生活垃圾滲濾液處理的研究進展

方琴 金杰 衛(wèi)新來 王云

摘 要：該文對生活垃圾滲濾液處理包括物理、化學、生物等方面技術(shù)進行了綜述，對各處理方法的優(yōu)缺點、適用范圍進行了分析，結(jié)合現(xiàn)階段滲濾液處理的現(xiàn)狀，對滲濾液膜處理進行了展望，旨在對垃圾滲濾液處理技術(shù)的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：滲濾液;處理技術(shù);優(yōu)缺點

中圖分類號 X703文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）17-0124-04

Review of Landfill Leachate

Fang Qin et al.

（Department of Biological and Environmental Engineering，Hefei University，Hefei 230601，China）

Abstract：The paper gathered so far the leachate treatment technology，including physical，chemical and biological treatment technology，and found the technology to be improved，the paper expounds the advantages and disadvantages of each method，applicable scope in the future，leachate treatment technology.

Key words：Leachate;Treatment technology;Advantages and disadvantages

近些年來，隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們的生活品質(zhì)得到了顯著提升，但隨之而來也出現(xiàn)了一系列問題，其中之一就是垃圾處理問題。當前，我國垃圾產(chǎn)生量以每年10%的速度增長，預計到2030年我國城市生活垃圾將超過4億t[1]，隨之而來的就是垃圾滲濾液問題。國內(nèi)外都對垃圾滲濾液的處理都給予了高度的重視，開展了各種垃圾滲濾液處理方法的研究。

傳統(tǒng)的處理技術(shù)主要有物化處理、生物處理、物化生物聯(lián)合處理、土地處理等。物化處理主要在預處理階段使用，不受滲濾液水質(zhì)的影響，出水水質(zhì)也相對較為穩(wěn)定，操作簡單，反應速度快，對滲濾液中的NH3-N、色度、濁度以及一些難降解的有機物都有一定的處理效果，尤其是對可生化性差的水體有較好的處理效果，但由于處理成本問題導致物化方法不適用于滲濾液大量處理。生物處理可在處理中期降低滲濾液中有機物濃度，其運行成本相對較低，無二次污染。由于單個處理工藝很難達到滲濾液的排放標準，一套完整的處理工藝往往是物化前處理，結(jié)合生物法及深度處理技術(shù)才可達到排放標準。

1 物化處理技術(shù)

物化處理主要包括氨吹脫，混凝沉淀，化學沉淀，光催化處理，微電解，活性炭吸附，F(xiàn)enton氧化，高級氧化等處理技術(shù)?；炷恋碓诠I(yè)中常被用于去除一些顆粒懸浮物，高分子物質(zhì)、有機物、廢水的色度和濁度等;化學沉淀是通過向廢水中加入化學藥劑產(chǎn)生難容于水的沉淀的方法去除一些鈣、鎂、鐵、錳等金屬離子;吹脫法一般用于前處理，主要針對滲濾液中的NH3-N。高濃度的NH3-N會影響后期生物處理效果。皮金武[2]等對氨吹脫法去除NH3-N的影響因素進行了研究，發(fā)現(xiàn)當pH為11，吹脫時間為60min，吹氣量與滲濾液比為4000∶1時，NH3-N的去除率最高可達89.63%?；炷恋硗ㄟ^向滲濾液中加入混凝劑或助凝劑，使?jié)B濾液中的懸浮的雜質(zhì)形成膠體，吸附水中的其他雜質(zhì)，形成更大的膠體沉淀，達到了較好的處理效果。

