垃圾填埋场渗滤液特性及处理方法

摘要：在总结垃圾渗滤液特性以及渗滤液产生量的估算后，较为详细地介绍了垃圾渗滤液最近在国内外常用的一些处理工艺方法，并且针对实际情况，提出了我国垃圾渗滤液处理的建议。
关键词：渗滤液；特性；生物法处理；物理化学法；土地法
美国、英国等国家在20世纪50年代开始修建垃圾卫生填埋场，我国也在20世纪80年代开始兴建。到目前为止，卫生填埋法因其技术成熟、处理费用低、造价省、管理和运输方便的特点，成为我国乃至世界上大部分国家所采用的一种垃圾最终处置方法。但是，由于垃圾填埋场产生的渗滤液对地下水、地表水的污染比较严重，因此，垃圾渗滤液的处理成为水处理和卫生工程领域研究的热点。
1渗滤液的特性
1.1污染物种类繁多
渗滤液中含量较多的有烃类及其衍生物、酸酯类、醇酚类、酮醛类和酚胺类等，其中有些物质已经列入我国环境优先控制污染物黑名单中。郑曼英等…对垃圾渗滤液有机污染物分析结果表明，从垃圾渗滤液中检测出的有机污染物有芳烃类29种，烯烃类l8种，酸类5种，酯类5种，醇、酚类6种，醛、酮类4种，酚胺类2种，其它5种。
1.2污染物浓度高，变化范围大
垃圾渗滤液污染物浓度高增大了处理工艺选择的难度。在新的填埋场，由于挥发酚的存在，可能会产生浓度极高的BOD5和COD，COD最高可以达到80000mg／L，而BOD5最高可以达到35000mg／L。表1是我国一些城市垃圾渗滤液的水质情况。
表1我国城市垃圾渗滤液水质(mg／L，除pH外)

1.3变化性
渗滤液产生量呈季节性变化，雨季明显大于旱季，污染物组成及浓度随填埋年限的增长而变化。一般情况下，BOD5／COD、COD／TOC随填埋年限的增长而降低，而NH3-N浓度随着填埋时间的增加而上升。污染物浓度在垃圾填埋初期较高，一直延续到封场，以后随着时间的推移逐步下降。其衰减过程用公式来表示：

其中C为t时刻的污染负荷，C0为初始的污染负荷，k为溶出系数，k值与垃圾的温度、填埋方式和垃圾组成有关。1973年Faquhar和Rovers认为k=0.365/a，1974年Chen的研究也指出，为0.012～0.788/a，根据一级反应的半衰期T1/2=0.693／k计算，它的半衰期为t1/2为0.879～57.75/a，其最高的k值非常接近Hoeks1983年对食物垃圾进行快速降解实验所测得的k为0.055～0.870/a，其t1/2为7.97～12.6/a。
2渗滤液的来源及产生量的预测
2.1垃圾渗滤液的来源
①降雨和地表径流；②垃圾中原有的水分；③在垃圾填埋后由于微生物厌氧分解作用而产生的水以及渗入填埋场的地下水。渗滤液流量与垃圾填埋工艺，垃圾和覆土的含水率，垃圾压密程度，地表水和地下水以及降雨的渗透量有关。有学者研究指出，当垃圾含水率为47％时，每吨垃圾可产生0.0722t渗滤液。对于采取了较好防渗措施的填埋场，垃圾渗滤液的产生量主要受降雨的影响，因此，各地的垃圾渗滤液的产生量是不同的，尽管采用的是相同或者类似的工艺。
2.2渗滤液产生量的预测
垃圾渗滤液产生量的预测方法主要根据填埋场的水量平衡法和经验公式。
水量平衡法也就是：渗滤液的量＝流入水量－流出水量。
渗滤液产生量可通过上面的公式准确计算出来，但是由于蒸发量、径流量的计算过程中不确定参数很多，在实际计算中难以得到满意的结果。因此，目前常用的公式为浸出系数法：

其中：A1正在填埋的面积，m2；A2已完成填埋区域的面积，m2；C1为A1的渗出率，一般为0.4～0.7，标准值为0.5；C2为A2的渗出率，一般为0.2～0.4，标准值为0.3；I为降雨强度，mm／d。
3渗滤液的处理工艺
3.1生物法
生物法是目前垃圾渗滤液处理方法中最为常用的方法。因为生物法具有处理效率高、运行管理费用相对较低和不产生化学污泥的优点，因此在世界上被广为采用。
3.1.1好氧生物法
好氧生物法主要有活性污泥法和生物膜法，两者的处理效率都较高。杭州天子岭垃圾填埋场渗滤液设计处理能力300m3／d，采用低氧－好氧两级活性污泥法处理工艺。第一段溶解氧DO控制在1mg／L左右，污泥浓度MLSS控制在g／L左右，使其生物相为细菌和低级霉菌占优势的混合种群。而第二段的DO控制在2～3mgL，MISS维持在2g／L左右，保持其生物相为以原生动物占优势的特点。从渗滤液处理站近几年的运行情况看，此方法是可行的，COD的去除率达95％，BOD5的去除率99％，NH3-N的去除率60％～70％，初期污水处理后出水COD基本可以达到污水排放二级标准300mg／L。美国宾州FallTowship污水处理厂，垃圾渗滤液进水的COD浓度为6000～21000mg／L，BOD5为3000～13000mg／L，氨氮为200～2000mg／L。曝气池中的活性污泥浓度MISS为6000～12000mg／L，是一般污泥浓度的3～6倍。在体积有机负荷为1.87kgBOD5／(m•d)时，F／M为0.15～0.31kgBOD5／kg MLSS•d，BOD的去除率为97％；在体积有机负荷为0.3kgBOD5／md时，F／M控制在0.03～0.05kgBOD5／kg MISS•d，BOD5的去除率为92％。这表明，适当地提高活性污泥的浓度，使F／M维持在0.03～0.31kgBOD5／kg MLSS•d，采用活性污泥法能够有效处理垃圾渗滤液。由于活性污泥法的运行费用低、效率高，因而得到了较为广泛的应用。