垃圾滲濾液處理工藝

王軍軍 李亞東 安浩平

（河南省科學(xué)院應(yīng)用物理研究所有限公司，河南 鄭州 450008）

垃圾滲濾液處理工藝

王軍軍 李亞東 安浩平

（河南省科學(xué)院應(yīng)用物理研究所有限公司，河南 鄭州 450008）

主要介紹垃圾滲濾液的相關(guān)處理工藝，分析垃圾滲濾液的來源及特點，概述垃圾滲濾液的危害。通過分析比較各個工藝過程，了解不同處理工藝的優(yōu)缺點，為更好地解決我國目前存在的垃圾滲濾液的相關(guān)問題提供有益的借鑒。

垃圾滲濾液；危害；特點；處理工藝

隨著我國社會的急速發(fā)展，城市化進(jìn)程也日益加快，因此產(chǎn)生的固體垃圾逐年增加，而固體垃圾在我國的一般處理處置方式是經(jīng)垃圾中轉(zhuǎn)站壓實之后的衛(wèi)生填埋［1］，生活固體垃圾填埋之后經(jīng)微生物的降解會溶出垃圾中含有的部分污染物，污染物經(jīng)雨水淋溶等隨水分溶出形成垃圾滲濾液［2］。垃圾滲濾液是一種難處理的高濃度有機廢水，會對人們生活的環(huán)境產(chǎn)生不同程度的影響，嚴(yán)重時會對人體健康及整個生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的威脅［3］。

垃圾滲濾液是垃圾填埋過程中產(chǎn)生二次污染的主要因素之一，其水質(zhì)復(fù)雜且變化較大，有機物濃度特別高，對生物有一定的毒害作用，目前滲濾液處理技術(shù)主要有生物處理、物化處理和土地處理等［4］。

1 垃圾滲濾液的產(chǎn)生

由于城市生活垃圾含有大量可溶性的有機物與無機物，垃圾在填埋和堆放過程中會通過物理、化學(xué)和生物作用分解產(chǎn)生可溶性物質(zhì)，經(jīng)過大氣降水沖蝕和地表水或地下水的浸入等作用會將可溶性的物質(zhì)溶出，于是形成了所謂的垃圾滲濾液［5］。滲濾液的主要來源包括以下幾點：①降雨滲入，降雨通過淋溶作用會產(chǎn)生大量的水浸入垃圾層，是垃圾滲濾液的主要來源，一般降雨的多少直接影響著垃圾滲濾液的多少；②地表水的流入，地表水主要包括地表徑流水和地表灌溉水，地表水的浸入對垃圾滲濾液的產(chǎn)生有著較大的影響；③地下水的浸入，當(dāng)垃圾填埋場防滲系統(tǒng)設(shè)置不當(dāng)或未設(shè)置防滲系統(tǒng)時，地下水就有可能滲入到填埋場內(nèi)，增加滲濾液的含量；④垃圾中的自含水，垃圾本身會含有一部分水，這部分水也是滲濾液的來源；⑤垃圾經(jīng)降解產(chǎn)生的水，垃圾在填埋堆存時自身的有機組分會通過降解作用產(chǎn)生水，其產(chǎn)生量與垃圾組分的性質(zhì)有著較大的關(guān)系；⑥垃圾覆蓋材料中的水，由于垃圾覆蓋層直接接觸垃圾，覆蓋層的水會帶到垃圾中。

填埋場的穩(wěn)定化對于垃圾滲濾液的產(chǎn)生會有一定的影響。垃圾填埋場的穩(wěn)定化過程主要包括初始適應(yīng)階段、過渡階段、酸化階段、甲烷化階段及最終穩(wěn)定階段五部分，填埋場穩(wěn)定化過程是產(chǎn)生垃圾滲濾液的重要過程。

2 垃圾滲濾液的特點

垃圾滲濾液的組成復(fù)雜，COD和NH3-N濃度很高，是一種比較難處理的有機廢水。垃圾滲濾液特性會隨填埋時間、垃圾成分等產(chǎn)生相應(yīng)的變化［4-6］，其通常包括以下幾個部分。