1.1 光催化氧化 光催化技術(shù)是一種新型的污染物處理技術(shù)，由于其具有操作簡單、無污染排放、效率高等優(yōu)點，在水處理和大氣污染物處理領域都有著廣闊的發(fā)展前景。但由于光催化劑TiO2在紫外光激發(fā)后對負載材料存在一定的腐蝕性，形成了負載體系;由于TiO2表面的親水性，直接與滲濾液接觸后形成懸濁體系;團聚現(xiàn)象造成的比表面積小，氧化不徹底生成有害物質(zhì)氧等問題的存在，使得該技術(shù)的發(fā)展一直受到了限制，滲濾液處理中一般只用于后續(xù)深度處理。王晟[3]等成功研制出了1種在燒結(jié)后具有殼中空結(jié)構(gòu)的新型納米復合材料，解決了負載系統(tǒng)和懸濁系統(tǒng)的問題，經(jīng)試驗表明，在溫度180℃，反應時間5h條件下，處理效果最佳。魏宏斌等對光催化氧化技術(shù)進行了可行性和影響因素的實驗測定，結(jié)果表明，該技術(shù)在深度處理階段具有較好的處理效果，TiO2的投放量與光強度和水質(zhì)有關(guān)，光強與投放量反相關(guān)，反應時間一般在1.5～2.5h，波長在253.7nm處時具有最佳的處理效果。

1.2 高級氧化（AOPs） 高級氧化技術(shù)與普通氧化技術(shù)不同的是其作用因子是羥基自由基-OH，其強氧化性能降解水中難降解的有機物[4]。高級氧化技術(shù)有很多種，如Fenton試劑氧化法，臭氧氧化法，光催化氧化法，濕式氧化法等，在滲濾液處理領域都有著廣闊的應用前景。

1.3 催化濕式氧化（CWAO） 傳統(tǒng)濕式氧化是讓污染物與氧在液相中反應，達到氧化滲濾液中污染物的目的，而催化濕式氧化是在傳統(tǒng)的基礎上加入催化劑，加快反應速度，溫和反應條件。濕式氧化不僅能有效降低滲濾液中的化學需氧量（COD），降低COD/BOD，提高可生化性，去除濁色和異味，而且沒有二次污染，具有一定的應用前景。

1.4 Feton氧化 傳統(tǒng)的Feton法利用H2O2的氧化性在Fe2+的催化作用下產(chǎn)生具有高反應活性的-OH自由基，-OH自由基能降解污染水體中大部分難降解的、難處理的有機物，具有原理以及操作簡單、反應速度快停留時間短、后續(xù)產(chǎn)生沉淀處理簡單等優(yōu)點。隨著對Feton技術(shù)的改進，光Feton法、電Feton法、EF-Feton法相繼出現(xiàn)，但是這些方法只在H2O2利用率、H2O2的消耗量等方面作出改進，并沒有在處理效率上有所提高，所以一般用于預處理和后續(xù)處理、結(jié)合生物法和其他方法聯(lián)合處理滲濾液，如FSR法等聯(lián)合工藝[5]。楊振寧[6]等對UV-fenton法、Fenton法的處理條件進行了研究，發(fā)現(xiàn)UV-feoton法在反應時間為2h，pH為4，F(xiàn)e2+投加量為3000mg/L，H2O2的投加量為6000mg/L時，達到了最好的處理效果，而Fenton法耗時較短只需90min，反應環(huán)境pH沒有變化，由于紫外光提高了Fe2、H2O2的利用率，其投加量也相應的減少。

2 厭氧生物處理技術(shù)

厭氧生物處理技術(shù)和好氧生物技術(shù)各有其優(yōu)缺點，厭氧生物技術(shù)主要優(yōu)點在于能耗少、并且可以產(chǎn)甲烷、甲烷作為清潔能源物質(zhì)來發(fā)電。自20世紀60年代以來，能源問題成為了大家日益關(guān)心的問題，厭氧生物處理也有了更好的發(fā)展前景。厭氧主要包括厭氧消化池，升流式厭氧污泥床（UASB），厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB），厭氧生物濾池等。

