垃圾填埋场渗滤液回灌技术探讨

摘要：城市生活垃圾的处理主要采用焚烧、堆肥、填埋和综合利用等方法。其中卫生填埋由于具有技术成熟、处理费用低等优点，是目前我国城市垃圾集中处置的主要方式.

1前言
城市生活垃圾的处理主要采用焚烧、堆肥、填埋和综合利用等方法。其中卫生填埋由于具有技术成熟、处理费用低等优点，是目前我国城市垃圾集中处置的主要方式。但垃圾在填埋过程中会产生大量的高浓度、有毒、有害的垃圾渗滤液，若处理不当，不仅会污染土壤和地表水源，甚至会污染地下水。因此，渗滤液污染控制是垃圾填埋场运行的一个关键问题，并且由于渗滤液处理所具有的难度已使其成为水处理领域和环境卫生工程领域的研究热点。
2渗滤液处理的两大类方案及其存在问题
渗滤液的处理一般可分为场内单独处理和场外合并处理两大类方案[2]。其中场内单独处理方案是在填埋场内建立单独的处理系统对渗滤液进行处理；而场外合并处理主要是利用城市污水处理厂处理实现出水达标排放。
2.1场内单独处理方案
场内单独处理系统因渗滤液的污染负荷很高、水质水量的变化很大，尤其是有毒有害物含量较高，因而其处理系统必须对多种处理方法进行有机组合。为使出水能够达标排放，单独处理系统的工艺一般为：预处理＋厌氧＋好氧＋深度处理[3]。但由于渗滤液的水质随填埋场“场龄”的增加，BOD5/COD呈下降趋势，可生化性由初期的0.4～0.8降至0.1～0.2之间[2]，初期宜采用生物处理工艺，而后期则宜采用以物化处理为主的工艺。这也导致了渗滤液处理的流程过长，管理复杂，运行费用高；与合并处理方案相比，单独设置小规模处理系统在运转费用方面也缺乏经济上的优越性。
2.2场外合并处理方案
场外合并处理包括渗滤液直接进入污水处理厂和经预处理后进入城市污水处理厂两类。这种方案以在填埋场附近有城市污水处理厂为必要条件。若城市污水处理厂设计时未考虑接纳渗滤液，则其所能接纳的渗滤液量不能超过城市污水总量的0.5%[4]，并且由渗滤液带来的负荷增加应控制在10%以下，才能保证其对城市污水处理效果不产生负面影响。另外，在上述条件满足的情况下，要将渗滤液与城市污水混合处理，还必须解决脱氮和磷缺乏问题。
3回灌处理技术及其在渗滤液处理中的定位
渗滤液回灌处理方法是20世纪70年代由美国的Pohland最先提出的[5]。渗滤液回灌是指将未经任何预处理的垃圾渗滤液直接循环回喷到垃圾填埋层上，通过控制回灌次数、水力负荷、有机负荷等参数，达到净化渗滤液的目的。
3.1渗滤液回灌技术的特点
⑴通过垃圾层截留和蒸发作用能减少渗滤液总量；
⑵回灌能大幅度减少渗滤液中污染物，改善渗滤液水质；
⑶加速垃圾分解，提高产甲烷速率加快填埋场沉降加快垃圾稳定化进程；
⑷操作简单，投资省，运行费用低，减少对填埋场的维护费用。
3.2回灌技术在渗滤液处理方案中的作用
通过回灌可以大幅度削减渗滤液处理的有机负荷，为后续生化、物化处理减轻负荷；加速对水质的稳定与均化作用，降低对后续处理系统耐冲击负荷能力和运行稳定性的要求，有利于场内处理工艺系统的设计与运行。同时，在做好水平衡的情况下，单纯利用回灌技术可以使渗滤液出水达到三级标准[6]，实现与城市污水的合并处理。因此，渗滤液回灌技术既可作为单独处理方案的预处理，又可作为合并处理方案的预处理。
4渗滤液回灌技术研究现状
4.1水量平衡研究
渗滤液回灌处理是利用土壤表面的蒸发作用来消减水量，其水量平衡是垃圾填埋场渗滤液回灌处理法工程应用的关键问题之一。
孙玥等通过模拟垃圾填埋场土壤层进行回灌条件下的水量平衡实验研究表明：回灌使填埋场覆土层的水分饱和程度提高，土壤蒸发条件发生变化，土壤蒸发按蒸发能力进行，接近甚至可能大于水面蒸发量，使垃圾渗滤液大量削减。赵庆良等[9]在哈尔滨某地建立了室外模拟垃圾填埋场来研究寒冷地区垃圾渗滤液的回灌处理，结果表明：回灌能减量87.05%，在东北地区，连续的回灌操作甚至可达到最终的水量平衡。夏越青等通过冬季填埋场渗滤液回灌水量平衡的研究表明，虽然冬季气温低，地表径流量大于其余三季，但冬季降雨量小，气候干燥，土壤蒸发量与下渗水量的比值高于其余三季，冬季降水产生的下渗水经土壤层后的渗出水仅占降水量的0.2%左右，如果适当增加回灌次数，可以提高削减量。
4.2水质变化研究
回灌的渗滤液通过垃圾填埋层时，能有效降低污染物的浓度，这是因为垃圾层中含有大量微生物，对渗滤液的降解过程起了重要作用。DiamadopoulosE[11]报道，循环回灌法处理COD69400mg/L、BOD56500mg/L的渗滤液，COD去除率在90%以上，BOD去除率在98%以上。徐迪明[12]、李国建等[13]通过土壤结构对净化作用的影响研究发现在试验所用的亚粘土中加入一定比例的细砂可改善覆盖土层的透水性和透气性，当进水负荷为6.6～115g/(m2.d)时，运行两个月，COD去除率可达98%左右。在Chian[14]的渗滤液回灌研究中，BOD5和COD甚至可分别降到30~350mg/L和70～500mg/L。张瑞明等[6]在杭州天子岭填埋场的直径40m、深2m试验填埋场回喷研究表明：COD可由初期10900mg/L降至一年后的143mg/L，去除率超过98%，出水达到GB16889-1997中二级标准。