2.1 水質(zhì)復(fù)雜，污染物種類繁多，有機物濃度高

垃圾滲濾液中污染物種類極其復(fù)雜，其中含有大多數(shù)難以生物降解的有機物質(zhì)，該部分有機物主要是有雜環(huán)芳烴有機物、多環(huán)芳烴有機物、酸酯類有機物、醇酚類有機物、酮醛類有機物和酰胺類有機物等。垃圾滲濾液中有機物含量極高，化學(xué)需氧量和生化需氧量濃度甚至可以達(dá)到幾萬毫克每升，是生活污水值的幾十倍甚至上百倍。

2.2 水質(zhì)、水量變化范圍大

垃圾填埋場水質(zhì)水量會因垃圾種類、當(dāng)?shù)氐乩砦恢眉皻夂蜃兓兓?，垃圾滲濾液氨氮的變化范圍一般為100～1 200mg/L，而COD變化范圍更大，一般可以達(dá)到300～8萬mg/L。雨季是垃圾滲濾液產(chǎn)生的高峰期，而干旱季節(jié)基本上沒有滲濾液產(chǎn)生。

2.3 氨氮濃度高

垃圾滲濾液氨氮濃度一般在1 000mg/L左右，并且會隨著垃圾填埋場時間的增加而增高。滲濾液氨氮濃度太高導(dǎo)致其營養(yǎng)元素比例失調(diào)，對微生物的生長具有不利影響。

2.4 重金屬離子含量高、種類多

生活垃圾中會含有一部分廢舊電器等電子垃圾，其中含有的重金屬離子種類較多且含量高，與生活垃圾一起填埋后會導(dǎo)致滲濾液中含有多種金屬離子，而這些重金屬離子會對微生物產(chǎn)生極大的毒害作用。

2.5 營養(yǎng)元素比例失調(diào)

垃圾滲濾液中的溶解性磷酸鹽在受到堿度的影響后，大多數(shù)磷酸根離子會轉(zhuǎn)化為沉淀物質(zhì)，使總磷偏低。

2.6 滲濾液水質(zhì)隨時間變化而變化

隨著垃圾填埋時間的增加，滲濾液水質(zhì)pH值由酸性逐漸增加至中性或弱堿性，BOD5和COD濃度逐漸降低，B/C也逐漸降低，滲濾液的可生化性越來越差。

3 垃圾滲濾液的危害

垃圾滲濾液含有高濃度的懸浮物、無機物、有機物及有毒物質(zhì)，其通過和土壤、地面或地表水接觸，會對填埋場周邊環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，嚴(yán)重時甚至?xí){人體健康和生態(tài)系統(tǒng)平衡［6］。如果垃圾滲濾液不經(jīng)處理完全排入江河湖泊，首先因其含有濃度極高的有機成分會影響到水質(zhì)，其次會威脅到水中水生生物的生長與繁殖，如果不慎進(jìn)入人體會對人體健康產(chǎn)生極大的威脅，長此以往，最終導(dǎo)致整個生態(tài)系統(tǒng)的破壞。垃圾滲濾液的危害巨大，因此必須采用相關(guān)的技術(shù)工藝對其進(jìn)行處理，該處理處置工作影響長遠(yuǎn)，對于我國的生態(tài)建設(shè)及人與自然的和諧共處具有重大的意義。

4 垃圾滲濾液處理技術(shù)

根據(jù)處理處置方式的不同，當(dāng)下常見的垃圾滲濾液處理技術(shù)可以分為三大類，如圖1所示。

圖1 垃圾滲濾液處理技術(shù)

4.1 物化處理

4.1.1 活性炭吸附技術(shù)。活性炭具有比表面積大、孔結(jié)構(gòu)及表面結(jié)構(gòu)適宜等特點，因此其吸附能力是非常強烈的。應(yīng)用活性炭吸附能夠去除滲濾液中難以生物處理、難以發(fā)生降解的有機物，同時還可以去除滲濾液的色度、重金屬離子等。