2.1 厭氧消化池 厭氧消化池一般用ASBR反應器對高濃度固體有機滲濾液進行預處理，先降低滲濾液中有機物的含量，再用其他生物處理的方法進行再續(xù)處理，如SBR等技術(shù)。厭氧消化可在封閉、無氧條件下，微生物通過液化，發(fā)酵作用將滲濾液中的有機物轉(zhuǎn)化成沼氣和腐殖質(zhì)，并且減少滲濾液體積和病原微生物，該方法不僅適合高濃度廢水，而且耐高負荷，剩余污泥少。耿曉麗[7]等在35℃，pH穩(wěn)定在7.2～7.8，堿度，NH3-N濃度較高的條件下，以豬糞為接種物，對焚燒垃圾發(fā)電廠的滲濾液進行消化，分別以5%～35%的滲濾液體積負荷，進行厭氧消化實驗，結(jié)果表明，當滲濾液負荷為25%時，甲烷產(chǎn)量達到峰值75.5%，試驗中共進滲濾液2800mL，即含CODcr為70472mg/L，實驗結(jié)束后CODcr為3373mg/L，去除率達95.2%，效果明顯，但是對NH3-N無去除能力。耿曉麗[8]等用秸稈作為接種物對滲濾液也開展了類似的實驗，結(jié)果表明，甲烷占總生物氣比重最高可達70.89%，CODcr達83.02%。

2.2 上流式厭氧污泥床反應器（UASB） 由于污泥床內(nèi)生物量大，滲濾液負荷大，能適應溫度、pH變化等特點，上流式厭氧污泥床反應器（UASB）經(jīng)常應用于高濃度有機滲濾液的處理[8]。上流式厭氧污泥床反應器主要有3個部件構(gòu)成，主要部位是反應區(qū)，滲濾液由污泥床的底部進入，被顆粒污泥中的大量微生物分解產(chǎn)生甲烷和二氧化碳，已達到處理的滲濾液的效果，其儀器簡單，操作相對方便，因而得到了廣泛的應用。胡剛[9]等以某垃圾填埋場的滲濾液作為研究對象，用上流式污泥床反應器對其進行因素影響實驗，主要研究因素有污泥床的啟動時間、容積負荷、堿度、微量元素等，判定指標為COD，結(jié)果表明，啟動時間82d，最大容積負荷控制在5kgCOD/m3·d較為合理;并得出處理過程中不必投加多余的藥劑，只需要適當?shù)臅r侯投加一些Fe、Ni、Co等微量元素，以保證COD的去除率穩(wěn)步提升至50%。

2.3 厭氧生物濾池（AF） 厭氧生物濾池與升流式厭氧污泥床反應器的處理滲濾液的原理相似[10]，在厭氧微生物的載體上有不同，厭氧生物濾池的微生物載體為一些填充材料與微生物形成生物膜濾床，滲濾液經(jīng)過時，與膜上微生物反應水解、酸化，最終被產(chǎn)甲烷菌轉(zhuǎn)化成甲烷，AF中生物濃度高，運行操作靈敏、簡單，沒有污泥問題的困擾，從而具有很好的應用前景。魏舉旺[11]等考慮到季節(jié)因素對厭氧生物濾池處理生活污水和滲濾液處理效果的影響，開展了一系列實驗[12]，以COD去除率作為評判指標，結(jié)果表明，夏季去除率達61%[13]，秋季去除率為47.5%，冬季30%左右，由此可知夏季處理效果最佳[14];實驗還發(fā)現(xiàn)在10℃以下時，處理效果急劇下降。王昶[15]等采用降/升流2級厭氧生物膜濾床反應器處理生活污水，連續(xù)進水，經(jīng)過2級厭氧消化后COD含量下降明顯，去除率達68%，BOD的去除率達58%。

3 好氧生物處理技術(shù)

生物處理法是滲濾液主要的處理手段，一般在物化預處理后對有機物、金屬離子進行處理，生物處理總體具有處理效率高[16]，二次污染相對較小等優(yōu)點，其主要有好氧處理、厭氧處理和好氧厭氧聯(lián)合處理等技術(shù)。好氧處理主要通過曝氣手段為微生物提供氧氣，讓其以滲濾液中的有機物為底物進行氧化分解，釋放能量，讓有機物最終以無害的無機物的形式排放。好氧生物處理技術(shù)包括活性污泥法和生物膜法等，對CODcr、BOD5、NH3-N均有較好的處理效果，還可以去除一些金屬離子如Fe2+、Mn2+等。

