A laboratory investigation of anaerobic microbial clogging in granular landfill drainage media

Abstract

A laboratory investigation was made of the clogging of landfill drainage systems due to microbial growth in anaerobic conditions. The factors addressed included the flow rate and composition of the leachate, the saturation conditions, and the mineralogy and particle size of the drainage material. Reductions in drainable porosity of 1-12% occurred in columns modelling anaerobic landfill drainage systems following periods of 400-800 days of continuous operation. Within the range of parameters covered by the investigation, the principal factor governing the rate and degree of this reduction in pore volume was the typical particle size of the drainage material: a D10 size of at least 10 mm may be necessary to guard against long-term microbial clogging. The rate of clogging was also influenced by both the biological load and the hydraulic conditions (i.e. saturated, unsaturated or varying) within the column, probably because of their potentially limiting effect on the distribution and rate of nutrient supply. The impact of aggregate mineralogy on the clogging rate was not significant. Cet exposé décrit une étude en laboratoire sur l'engorgement des systèmes de drainage dans les décharges, engorgement d&circ aux proliférations microbiennes causées par les conditions anaérobies. Les facteurs examinés ici sont le taux d'écoulement et la composition du lessivage, les conditions de saturation et la minéralogie ainsi que la taille des particules de la matière drainée. Des réuctions de la porosité drainable se situant 1–2% se produisent dans les colonnes représentant les systèmes de drainage des décharges anaérobies, apr&gravev;s des périodes de 400– 800 jours de fonctionnement continu. Dans la gamme de paramètres converts par cette étude, on a constaté que la facteur principal agissant sur la vitesse et le degré de cette réduction du volume de pore était la taille de particule type de la matière drainée: une dimension de D10 d'au moins 10 mm pent &circtre nécessaire pour empeêcher l'engorgement microbien à long terme. L'étude montre aussi que la vitesse d'engorgement est influencée par la charge biologique et les conditions hydrauliques (c'est-à-dire saturées, non saturées on variables) dans la colonne, probablement en raison de l'effet potentiellement limitant sur la distribution et le taux d'apport des éléments nutritifs. On a constaté que l'impact de la minéralogie des agrégats sur la vitesse d'engorgement n'était pas significatif.