垃圾滲濾液處理技術(shù)的研究方向展望

王迎春

垃圾滲濾液水質(zhì)復(fù)雜，難降解有機(jī)物多，含有毒有害物質(zhì)，可以造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。本文探討現(xiàn)有垃圾滲濾液的處理技術(shù)難點(diǎn)，并就未來(lái)的研究方向進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：垃圾滲濾液 處理技術(shù) 展望

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平逐漸提高，生活垃圾的數(shù)量和種類也越來(lái)越多，成為環(huán)境污染的主要因素之一。

目前，國(guó)內(nèi)外廣泛采用的垃圾處理方式主要有綜合利用、焚燒、堆肥和衛(wèi)生填埋四種處理方式，垃圾填埋因處理成本低、技術(shù)要求不高等原因被廣泛應(yīng)用。在堆放和填埋過(guò)程中，垃圾由于壓實(shí)、發(fā)酵等生物化學(xué)降解作用，并在降水和地下水的滲流作用下產(chǎn)生了一種高濃度的、有機(jī)或無(wú)機(jī)成分的液體，稱為垃圾滲濾液（Landfill Leachate）。垃圾滲濾液作為一種高濃度、多組分、易變化的污水，可能導(dǎo)致對(duì)水生生物的急性毒性和遺傳毒性危害，已經(jīng)成為水環(huán)境保護(hù)的熱點(diǎn)問(wèn)題。

垃圾滲濾液來(lái)源與特性

垃圾滲濾液主要來(lái)自3個(gè)方面，填埋場(chǎng)內(nèi)的自然降雨和徑流、垃圾自身原有的含水，在垃圾衛(wèi)生填埋后由于微生物的厭氧分解而產(chǎn)生的水。垃圾滲濾液的特性主要受廢物源（如垃圾、食物、塑料）的數(shù)量和類型，垃圾填埋方法（如壓實(shí)強(qiáng)度、垃圾填埋深度等），降雨和基本條件的變化影響。

由于受垃圾填埋場(chǎng)所處的地理環(huán)境、垃圾的成分、填埋的時(shí)間等因素影響，各個(gè)垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液組成是不相同的。

國(guó)內(nèi)垃圾滲濾液的成分更為復(fù)雜。垃圾滲濾液不僅含有耗氧有機(jī)污染物，還含有各類金屬和植物營(yíng)養(yǎng)素（氨氮等），甚至是有毒有害的有機(jī)污染物。此外，垃圾滲濾液的水質(zhì)和水量變化較大，顏色高，氣味重。

垃圾滲濾液常規(guī)處理工藝

在2008年之前，我國(guó)的垃圾填埋場(chǎng)很簡(jiǎn)單，基本上沒(méi)有專業(yè)的滲濾液處理設(shè)備。《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）于2008年7月1日實(shí)施，要求在2008年引入新標(biāo)準(zhǔn)之前建造的所有垃圾填埋場(chǎng)都需要改造垃圾滲濾液處理設(shè)施。

2012年5月發(fā)布的《“十二五”全國(guó)城鎮(zhèn)生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》加強(qiáng)了廢物處理設(shè)施庫(kù)存管理的強(qiáng)度，對(duì)于不符合滲濾液處理標(biāo)準(zhǔn)的處理設(shè)施，應(yīng)盡快新建或改造滲濾液處理設(shè)施。

垃圾滲濾液的常規(guī)處理工藝大致可分為四類：物化處理、生物處理、物化和生物處理、土地處理等。一些國(guó)家，例如加拿大和波蘭，則使用人工濕地來(lái)處理垃圾滲濾液。

1.物化處理 物化處理一般作為預(yù)處理和后處理，以保證后續(xù)生物處理工藝的正常運(yùn)行，以便進(jìn)一步提高出水水質(zhì)。主要有吹脫法、吸附法、化學(xué)沉淀法、催化氧化法、反滲透法等。

1.1.吹脫法：主要原理是在堿性介質(zhì)條件下鼓入空氣，使氨氮轉(zhuǎn)化為氨氣釋放出來(lái)，利用吸附劑進(jìn)行回收。主要用于去除垃圾滲濾液中高濃度的氨氮，保證后續(xù)生物處理的運(yùn)行。吹脫法的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)有效，處理效果穩(wěn)定，對(duì)氨氮的去除效果好。