3.1 活性污泥法 活性污泥法是一種操作簡單，運行費用較低，靈活性和緩沖能力都較強，能適應滲濾液水質(zhì)變化快特點的一種應用較廣的好氧生物處理方法。通過向反應池內(nèi)曝氣，讓好氧微生物氧化代謝，在沉淀池將代謝產(chǎn)物以沉淀的方式降低滲濾液中的污染BOD5、CODcr、有機碳含量和NH3-N。隨著對活性污泥法的深入研究，序批式間歇性活性污泥法（SBR）、磁加載強化活性污泥法、活性污泥法與其他方法聯(lián)合都應運而生。胡慧青[17]等對杭州天子嶺垃圾填埋場進行研究，發(fā)現(xiàn)用普通活性污泥法處理流量為300t/d滲濾液時，4—10月對COD、BOD5的去除率達89.2%、94.2%，而在其他月份COD、BOD5的去除率為71.1%、84.4%，有所下降。磁加載強化活性污泥法通過向污泥中加入Fe3O4粉末或其他磁性物質(zhì)，是污泥在攪條件下形成磁活性污泥，加快了污泥沉降速度，間接提高了污泥中的生物量，鄭俊[18]等用磁加載強化活性污泥法對滲濾液進行實驗，在每隔3d投入20g磁粉，當磁粉投加量達3～4g/L時，曝氣區(qū)域的MLVSS從2000mg/L提升至5000mg/L，COD和NH3-N的去除率由45%、35%提升至83%、66%。

氧化溝（循環(huán)曝氣池）是發(fā)明較早的一種污水處理工藝，一直在不斷地改進和革新，主要體現(xiàn)在處理效果和使用范圍方面，由于其操作管理方便，處理效果好，運行費用較低，得到了廣泛的運用，成為了中小型污水處理廠的首選。氧化溝是一種連續(xù)環(huán)式生物反應池，活性污泥法延伸出來的一種工藝。其構(gòu)筑物是一條閉合的環(huán)形曝氣溝渠[19]，依賴溝渠中污泥循環(huán)流動，延時曝氣，將污水進行生物降解，可有效降低水中NH3-N、總磷含量和COD。但是由于污水成分復雜容易造成污泥膨脹，泡沫問題，污泥上浮等問題，且氧化溝對于BOD較低的污水沒有處理能力，從而限制了氧化溝的進一步發(fā)展。

李亞[20]等對交替運行時氧化溝技術(shù)（PID）進行研究，讓2～3個氧化溝交替執(zhí)行好氧，缺氧，沉淀工作。通過對邯鄲市垃圾處理場中滲濾液采用該方法的處理效果進行研究，結(jié)果表明，PID的基礎建設費用僅為普通氧化溝的30%～50%，BOD/TN值大于3～5，BOD/TP值大于10～20時，對BOD5、COD、TN、TP、NH3-N的去除率分別為96.5%、91.28%、72.54%、88.8%、96.32%，符合《生活垃圾衛(wèi)生填埋污染控制標準》，也滿足了《污水綜合排放標準》二級排放標準，處理效果良好。王進安[21]等對北京阿蘇衛(wèi)垃圾衛(wèi)生填埋場滲濾液處理進行了系統(tǒng)的介紹，該處理廠2001年用氧化溝單獨運行時，對BOD5、COD、SS的去除率分別為85%、85%、83%，效果一般。在對其進行改進，加入了反滲透處理工藝，組成DT-RO工藝，對BOD5、COD、NH3-N、SS的去除率分別達到99.8%、99.7%、99.5%、97.5%，是一種處理效果比較理想的處理工藝。

