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随着我国垃圾填埋场处理垃圾量的日渐增多,由垃圾有机物厌氧分解产生的异味气体导致了“邻避效应”的发生,阻碍了城市生活垃圾处理处置设施的正常建设与运营。垃圾填埋场异味气体作为一种典型的面源大气污染物,受制于垃圾组分、时间和空间等因素的影响,其产生和释放规律难以界定,导致传统的针对特定污染物的物理化学或生物方法对其已不再适用。基于此,本研究在前期识别了生活垃圾异味气体主要组分的基础上,探讨了一种异味气体削减的同源微生物强化方法,并结合垃圾填埋场覆盖层特性,构建了一种基于微生物强化作用的功能覆盖系统,旨在对垃圾填埋场多组分异味气体进行原位脱除。主要研究结果如下:(1)以典型易得的固体废弃物矿化垃圾、污泥炭等作为垃圾填埋场改性覆盖材料,考察在不同材料质量比、含水率和吸附时间的影响下其对异味气体NH3、H2S和甲苯的去除效果。结果表明,在矿化垃圾与污泥炭质量比1:4,含水率20%,吸附时间24 h时NH3的绝对去除量最大,为1.39×10-5 mg/g;矿化垃圾与污泥炭质量比1:4,含水率0,吸附时间12 h时H2S的绝对去除量最大,为6.33×10-6 mg/g;在矿化垃圾与污泥炭质量比1:1,含水率0,吸附时间12 h时甲苯的绝对去除量最大,为4.88×10-6 mg/g。在矿化垃圾与污泥炭质量比1:1,含水率20%,吸附时间24 h的条件下进行混合气体吸附实验,发现覆盖材料对NH3、H2S和甲苯的最大绝对去除量分别为1.42×10-5、8.08×10-6和4.42×10-6 mg/g。混合异味气体各组分间在物理化学吸附中不存在明显的协同抑制效应。(2)以经过了长期自然驯化的矿化垃圾(AR)、污泥炭(SC)、堆肥(CP)与厌氧池泥(AS)作为筛选和培养微生物的来源,培养出的四种混合菌液均可对NH3、H2S和甲苯实现有效降解,其各自对理论臭气浓度的去除率分别为70%、40%、24%和58%。其中,MC-AR的降解效果最好,对混合异味气体中NH3、H2S和甲苯的绝对生物降解量分别达到了4.84×10-5、3.72×10-5和8.00×10-6 mg/mL。采用具有最佳降解效果的MC-AR分别对各单一气体组分进行降解实验,发现其对NH3、H2S和甲苯的最大绝对生物降解量分别提高到了8.32×10-5、6.38×10-5和2.00×10-5 mg/mL。混合异味气体各组分间在生物降解中存在明显的竞争抑制效应。(3)通过对MC-AR中代谢产物的分析,提出了三种气体在微生物作用下可能的转化路径,即NH3被转化为NH4+和NO3-;H2S被降解为S和SO42-;甲苯最终以CO2的形式被降解。通过对MC-AR中微生物群落结构的分析,发现气体降解前假单胞菌(Pseudomonas)数量占优,其相对含量为42.35%;气体降解24 h后伯克氏菌(Burkholderia)成为优势菌种,相对含量为34.43%。(4)将改性覆盖材料与混合菌液以4:1的质量比混合制得功能覆盖土进行垃圾填埋场覆盖层异味降解模拟实验,探究进气浓度、覆盖层厚度和模拟堆体温度对NH3、H2S和甲苯去除率的影响。实验结果表明各气体去除率分别与进气浓度和堆体温度负相关,与覆盖层厚度正相关;其中,NH3、H2S和甲苯在覆盖层厚度60 cm,模拟堆体温度40℃时去除率均最大,其值分别为96.48%、87.60%和91.57%,此时各气体进气浓度为25、10和0.10 mg/m3。(5)垃圾填埋场覆盖层模拟柱运行前后微生物群落结构变化明显,引入异味气体使覆盖土内微生物多样性显著提高。覆盖土内优势菌种分别为硫杆菌(Thiobacillus)、酸杆菌(Acidobacteria)、芽孢杆菌(Bacillus)和假单胞菌(Pseudomonas)等,其中硫杆菌相对含量由运行前的11.90%增加至运行后的26.77%。