我國垃圾滲濾液的處理方法現狀

王俊萍

（沈陽建筑大學 市政與環境工程學院，遼寧 沈陽110168）

由于中國現代社會生活水平日益的提升，人們日常生產、生活活動中所排放的垃圾也在日益的增加，從而造成固體廢棄物的品種和數量也愈來愈多[1]。衛生填埋、生活垃圾焚燒和堆肥是目前在中國最普遍的3類生活垃圾處理方法。據統計，衛生填埋法基本可以處理將近80%的生活垃圾，但是作為當前最主要的處理垃圾方式，在垃圾填埋的過程中會產生垃圾滲濾液，對填埋場附近的地下水環境、大氣環境以及土地等產生污染，所以應該妥善處理垃圾滲濾液[2]。

1 垃圾滲濾液

1.1 垃圾滲濾液的性質及特點

垃圾滲濾液的特性和產生的過程都會受許多個因子影響，包括垃圾成分、氣候、填埋場運行使用時間、填埋場的作業方式和技術水平等[3]。垃圾滲濾液中的 COD、NH3-N、懸浮物等含量較高，但各個城市、不同區域的垃圾填埋場的滲濾液生成量和污染物含量在各個時間的變動也不一樣[4]。

垃圾滲濾液的主要特點[5]：污染物濃度高；有機污染物含量多，成分復雜；滲濾液中微生物營養元素比例嚴重失調；水質變化大；金屬含量較高。

1.2 垃圾滲濾液的污染及危害

垃圾滲濾液中可能存在著高含量的化學污染物質，如氨氮、各類有機重金屬分子和有機物質等[6]，還可能出現某些高致病性細菌以及致癌、致畸的化學物質。夏立江[7]等研究發現垃圾滲濾液會對其周圍土壤的pH、總氮和重金屬等含量造成影響。垃圾滲濾液中，一些難以被生物降解的污染物會經由食物鏈徑直進入生命體，嚴重危害人類的身心健康[8]。滲濾液進入水體后還會加快水體的富營養化過程，藻類繁殖速度加快，水中的溶解氧的含量降低，引起水體中的動物特別是魚類的死亡[9]。

2 垃圾滲濾液的常規處理方法

2.1 物理化學處理法

在生物處理法之前設置物化處理法，可以降低COD、氨氮濃度，并提高滲濾液的可生化性[10]。

2.1.1 混凝法

混凝法是利用凝聚和絮凝的原理，把滲濾液中體積較大的懸浮物、不溶性有機物和重金屬等污染物除去，同時色度和濁度也會得到一些的改善[11]。ZOUBOULIS[12]等通過研究生物絮凝劑與傳統無機混凝劑的應用，得出生物絮凝劑可用來降低腐殖酸的含量，且20 mg的生物混凝劑可以將85%的腐殖酸去除。

2.1.2 吸附法

吸附法就是向滲濾液中投加大量吸附劑，利用吸附劑的比表面積較大的特點將污染物吸附在其表面并進行離子交換，去除污染物[13]。吸附劑對氨氮的去除效果較好[14]。活性炭是市面上使用最多的一種吸附劑，但由于活性炭成本較高，可再生性差，沒有被廣泛應用[15]。

2.1.3 自然蒸發法

蒸發基本上被定義為通過加熱方法減少垃圾滲濾液體積的過程，對于部分干燥、溫暖的土地和少量滲濾液[16]，它是一個十分可行的選擇。但氣候和局部溫度對蒸發效率的影響較大，且蒸發法操作成本高、穩定性低、設備易腐蝕，同時蒸發后剩余的濃縮污泥層被認為有危險，可能會導致環境破壞。

2.1.4 化學氧化法

化學氧化法主要是利用羥基的高效氧化作用，與污染物中的有機物反應，將污染物去除從而提高了處理效率和出水水質[17]。與其他物化方法相比較，高級氧化技術氧化效果好，處理效果穩定且不會對環境造成污染，但投資費用較高，能源消耗大，很難在處理廠中大規模使用[18]。所以研究學者開始研究高級氧化組合工藝，不但可以強化處理效果，還能彌補單獨氧化技術的不足[19]。WABLE[20]等研究表明 O3/H2O2聯合工藝對進行預處理的垃圾滲濾液COD的去除率可達85%~90%，并改善了垃圾滲濾液的可生化性質。

2.1.5 膜分離法

超濾技術（UF）和反滲透技術（RO）是已經研究的兩種膜過濾技術[21]，它們能夠將有機分子和無機分子截留，但投資成本較高。納濾（NF）作為一種相對較新的膜技術，具有UF和RO之間的性能。超濾工藝與反滲透工藝相比，要求的需要條件更低，并且可以獲得更高的通量。帶電有機物、多價離子和重金屬的保留率更高[22]。 KAURETAL[23]等研究表明在垃圾填埋場的反滲透過程將95%以上的污染物去除，且投資成本較低。