4.1.2 混凝沉淀技術(shù)。垃圾滲濾液中含有大量的懸浮物及膠體物質(zhì)，通過向滲濾液中加入一定的混凝劑，可以使其中的懸浮物及膠體脫穩(wěn)而相互聚集，最后再對其進(jìn)行分離，這種方法即為混凝沉淀法?；炷恋砑夹g(shù)不但可以作為前期預(yù)處理工藝，同時也可以作為后期深度處理工藝。運用混凝沉淀技術(shù)對滲濾液進(jìn)行相應(yīng)的處理，可以有效去除水中含有的懸浮物，達(dá)到凈化滲濾液的目的［7］。

4.1.3 高級氧化技術(shù)。高級氧化技術(shù)是一種廢水處理新方法，其能有效分解垃圾滲濾液中的難降解有機物，經(jīng)高級氧化處理的滲濾液，其可生化性大大增強，對于后期的生物處理十分有益［7］。目前較常用的高級氧化技術(shù)包括超聲催化氧化技術(shù)、光催化氧化技術(shù)、O3氧化技術(shù)、超臨界水氧化技術(shù)和Fenton氧化技術(shù)等。

4.1.4 電解處理技術(shù)。電解處理技術(shù)主要是利用電解作用把水中的有害物質(zhì)通過電解作用轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)以實現(xiàn)廢水的凈化，其能有效地對滲濾液進(jìn)行處理，但處理成本較大［4］。

4.1.5 膜處理技術(shù)。膜處理技術(shù)包括超濾、納濾、微濾和反滲透等［4，7］。膜法能夠有效地去除廢水中的細(xì)菌、微生物和溶解鹽等污染物，但對含有高濃度的污染物進(jìn)行處理時，需頻繁地進(jìn)行膜再生，其運行壓力大、成本高。膜處理技術(shù)是一種純粹的物理分離技術(shù)，不能實現(xiàn)廢物的“三化”。膜處理技術(shù)可作為后續(xù)的垃圾滲濾液的深度處理技術(shù)，對其進(jìn)行更深一步的處理，從而使垃圾滲濾液處理系統(tǒng)最終出水達(dá)到循環(huán)水系統(tǒng)補充水使用要求。

4.2 生物處理

4.2.1 好氧處理技術(shù)。好氧處理技術(shù)是生物處理技術(shù)之一，主要包括活性污泥法、生物膜法等工藝。好氧生物處理技術(shù)是在有氧氣存在的情況下，利用水中的好氧微生物對污水進(jìn)行處理，對污水中的BOD、COD和氨氮有較好的去除效果。但是，好氧生物處理技術(shù)也存在一些缺點，比如有重金屬時會對好氧微生物的生長產(chǎn)生一定的抑制作用；另外，若滲濾液中氨氮濃度過高，會抑制硝化作用的進(jìn)行。由于垃圾滲濾液中營養(yǎng)元素比例失調(diào)，為實現(xiàn)有效的好氧處理，需要向待處理滲濾液中添加磷酸鹽。

表1 好氧與厭氧生物處理技術(shù)比較

4.2.2 厭氧處理技術(shù)。厭氧處理技術(shù)主要以厭氧反應(yīng)器應(yīng)用最為廣泛，常用的厭氧反應(yīng)器主要包括普通厭氧反應(yīng)器、升流式厭氧污泥床（UASB）、內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（IC）及流化床與固定床反應(yīng)器等。厭氧生物處理是生物處理技術(shù)之一，處理后產(chǎn)生的甲烷生物氣是一種比較環(huán)保的能源，能夠?qū)崿F(xiàn)廢物的資源化；處理過程中不需要曝氣，生物固體量減少很多，能耗低［8］。但是，厭氧生物處理的微生物活性容易受到某些條件的抑制，比如重金屬濃度。