1.2.吸附法：利用吸附劑的巨大比表面積和吸附特性，將污染物截留在吸附劑中實(shí)現(xiàn)去除，顆?；钚蕴亢头勰┗钚蕴渴亲畛Ｓ梦絼?。吸附法主要用于去除水中難降解的有機(jī)物、金屬離子、色度以及氨氮。優(yōu)點(diǎn)是處理效果穩(wěn)定，對(duì)水中大多數(shù)有機(jī)物都有效，管理方便。缺點(diǎn)是容易堵塞、運(yùn)行成本高。

1.3.化學(xué)沉淀法：混凝法是化學(xué)沉淀法中最重要的方法，可以大幅度去除滲濾液中的懸浮物、色度等，常用鐵鹽、鋁鹽作為混凝劑，是最常用、最經(jīng)濟(jì)的方法。

1.4.化學(xué)氧化和催化氧化法：化學(xué)氧化法是利用強(qiáng)氧化劑將廢水中的有機(jī)物氧化成小分子的碳?xì)浠衔锘蛲耆V化成二氧化碳和水?？梢苑纸鉂B濾液中難降解的有機(jī)物，提高可降解性。光催化氧化法的原理是用光照射半導(dǎo)體材料或催化氧化劑，產(chǎn)生自由基，達(dá)到氧化目的，常用的半導(dǎo)體有二氧化鈦，價(jià)格便宜、性質(zhì)穩(wěn)定。該法工藝簡(jiǎn)單、能耗低、易操作、無(wú)二次污染。

1.5.膜法：利用隔膜使溶劑同溶質(zhì)和微粒分離，處理高效可靠，是目前垃圾滲濾液處理的主流深度處理工藝，但是費(fèi)用較高，需要良好的預(yù)處理，膜容易被污染和堵塞，從而影響處理效率。

2.生物處理 生物法是垃圾滲濾液處理的主導(dǎo)工藝，通過(guò)微生物的作用，將滲濾液中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成二氧化碳、甲烷和水，將氨氮轉(zhuǎn)化成氮?dú)馀湃氪髿猓_(dá)到凈化的目的，大多采用厭氧+好氧的方式。

厭氧生物處理能耗少、操作簡(jiǎn)單，費(fèi)用低廉，但是化學(xué)需氧量濃度和氨氮濃度比較高，不能直接排放，而且對(duì)溫度要求高，所以兩者組合的方式最為常用。

生物法處理后，出水中依然含有大分子的難降解有機(jī)物，需要其他方法做進(jìn)一步處理以達(dá)標(biāo)排放。

3.物化和生物處理 為了能夠充分發(fā)揮處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，聯(lián)用物化和生物處理方法，發(fā)揮方法的優(yōu)勢(shì)，除了能夠提高處理效率和穩(wěn)定性，還能降低費(fèi)用。滲濾液中主要污染物的大部分通過(guò)該方法去除。

4.土地處理法 主要利用土壤的物理、化學(xué)與生化作用，借助土壤中的微生物作用，使?jié)B濾液中的有機(jī)物和氨發(fā)生轉(zhuǎn)化，通過(guò)蒸發(fā)作用減少滲濾液的產(chǎn)生量，對(duì)以有機(jī)物為主的廢水起到水肥合一、綜合利用的效果，這是一種新穎的污水處理方法。用于滲濾液處理的土地處理系統(tǒng)主要是人工濕地和回灌處理等。

人工濕地是利用人為手段建立起具有濕地性質(zhì)的污水處理系統(tǒng)，人為創(chuàng)造一個(gè)適宜水生植物或濕地植物生長(zhǎng)的環(huán)境，是浮水或潛水植物及處于水飽和狀態(tài)的基質(zhì)層和微生物組成的復(fù)合體，通過(guò)生化作用將水中可溶性的有機(jī)物、固體和膠體不溶性有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)變成植物所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，降解污染物。在英國(guó)、美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家，主要應(yīng)用在滲濾液二級(jí)、三級(jí)處理系統(tǒng)中。人工濕地有巨大的緩沖能力、效果好、能耗和運(yùn)行費(fèi)用低、管理方便，但是不適合北方寒冷地區(qū)。

