[發明專利]滲濾液馴化礦化垃圾后處理填埋場CH4的方法

無效

• 申請號: 201010292732.4
• 申請日: 2010-09-26
• 公開（公告）號: CN101966422A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 張后虎;張洪玲;張毅;吳睿;孫慶窯;蒯廣東
• 申請（專利權）人: 環境保護部南京環境科學研究所
• 主分類號: B01D53/84
• 分類號: B01D53/84;B01D53/72;B09B3/00;C02F1/28;C02F1/42;C02F1/62
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及垃圾填埋場滲濾液處理和填埋場溫室氣體總量釋放減排方法，更具體的說是利用填埋場內垃圾滲濾液中高濃度的氨氮實現礦化垃圾中銨氧化菌的馴化與富集，基于銨氧化菌對甲烷(CH₄)同等氧化能力的特征，再利用富集銨氧化菌處理的礦化垃圾來構建垃圾填埋場覆蓋層來氧化CH4的方法。

背景技術

全球變暖已成為世界關注的重大環境問題。《京都議定書》中急待減排的主要溫室氣體包括：CO₂、CH₄和N₂O。政府間氣候變化專門委員會2007年統計結果表明：2004年CH₄和N₂O占全球人為溫室氣體排放總量的14.3％和7.9％，僅次于CO₂(76.7％)。其中，CH₄和N₂O單分子百年增溫潛勢為CO₂的23倍和296倍，此外，大氣中N₂O還具有破壞臭氧層的能。

目前，相關研究主要集中在農田、草地、濕地及林地等生態系統，而對碳氮源豐富、轉化更急劇的生活垃圾填埋場中CH₄和N₂O的釋放研究匱乏。僅有的文獻表明，生活垃圾填埋場是CH₄和N₂O的重大釋放源。垃圾填埋場CH₄主要來源于填埋垃圾的厭氧降解，是CH₄的重大釋放源，占全球CH₄釋放總量的10％以上，而美國、荷蘭等國的比例甚至高達20％以上，而我國缺乏垃圾填埋場CH₄釋放的時空變化規律研究及相應的總量統計。填埋場N₂O主要形成于覆蓋土中微生物硝化反硝化作用，是硝化過程的副產物和反硝化過程的中間產物。生活垃圾填埋場內N₂O的釋放規律研究較為鮮見，其釋放總量尚未統計。其中，Rinne等人對芬蘭填埋場的N₂O釋放通量進行了監測，結果發現比歐洲北部農田和森林的最高釋放通量高1～2個數量級。張后虎等以季為時間尺度對我國上海和杭州生活垃圾填埋場3種溫室氣體(CH₄、N₂O和CO₂)進行了全年同步監測，將結果統一換算成CO₂釋放當量后發現CH₄釋放量占主導優勢，高達95％以上。為此，垃圾填埋場溫室氣體減排的關鍵在于控制CH₄的釋放量。

填埋氣體(Landfill?Gas，LFG)主動收集系統可有效降低填埋場內的CH₄分壓，使其釋放推動力減小。除此之外，CH₄氣體在經過填埋場終場覆蓋層時在甲烷氧化菌的作用下被氧氣氧化轉化為CO₂、水和生物質，從而減少甚至完全消除填埋場的甲烷釋放。Czepiel等和Chanton等利用同位素分析測得填埋場終場覆土層氧化CH₄約為產生總量的10％左右；而Bergamaschi等研究的結果為氧化80％以上的CH₄。土壤的CH₄氧化能力與溫度存在正相關關系，甚至出現填埋場覆土層不僅完全氧化填埋場排放的CH₄，還能吸收氧化大氣中CH₄成為“匯”的現象(Zhang?H.H.，He?P.J.，Shao?LM.Methane?emissions?from?MSW?landfills?with?sandy?cover?soils?under?leachate?recirculation?and?subsurface?irrigation.Atmospheric?Environment，2008，42(22)：5579-5588.)。