3.2 生物膜法 當前，生物轉(zhuǎn)盤（RBC）處理工藝現(xiàn)已廣泛應用于生活污水和工業(yè)污水，在滲濾液處理這一方面也有一定的處理效果。該處理工藝主要依靠一個交替處于滲濾液和空氣的盤體進行旋轉(zhuǎn)，盤體上有多個相同間隔的盤片，旋轉(zhuǎn)過程中盤片浸過滲濾液帶著微生物和水膜轉(zhuǎn)到空氣中，吸收到水膜中的溶解氧和空氣中的溶解氧，利用微生物的好氧作用對滲濾液進行降解，即吸附，氧化分解，吸氧的循環(huán)過程，以達到處理效果。

該方法在短時間內(nèi)就可以達到較好的處理效果，且操作和盤片維護清洗方便，但對于流量較大，成分復雜的特性，該方法的處理效果受到了限制，一般可以將滲濾液與生活污水按一定比例混合處理，以達到較好的出水質(zhì)量。李燕[22]等將滲濾液和生活污水按一定比例進行混合處理，發(fā)現(xiàn)當混合比例滲濾液∶生活污水為1∶600的處理效果最好，在HRT為10h，、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為2r/min的最優(yōu)工況下，出水濃度NH3-N<5mg/L，COD<50mg/L，TN<15mg/L，均達到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級A標準，表明生物轉(zhuǎn)盤處理滲濾液和村鎮(zhèn)污水混合液是可行的。

生物轉(zhuǎn)盤處理工藝由于膜表面積大，可處理濃度較高的滲濾液，且可長時間超負荷運載，并且具有硝化反硝化的作用，但是盤片費用較高且不適宜處理流量大的污水滲濾液。

3.3 穩(wěn)定塘 穩(wěn)定塘處理工藝是一種既可以實現(xiàn)污水資源化利用又可以實現(xiàn)較好的經(jīng)濟效益效果的新型處理工藝。自20世紀90年代初到現(xiàn)在，該技術(shù)多使用在發(fā)展中國家的城市污水處理中，在垃圾滲濾液處理方面也表現(xiàn)出了對有機污染物出色的去除效果，得到了我國政府的大力推廣。穩(wěn)定處理工藝包括水生植物塘、生態(tài)系統(tǒng)塘、深度處理塘等，其利用天然凈化能力對污水進行凈化，生態(tài)系統(tǒng)塘中生產(chǎn)者水生植物，分解者微生物，消費者養(yǎng)殖的水生動物三者的分工合作對污水進行處理和資源化利用。吳荻[23]等通過實例，對3級穩(wěn)定塘在滲濾液后續(xù)處理系統(tǒng)中的處理效果進行了研究，發(fā)現(xiàn)好氧曝氣塘，水生植物塘、自然氧化塘的單階處理效果都比較穩(wěn)定，對NH3-N的去除率在36%～68.7%，對BOD5的去除率在31.9%～47.8%，對COD的去除率在40.1%～56.5%。經(jīng)過后續(xù)處理，出水水質(zhì)也都達到了《生活垃圾填埋污染控制指標》排放要求。

4 結(jié)語

單獨滲濾液處理技術(shù)各有優(yōu)點以及需要完善的地方。如氧化溝滲濾液處理技術(shù)處理效果，工藝簡單，運行費用低，但是泡沫、濃縮等問題也亟待完善等，就導致無法完成滲濾液處理達標排放這個硬要求。這就要求我們把2種或多種處理技術(shù)聯(lián)合以來，相互彌補，互相支撐，相得益彰。

滲濾液處理技術(shù)愈發(fā)成熟，滲濾液水質(zhì)變化受到了很多因素的影響，其中主要是填埋時間和降水量?，F(xiàn)有的垃圾滲濾液處理技術(shù)都有其獨特的優(yōu)勢，在滲濾液污染參數(shù)如COD、BOD的去除率方面都有一定的效果，但每種方法都需要進一步改進，隨著科技創(chuàng)新的進步，這種改進遲早會實現(xiàn)。期待未來有更多的新型垃圾滲濾液技術(shù)出現(xiàn)，從而達到更好的處理效果。

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（責編：張宏民）