運用生物處理技術(shù)處理垃圾滲濾液既有優(yōu)點又有缺點，現(xiàn)將兩種不同的生物處理技術(shù)優(yōu)缺點進(jìn)行比較，匯總?cè)绫?所示。

4.3 土地處理

土地處理主要是利用土地及土壤中存在的微生物和植物根系的作用對廢水進(jìn)行處理的一種方法。通過土地處理，可以有效改善廢水水質(zhì)，降低其中有機組分及氨氮含量。

4.3.1 回灌法。垃圾滲濾液回灌是土地處理中一種典型的技術(shù)。滲濾液回灌實際上是以垃圾作為填料的巨型生物濾床，通過將滲濾液回灌至填埋場，利用垃圾層的物理化學(xué)及生物作用降解滲濾液成分，減少濾液水量［9］?；毓嗵幚矸绞街饕兄苯踊毓?、表面噴灌或澆灌、地表下回灌和內(nèi)層回灌等。垃圾滲濾液回灌能夠有效地去除其中的有機成分，控制適宜的垃圾堆體有機負(fù)荷對于滲濾液回灌處理效果具有顯著的影響。針對目前我國垃圾滲濾液處理存在的問題，回灌法是一種不錯的選擇，在日益發(fā)展的中國，需要增加其應(yīng)用的普及性，因為該法能夠有效降低處理成本，為填埋場帶來環(huán)境效益的同時增加其經(jīng)濟效益，應(yīng)用前景廣闊。

4.3.2 人工濕地。人工濕地也是土地處理的方法之一，是近幾年出現(xiàn)的一種工藝。人工濕地是一個小型綜合的生態(tài)系統(tǒng)，通過運用土壤、水生植物及微生物等一系列的作用對污水進(jìn)行處理。人工濕地處理垃圾滲濾液具有處理處置費用低、管理方便等優(yōu)點，但其處理效果隨季節(jié)變化較大，處理有機物的濃度比較低［9］。

5 結(jié)語

通過上述分析可以看出，垃圾滲濾液是一種危害性較大的物質(zhì)，如果不經(jīng)過處理，不僅會污染地表或地下水源，而且對填埋場危害巨大（對填埋場用水、生活環(huán)境、場區(qū)生產(chǎn)人員的身體健康以及場區(qū)生態(tài)系統(tǒng)平衡都會產(chǎn)生巨大的影響），甚至?xí)绊懱盥駡鲋苓叺沫h(huán)境質(zhì)量及周邊居民的生活水平。因此，必須對滲濾液進(jìn)行有效的處理，以免出現(xiàn)環(huán)境危害與安全隱患。垃圾滲濾液處理技術(shù)眾多，在具體應(yīng)用時必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢?、地理結(jié)構(gòu)、氣候氣象特征進(jìn)行綜合分析，選擇適宜的技術(shù)進(jìn)行處理，可以將多種技術(shù)結(jié)合使用，針對不同的填埋場、不同的滲濾液，因時制宜，因地制宜，使?jié)B濾液處理效果達(dá)到最佳。

［1］胡蝶，陳文清，張奎，等.垃圾滲濾液處理工藝實例分析［J］.水處理技術(shù)，2011（3）：132-135.

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Landfill Leachate Treatment Process

Wang Junjun Li Yadong An Haoping
（Applied Physics Research Institute of Henan Academy of Sciences，Zhengzhou Henan 450008）

This paper mainly introduced the related treatment technology of landfill leachate,analyzed the source and characteristics of landfill leachate,and summarized the harm of landfill leachate.Through the analysis and compari?son of the various processes,to understand the advantages and disadvantages of different treatment processes,in or?der to provide a useful reference for solving the related problems of landfill leachate in our country at present.

landfill leachate；harm；characteristics；treatment technology

X703

A

1003-5168(2016)09-0158-03

2016-08-15

王軍軍（1988-），男，本科，助理工程師，研究方向：環(huán)境保護(hù)。