垃圾渗滤液处理技术研究进展

摘要：介绍了渗滤液产生来源和特点，指出垃圾渗滤液是一种非常复杂的、难以生物处理的污水，并对垃圾渗滤液物理化学处理、生物处理及土地处理法进行了探讨，重点介绍了渗滤液的土地处理，包括渗滤液回灌、人工湿地法和渗滤液矿化垃圾生物反应床处理技术，指出了土地法处理垃圾渗滤液无论在技术上还是经济上比较是可行的。
关键词：渗滤液；土地处理；矿化垃圾
1引言
在我国，垃圾填埋是一种主要的垃圾处理处置方式，但在填埋过程中和填埋场封场后都会伴随着垃圾渗滤液的产生。经研究发现，渗滤液中含有多种毒性物质和致癌物质，如果在自然条件下降解，需要15年的时间其COD、BOD值才能达到国家排放标准，而氨氮需要24～26年的时间才能达到国家排放标准。渗滤液如果不经处理直接排放，将严重污染地下水、地表水和周围环境，所以对其进行妥善的处理是十分必要的。
2渗滤液产生来源和特征
渗滤液中污染物主要有以下三个来源：垃圾本身含有的大量可溶性有机物、无机物在雨水、地表水或地下水的浸入过程中溶解而进入渗滤液；垃圾通过生物、化学、物理作用产生的可溶性物质进入渗滤液；覆土和周围土壤中进入渗滤液的可溶性物质。
渗滤液的组成受垃圾成分、气候、水文地质、垃圾填埋时间和填埋方式等因素的影响。我国渗滤液的典型组成如表1所示。可以看出，我国垃圾渗滤液主要有以下几个特征：
(1)渗滤液水质水量随时间变化大。
(2)渗滤液成份复杂，一般而言，渗滤液中的有机物可分为三类：低分子量的脂肪酸类、腐殖质类高分子的碳水化合物及中等分子量的灰黄霉酸类物质[1]。
虽然渗滤液中某一特定污染物的浓度均很低，但由于污染物种类繁多，因此其总量巨大。郑曼英[2]等对垃圾渗滤液的分析结果表明，检测出的主要有机污染物有77种。
表1我国填埋场渗滤液的典型组成mg/L

(3)COD和BOD浓度都很高，COD高达几万BOD也达到几千，但是随着填埋时间的延长，BOD/COD值甚至低于0.1，说明稳定期和老龄渗滤液的可生化性较差。尤其是老龄渗滤液，其中对COD有贡献的部分主要是分子量小于5000的小分子类物质主要包含腐殖酸、富里酸和一部分亲水性小分子物质，这几类物质用传统的生物处理法很难得到好的去除效果。
(4)氨氮含量高，楼紫阳[3]测得老港填埋场的新鲜渗滤液氨氮浓度高达3143mg/L，且渗滤液中的氮主要以氨氮的形式存在。试验证明，渗滤液中的氨氮主要存在于分子量小于1000的可溶性部分。氨氮浓度随时间变化不大，高浓度的氨氮对后续生物处理有抑制作用[4][5]。
(5)金属离子含量高。试验证明，垃圾中的金属离子含量远高于渗滤液中的金属离子含量。这是由于垃圾本身对金属离子的吸附等一些作用造成的。但渗滤液中仍有数10种金属离子，如铜、锌、铅、镍、铬、镉、钙、镁、钾和钠。其中铁浓度可高达2.05mg/L，铅的浓度可达12.3mg/L，锌的浓度可达130mg/L，钙的浓度可达4.3mg/L，均超过一般的排放标准，有待进一步处理[6][7]。
(6)色度高，有臭味。新鲜渗滤液为深黑色，老龄渗滤液颜色为黄褐色。
3渗滤液处理技术
近年来，中小型简易填埋场或临时堆场的数量正逐步减少，而日处理能力超过1000t、库容超过1000万m3的大型填埋场越来越多。这些填埋场一般远离市区、占地面积较大，预计使用年限大都在15年以上。
国内外关于垃圾渗滤液处理技术的研究已有多年，处理方法主要有物化处理、生化处理、土地处理等。传统的生物法处理垃圾渗滤液，由于受到垃圾渗滤液水质特点的影响，应用受到限制，而寻求适宜的物化、生物处理方法逐渐成为研究的重点。
3.1物化法
物化法主要有活性炭吸附、化学沉淀、化学氧化、离子交换、反渗透、电渗析等多种方法。和生物处理相比，物化处理不受水质水量变动的影响，出水水质比较稳定，尤其是对BOD/COD比值较小(0.07~0.2)难以生物处理的垃圾渗滤液，有较好地处理效果；但物化方法处理成本较高[4~8][28]，能耗也比较高。另外，如用混凝剂处理渗滤液会产生大量的化学污泥，用含氯氧化剂氧化渗滤液还会生成一些新的具有“三致”效应的污染物，而膜处理法容易堵塞。在实际应用中，物化处理方法一般作为预处理或是与其他工艺联用。方士，卢航[9]等对杭州某垃圾填埋场的渗滤液（CODCr1500～4500mg/L，NH4+-N795～1550mg/L，pH8.0～9.0)进行处理，利用串联运行的回流式两级SBR+活性炭吸附、混凝工艺进行了实验研究，出水CODCr<300mg/L、氨氮<20mg/L、色度<20倍。Jae-Ho[10]等人利用回流式厌氧滤池+芬顿试剂处理+两段活性污泥法组合工艺处理垃圾渗滤液(CODCr5000～6000mg/L，NH4+-N1400～1800mg/L)，最终出水COD的处理率为96.7%，氨氮去除率基本达到100%。德国的Damsdorf垃圾填埋场[11]，采用生化装置和反渗透装置相结合，使渗滤液出水达到了一个好的效果。重庆大学的王里奥，黄本生[12]等人采用的ZnO/TiO2复合半导体催化剂处理生化处理过后的渗滤液，当投加的剂量比为1：50时，COD的处理效率达84.48%。吴文继等[13]采用吹脱-SBR-混凝-氯化法处理垃圾渗滤液，其处理效果良好。在本试验条件下COD、NH4+-N和色度的总去除率分别为93.1%、98.5%和99.9%。