垃圾填埋场渗滤液回流处理技术研究进展

摘要：垃圾渗滤液回流处理后，CODcr去除率最高达95%，在半好氧状态下NH3-N质量浓度降低至10 mg/L以下，渗滤液水质得到改善；渗滤液回流增加了湿度，使有机物的降解速率加快；渗滤液回流处产甲烷速率是不回流处产甲烷速率的2倍多；渗滤液回流处的总沉降幅度可达填埋场深度的20%，而不回流处仅为8%。回流处理技术分为直接回流至垃圾层、表面喷灌或浇灌至填埋场表面、地表下回流或内层回流技术。在填埋场处于产酸阶段早期，回流的渗滤液量宜少不宜多；在产气阶段则可逐渐增加。应将稳定化程度高的垃圾层区（产甲烷区）排出的渗滤液回流至新填入的垃圾层（产酸区），将新垃圾层所产生的渗滤液回流至老的稳定化区。通过控制垃圾的组成、回流的时间、渗滤液的pH值等手段可改善回流处理效果。
关键词：回流；渗滤液；填埋；垃圾
中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2004）01-0095-03
统计资料显示，1998年全国668座城市的垃圾清运量已达1.4亿t[1]。为消除垃圾对环境的恶劣影响，人们常采用焚烧、堆肥、填埋和综合利用等方法对垃圾进行处理[2, 3]。垃圾填埋具有技术成熟、处理费用低等优点，是我国城市垃圾集中处置的主要方式[4~6]。由于城市垃圾含有大量的水分，加上大气降水、地表水入渗及地下水径流等外来水分的影响，垃圾填埋场在使用期直至封场以后都会产生大量渗滤液。垃圾渗滤液一般都属于成分复杂的高浓度废水，对填埋场周围的地面水、地下水的水质构成严重的威胁[7, 8]。为防止垃圾渗滤液污染水体，我国在1998年颁布了《生活垃圾填埋污染控制标准（GB 16889-1997）》，但由于受投资条件的限制，大多数垃圾填埋场对渗滤液并没有采取处理措施。因此，研究投资低、效果好的垃圾渗滤液污染控制方法，对于发展垃圾填埋技术、保护填埋场周边环境都十分必要。
1 渗滤液处理的主要方法及其局限性
为了防止渗滤液对地表水、地下水以及土壤的污染，通常要在填埋场底部及侧面铺设不透水的衬垫层、集水管、集水井等设施来收集渗滤液，然后将收集的渗滤液进行处理。因为垃圾渗滤液具有水质水量非周期性变化、NH3-N和有机污染物含量高、部分CODcr难以生物降解的特点，如果将渗滤液和城市污水直接合并处理，可能会出现活性污泥膨胀、铁的沉淀及重金属毒性等一系列问题，这将严重影响污水厂的稳定运行。因此，目前一般都将渗滤液进行现场独立处理，处理的方法主要有3种：生物处理法、土地处理法和物理化学处理法[9~14]。
我国垃圾填埋场渗滤液处理工艺多数选用“厌氧+好氧”的生物处理方法，其中典型代表如北京阿苏卫垃圾填埋场，采用“厌氧+氧化沟”工艺。但据调查，我国已建成的垃圾渗滤液处理设施普遍存在运行效果差的问题，一般都难以达到处理要求。据中国环境监测总站统计，2001年全国288个垃圾填埋场所排放的渗滤液，CODcr的超标率高达55.1%。主要原因是，这些处理设施一般都是套用稍加改造后的城市污水处理工艺路线，并不适合复杂多变的渗滤液水质特点：（1）渗滤液进入污水处理场之前已经历了较长时期的厌氧发酵过程；（2）渗滤液本身存在氨氮和BOD5比例不协调的特点，若采用好氧活性污泥处理工艺，在这种营养比例不协调的情况下，污泥不易培养，即使培养好的污泥也难以维持；（3）渗滤液氨氮含量高，对活性污泥具有毒害作用。
渗滤液的土地处理主要是通过土壤颗粒的过滤、离子交换、吸附和沉淀等作用去除渗滤液中的悬浮固体颗粒物和溶解成分。通过土壤的微生物作用使渗滤液中的有机物和氮发生转化，通过蒸发作用减少渗滤液的量。渗滤液的土地处理包括：慢速渗滤、快速渗滤、表面漫流、湿地、地下渗滤以及人工土地渗滤等多种土地处理系统。土地处理负荷不高，目前缺乏设计经验参数和规范，且受气候条件限制，一般只应用于干旱地区。
渗滤水的物化处理一般采用混凝沉淀、化学氧化、吸附、过滤、膜分离、氨氮吹脱等工艺[15~17]。和生物处理相比，物化处理一般不受水质水量的影响，出水水质比较稳定，尤其对ρ(BOD5)/ρ(CODcr)比值较低（0.07~0.20）、难以生物处理的渗滤液，有较好的处理效果。但其处理成本昂贵、能耗大，不便推广使用。
综上所述，渗滤液的处理已经成为垃圾填埋场建设和发展的难题，目前国内已经运行的填埋场渗滤液处理设施一般都无法达到排放标准。而且现有的渗滤液处理工艺比较复杂，投资、处理费用高，处理流程长、效果差。因此，研究适合我国国情、投资省、效果好的渗滤液处理技术，对于保证固体废弃物安全填埋、避免环境污染具有重要意义。
2 填埋场渗滤液回流处理技术
20世纪70年代初，美国Pohland[18]研究发现，将渗滤液回流到填埋场一段时间后，污染物浓度与不经过回流处理的渗滤液相比已大大降低。此后大量的研究证明，渗滤液回流处理比传统处理方法优越。
填埋场渗滤液回流处理，就是将未经任何预处理的渗滤液直接回流、喷洒到填埋场，利用垃圾层和覆盖土层的净化作用来处理填埋场渗滤液的方法。将渗滤液回流到垃圾填埋层内，使得最大范围内的微生物都能利用渗滤液中的有机污染物，在微生物大量繁殖的同时，渗滤液得到处理[19]。