，1994，
【3】李保雄; 牛永红; 苗天德. 兰州马兰黄土的物理力学特性.甘肃科学学报，2007.06
【4】周群英，高廷耀.环境工程微生物学（第二版）.高等教育出版社.2000，04
关键词 ：渗滤液生活污水马兰黄土COD去除率
中图分类号：G353文献标识码： A
1、模拟试验
1.1 试验材料
试验土样取自兰州市城关区阳洼沟生活垃圾填埋场，渗滤液取自伏龙坪垃圾填埋场，生活污水取自兰州市雁儿湾污水处理厂。
1.2试验装置及方法
试验由相同的2套装置构成，每套装置由渗透土柱、支撑角钢台架、供液瓶和出液收集容器4部分组成。渗透土柱为有机玻璃管，管内径186mm，管长800mm，土柱净高650mm（下端设30 mm厚的砂粒滤层，上铺滤网）。采用马氏瓶原理供液，土柱上端进液，液面层厚保持5cm，下端定期测定渗出液体积及CODcr值。
2、试验结果及分析
2.1 渗滤液和生活污水CODcr去除率分析
2.1.1 渗滤液和生活污水CODcr去除率曲线及污染物去除机理
渗滤液和生活污水CODcr去除率-时间曲线见图6。渗滤液开始时出液的去除率达73.7%，到第6天时降到71.8%。实验运行到第9天时渗滤液CODcr的去除率降到52.4%，以后运行时渗滤液CODcr的去除一直下降，但变化幅度不是很大，线性相关系数R2=0.91,到实验末期渗滤液CODcr的去除率降到1.3%，土体被渗滤液穿透。生活污水开始出液时去除率接近仅有9%，第三天时去除率已达61.2%。第14天时为93.6%，此后又逐渐降低，入渗70天后，马兰黄土对生活污水CODcr的去除率趋于稳定，实验结束时为76.6%。
土柱对CODcr的阻隔和净化作用主要是通过机械过滤、物理吸附、离子交换、生物和生物化学作用进行的，同时也与土体本身的物理和化学性质密切相关。污染物和地层的相互作用受离子交换、酸碱条件、氧化还原作用和金属离子的吸附及沉淀作用等因素的影响。
微生物酶的活性既可表征微生物的生理活性,又可指示有机污染物的生物可降解性。脱氢酶属于氧化还原酶类,无论在好氧处理,还是在厌氧消化中, 基质脱氢包括脱电子)都是生化反应的关键步骤,所以脱氢酶活性水平
直接关系到微生物的新陈代谢能力,此外脱氢酶活性还可以表征微生物数量。温度对水体中微生物的生理活性、溶解氧含量、污染物的溶解度和降解速率、污染物在液固相间的迁移都具有显著影响。从图8看出20℃是脱氢酶活性的转折点，在20℃以下，脱氢酶活性很低，也就是说微生物的活性受到抑制。由图7看出本次试验时温度一直低于20℃，因此微生物的活性受抑制，数量也较少，则本次实验时污染物对有机质的的降解速率也很低。
2.1.2 渗滤液和生活污水CODcr去除率差别分析
试验渗滤液pH=8.47，为产甲烷阶段渗滤液，自身可生化性很差，再加上渗滤液中大量有毒重金属物质（如铬，汞等）和低温对微生物的抑制，渗滤液在运移过程中破坏性降解很差。渗滤液中大分子有机质和杂质含量很高，当渗滤液进入土体时，土颗粒首先对其中的大分子物质进行机械拦滤，可通过孔隙的小分子物质随水流向下运移，在运移过程中大部分非亲水性有机物和少量亲水性小分子被土体颗粒吸附，未被吸附的有机质被水带出。在进水初期一些土颗粒团粒中的强结合水膜和分子键没被打破，它们的位置相对稳定，有机质只能沿原有的孔隙流动，由于进液渗滤液CODcr值很高，风干土样在吸水过程中已将有机质吸附饱和，且吸附和解析达到动态平衡，因此淋浴初期，土柱对渗滤CODcr的去除率变化幅度不是很大。