我國(guó)垃圾滲濾液的處理難點(diǎn)

由于滲濾液水質(zhì)水量復(fù)雜多變，每個(gè)填埋場(chǎng)自身的條件不同，垃圾滲濾液如何處理一直是比較棘手的問(wèn)題。應(yīng)該根據(jù)填埋場(chǎng)實(shí)際情況，選擇最佳的處理工藝組合以及最優(yōu)的管理方式，才能解決滲濾液處理的難題。目前看來(lái)，主要的難點(diǎn)有如下幾點(diǎn)：

1.單一工藝效果差 垃圾滲濾液因其獨(dú)特的水質(zhì)特性，單一的處理工藝難以達(dá)標(biāo)，如何選出科學(xué)合理的處理工藝是首要難點(diǎn)。

2.出水水質(zhì)不穩(wěn)定 由于季節(jié)性降水導(dǎo)致滲濾液水質(zhì)和水量隨季節(jié)波動(dòng)較大，對(duì)處理過(guò)程的運(yùn)行穩(wěn)定性影響較大。在組合工藝保持不變的條件下，如何保持有效處理和穩(wěn)定運(yùn)行是當(dāng)前滲濾液處理的第二個(gè)難題。

3.總氮去除率低 傳統(tǒng)的生物處理方法去除低濃度氨氮效果較好，隨著垃圾填埋場(chǎng)使用時(shí)間增加，氨氮含量不斷增加，傳統(tǒng)生物處理方法出水中的總氮難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，提高總氮去除率是當(dāng)前垃圾滲濾液處理的第三個(gè)挑戰(zhàn)。

4.運(yùn)行費(fèi)用高 在新排放標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格要求下，除了厭氧-好氧聯(lián)合工藝外，滲濾液處理廠還會(huì)采用膜工藝，但是也產(chǎn)生了高運(yùn)行成本。如何確保廢水滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)降低處理廠的運(yùn)行成本，這是當(dāng)今滲濾液處理的第四個(gè)難題。

我國(guó)滲濾液處理技術(shù)的展望

到目前為止，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有完善的垃圾滲濾液處理工藝，研究與開(kāi)發(fā)處理工藝時(shí)應(yīng)考慮填埋場(chǎng)從開(kāi)始使用到穩(wěn)定封場(chǎng)后再利用的全過(guò)程。

1.滲濾液處理工藝多樣化 因?yàn)闈B濾液隨著地區(qū)、季節(jié)變化，僅使用一種處理方法效果很差。最近幾年，人工濕地技術(shù)在國(guó)內(nèi)開(kāi)始采用，經(jīng)濟(jì)成本低，操作方法簡(jiǎn)便，但存在污染土壤的風(fēng)險(xiǎn)，前端處理工藝必須穩(wěn)定運(yùn)行，才能排入人工濕地。隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，滲濾液的處理工藝需要進(jìn)一步多樣化。

2.滲濾液處理工藝科學(xué)化 選擇滲濾液處理工藝應(yīng)綜合考慮水質(zhì)和變化情況，并參考?xì)夂?、水質(zhì)、水量、節(jié)能降耗、經(jīng)濟(jì)合理、水質(zhì)達(dá)標(biāo)等。目前，中國(guó)缺乏成熟的工藝選擇方法，并且過(guò)于依賴設(shè)計(jì)者主觀理解。研究設(shè)計(jì)一套適合我國(guó)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理的經(jīng)濟(jì)合理的工藝選擇方法，并開(kāi)發(fā)一種新型的滲濾液處理技術(shù)，是當(dāng)務(wù)之急。

3.降低運(yùn)營(yíng)成本 目前，滲濾液處理行業(yè)的主要目標(biāo)是水質(zhì)達(dá)標(biāo)并且處理的水量達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)滲濾液處理行業(yè)以更加專業(yè)、規(guī)范、精細(xì)的管理模式進(jìn)行管理，以提高處理效率，降低運(yùn)營(yíng)成本。

4.實(shí)現(xiàn)滲濾液零排放 研究高效、節(jié)能、規(guī)模大、成本低的處理技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)垃圾滲濾液“零排放”也是未來(lái)的研究方向。

（作者工作單位為遼寧省大連生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心）