2.1.6 化學沉淀法

在垃圾滲濾液處理的過程中，磷酸銨鎂沉淀法常用來處理其中的高濃度氨氮，原理為向水中加入鎂離子生成沉淀使污染物得到去除[24]。

2.2 生物處理法

生物降解是指利用微生物能夠在好氧條件下將有機化合物降解為二氧化碳和水，并在厭氧條件下將有機化合物降解為沼氣，從而去除滲濾液中的污染物質[25]。年輕的垃圾滲濾液可生化性較好，生物工藝在有機物和含氮物質方面的降解是十分有效[26]。但老齡的垃圾滲濾液可生化性卻欠佳，難降解有機化合物（主要是腐殖酸）的存在往往限制了工藝的有效性[27]。

2.2.1 好氧生物法

好氧生物法是指好氧微生物在氧氣充足的條件下通過一系列硝化、反硝化過程將污水中的有機污染物降解的過程[28]。常規活性污泥工藝和測序批處理反應器（SBR）已被廣泛研究和采用。WELANDER等報告好氧生物法具有近 90%的脫氮率，而 COD約為20%，處理高強度氨氮滲濾液，不受到硝化抑制[29]。同時采用了顆粒狀活性碳（GAC）為多孔材料，為有機物質的吸附創造了良好的表面環境條件，并為生物降解創造了較好條件，在吸附和生物降解之間形成了穩態平衡。

2.2.2 厭氧生物法

厭氧處理廣泛應用于廢水的處理，特別是垃圾滲濾液處理。與有氧生物過程相比，厭氧生物過程有很多的優點：顯著降低污泥生產、降低有機物的穩定性[30]。 KARGI[31]等使用實驗室規模的 SBR 對預處理的滲濾液進行了營養還原，按照厭氧-需氧操作，在循環結束時COD、銨根和磷酸鹽去除率分別為62%、31%和19%。

2.2.3 好氧/厭氧耦合工藝

目前，很多學者專家將兩個工藝進行聯合，不僅能去除更高濃度的污染物，還可以充分發揮兩個工藝的優點，彌補各自的缺點，達到更好的處理效果[32]。 KHERADMAND[33]等研究表明采用聯合厭氧消化池和活性污泥系統處理城市垃圾填埋場濾渣是可行性的。組合系統在 2.25 g·L-1·d-1COD 和3.37 g·L-1·d-1COD時，可將滲濾液的COD降低94%和93%。LIANG[34]等將SHARON-ANAMMOX和兩個地下土壤滲透系統聯合工藝處理城市垃圾填埋場排放物時，可以去除超過97%的氨氮。

2.3 土地處理法

2.3.1 土地滲透處理系統

土地滲濾污水處理系統是一項通過應用過濾作用和土壤微生物的分解作用來實現污水處理的技術[35]。該技術又可區分為快速和慢速2個不同的技術模型。其中，由于慢速滲濾處理技術可以利用土壤和植物之間的相互結合來進行污水處理，所以慢速滲濾式處理技術在雨水較少的地方能夠有效使用。快速滲濾技術則是在重力的影響下通過水流動到土壤中來進行凈化，快速滲濾技術在實際使用中對土壤自身的性質有著一定要求，需要具備較強的通透性與活性[36]。

2.3.2 濕地處理系統

人工濕地已成功應用于垃圾滲濾液處理，人工濕地法操作簡單，經濟高效[37]。據報道，它們還具有處理低生物降解能力，比傳統生物工藝效率高得多，這是由于濕地提供內源性不穩定OM， 提高了BOD/COD和BOD5/N比率，并促進生物分解過程。此外，人工濕地法是具有生物轉化過程復雜矩陣的生態系統[38]，包括同時硝化、氧化和反硝化。為垃圾滲濾液處理而設計的人工濕地法必須面臨由特定的垃圾滲濾液組成引起的一些障礙，如非常高的銨濃度、垃圾滲濾液對卟啉酸鹽的毒性、高濃度的鐵以及垃圾滲濾液的波動[39]。

3 結束語

1）針對垃圾滲濾液的特點，在選用處理工藝時，首先應該仔細分析滲濾液的主要成分并根據其存在的化學平衡，然后再結合具體情況，因地制宜地制定成本、技術最佳的處理方案。

2）治理高濃度的污染物時，單獨依靠某一種方法來處理是難以達到預期的處理要求的，必須采用兩種或兩種以上方法的聯用，通過不同的方法優化組合與靈活運用才能達到有效處理，同時考慮投資費用和運行成本。

3）對城市垃圾填埋場的規范化建設、滲濾液系統的管理設計等必須進一步探討研究，以力爭盡早實現去除率100%的理想效果。