土体可看为一个很厚的滤层，这个滤层与被拦截过滤的渗滤液中的杂质形成一个界面，随着试验运行渗滤液将边界层上的土颗粒不断侵蚀，再加上水力作用，边界层上的颗粒由原来的相对稳定变得比较独立，被拦截的较小分子开始向下运移形成新的边界层，随着侵蚀的继续，边界层接近土体底端，较小被拦截分子穿透土柱，则土柱对CODcr的去除率下降。如此，较大被拦截颗粒也穿透土柱，CODcr的去除率不断降低。但土柱对渗滤液CODcr的去除率并没降低到0，这是因为在渗透过程中吸附了大量的微生物，其中主要包括产甲烷菌、硫酸盐还原菌、铁还原菌、锰还原菌等，这些微生物将吸附在土颗粒表面的部分有机质降解。
试验开始生活污水淋浴进水后，原始土体中分散的大量有机质被冲出土体，因而，初次检测出液生活污水CODcr值很高，去除率仅为9%，随着入渗进行土体中游离的有机质全部被冲出土柱，到试验第三天时去除率已达61.2%。开始进水时，生活污水中的悬浮性大分子CODcr被土体拦截，小分子悬浮性CODcr和水溶性CODcr随水流向下运移，当土体颗粒对其吸附饱和后将穿出土柱。生活污水进水CODcr220mg/l,BOD/CODcr=47%,可生化降解性很好，虽然实验运行期间温度低于13℃，但在此温度下还有大量嗜冷菌（最佳生长温度为13℃）和少量嗜中温菌（在次温度下生长代谢受抑制）活动【19】。在进液初期土体中溶解氧丰富，被吸附在土颗粒表面的有机质被微生物好氧降解，微生物在降解有机质的同时也进行自身物质的合成及繁殖，微生物数量一增加， 其降解能力也提高，再加上菌胶对有机物的吸附，在渗透初期，土体对生活污水CODcr的去除率一直提高。但随时间推移，土体空隙不断降低，外部溶氧量下也降，再加上微生物的好氧代谢，土体就缓慢转化为厌氧状态，在厌氧状态下，生物代谢要比好氧下低，再加上运行期间温度降低对微生物活性的抑制，则进入土体中的有机质降解量减少，此外，土体对有机质的吸附也饱和。因此出液CODcr不断增加，土体对其去除率减小。
3 结论
3.1 在积液5cm深，连续入渗下，65cm厚的马兰黄土对渗滤液CODcr的去除率在第112天时降到1.3%，证明试验马兰黄土失去对渗滤液污染物的降解能力。到第112天时高达274ml/d，可认为其在马兰黄土中形成渗流“管道”。因此，垃圾填埋场的人工防渗是保护地下水不受污染的关鍵措施，必须予以高度重视。
3.2 在积液5cm深，温度低于13℃，连续入渗时，65cm厚的马兰黄土对生活污水CODcr的去除率在实验运行到第14天时达到最大值93.6%，但此后去除率一直下降，到实验运行112天时降到76.6%。因此在北方秋末、冬季、春初温度低时污水土地处理要合理安排，以防其对地下水的严重污染。
参考文献
【1】刘东生，孙继敏，吴文祥.中国黄土研究的历史、现状和未来—一次事实与故事相合的讨论【J】.第四纪研究，2001，21（3）：185—207.
【2】文启忠，潘景瑜，刁桂仪.黄河中游地区马兰黄土主要化学成分的再研究，自然科学进展，1994，
【3】李保雄; 牛永红; 苗天德. 兰州马兰黄土的物理力学特性.甘肃科学学报，2007.06
【4】周群英，高廷耀.环境工程微生物学（第二版）.高等教育出版社.2000，04