Effect of geotextile layer on leachate quality in recirculated landfill bioreactor

Abstract

Atık depolama sahalarında büyük miktarlarda, içerisinde birçok kirleticiyi konsantre şekilde barındıran sızıntı suları oluşmaktadır. Bilim insanları, atık depolama sahalarının işletmesinde yeni bir inovatif yaklaşım geliştirdiler. Bu yeni yaklaşımda atık depolama sahası bir biyoreaktör gibi işletilerek, atık stabilizasyonunun hızlandırılması hedeflenir. Nem, nutrient ve mikroorganizmanın atık gövdesine eşit dağıtımı amacıyla oluşan sızıntı sularının geri devri atık biyoreaktörlerinin temel işletme stratejisidir. Gözenekli bir malzeme olan geotekstil, atık depolama sahalarında genellikle geçirimsiz geomembran malzemesini korumak amacıyla kullanılır. Bununla birlikte, dokuma (nonwoven) geotekstil malzemelerin biyofiltre olarak kullanıldığı bazı biyolojik atıksu arıtım uygulamaları da mevcuttur. Bu çalışmada geotekstil malzeme biyofilm medyası olarak sızıntı suyu kalitesinin yerinde artırılması amacıyla kullanılmıştır. Geotekstil malzemenin atıkların ayrışmasına ve sızıntı suyu kalitesine olan etkisini incelemek amacıyla iki adet laboratuvar ölçekli ve sızıntı suyu geri devirli simüle atık biyoreaktörü kullanılmıştır. Geotekstil filtreli atık biyoreaktörü (LBR-2), diğer kontrol reaktörüne kıyasla (LBR-1) sızıntı suyu kalitesindeki iyileşme ve atık stabilizasyonu açılarından daha iyi bir performans göstermiştir. Metanojenik safhanın tamamen sağlanması LBR-2'de çok daha hızlı (LBR-1'den üç ay daha önce) gerçekleşmiştir. Buna ek olarak, yine aynı reaktörde (LBR-2) %95'in üzerinde bir kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) giderim verimi elde edilmiş ve atık ayrışma prosesinin daha hızlı gerçekleştiği gözlemlenmiştir.A great amount of leachate containing highly concentrated pollutants, is produced in landfill areas. Scientists have developed a new innovative approach in operation of landfills. In this new approach landfill is operated as a bioreactor to accelerate waste stabilization. Main operational strategy in landfill bioreactors (LBRs) is recirculation of leachate to uniformly distribute moisture, nutrients and microorganisms over solid waste body. Geotextile is a porous material which is mainly used for protection of impermeable geomembrane material in landfill areas. On the other hand, there are some applications of nonwoven geotextile filters in attached growth biologic wastewater treatment systems. In this study, geotextile material was used as a biofilm media for improving leachate quality. Two simulated lab-scale landfill bioreactors with leachate recirculation were used to investigate the effect of geotextile on leachate quality and waste decomposition. The simulated LBR equipped with geotextile filter (LBR-2) showed a greater performance than the control reactor (LBR-1) in terms of both leachate quality improvement and waste stabilization. Achieving the strict methanogenic conditions were happened much faster in LBR-2 (3 months earlier than LBR-1) as a result of biofilm growth in geotextile filter. Moreover, above 95% chemical oxygen demand (COD) removal efficiency was achieved and faster waste decomposition was observed in the same reactor (LBR-2).