填埋场内铁的迁移转化对H2S的内源削减行为

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因H2S的持续释放而引发的填埋场“恶臭扰民”已成为一大重要的环境公害。针对该问题,本研究依次采用静态批式模拟填埋场特殊时段和动态运行模拟填埋场并进行中后期工艺改造等方法,深入探讨填埋场内铁的迁移转化对H2S的内源削减行为。研究首先发现,在填埋场早期的快速降解和末期的复垦阶段,垃圾中蕴含的铁均能对H2S的释放产生影响。其中,快速降解阶段,铁的存在可使得95%的H2S以硫化亚铁等形式有效的固定在垃圾中,从而避免直接向气相释放;复垦阶段,短期内H2S虽然呈井喷式释放,但是由于铁促进了硫化物快速向单质硫达80%以上的转化,可有效缩短其高浓度释放持续时间而减少危害。随后,动态连续运行研究进一步表明,模拟填埋场在快速稳定化初期释放的H2S浓度最高分别可达19.4mg m-3和24.1mgm-3,远高于恶臭污染物排放标准限值,然而铁的内部迁移转化可使其以不同的作用机制削减。其中,铁在传统厌氧填埋场中能将73.3%的H2S以硫化亚铁沉淀,而在渗滤液回灌型填埋场中,铁的迁移转化形成循环并显著提升垃圾中的亚铁含量,在硫化亚铁沉淀的基础上强化了生物与化学氧化作用,能比传统厌氧填埋场减少23.1%的硫化物形成,具有更高的削减潜力;最终,准好氧改造后的动态跟踪研究则进一步揭示,填埋层中铁的氧化还原行为明显提升、迁移能力则显著减弱,更长时间的价态转化及与垃圾的接触过程致使H2S的内部削减机制从硫化亚铁沉淀向氧化为主转变,从而能持续削减H2S释放潜力。然而,即便如此,模拟填埋场覆盖层末端的H2S释放浓度仍然超过标准限值7~8倍,尤为关注的是,准好氧工艺下的渗滤液回灌由于改变了铁的氧化还原状态而使得H2S的释放不降反升,污染风险不容小觑。本研究获得的相关结论可为利用填埋场内部“铁资源”进行H2S内源削减提供理论依据。
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