城市生活垃圾填埋场渗滤液水质特征及污染控制技术初探

摘要：文章对城市生活垃圾渗滤液水质特点和影响因素进行了分析，指出了垃圾渗滤液随填埋年限的变化规律，归纳总结了现阶段国内外在垃圾渗滤液污染控制处理中，应用较为广泛的工艺技术和最新进展，并对这些技术在实际运行中存在的问题进行了探讨。

关键词：城市生活垃圾；垃圾渗滤液；污染控制技术；可生化性；生物处理；物化处理

中图分类号：X705文献标识码：A文章编号：1009－2374(2009)12－0040－02

一、城市生活垃圾渗滤液的水质特征

(一)影响垃圾渗滤液水质的因素

渗滤液成分复杂，污染物浓度高且无变化规律。渗滤液的水质、水量随着垃圾组分、当地气候、水文地质、填埋时间和填埋方式等因素的影响而有显著不同。由于影响因素多，造成不同填埋场、不同填埋时期的渗滤液水质和水量的变化幅度很大。

(二)垃圾渗滤液的主要水质特性

1垃圾渗滤液中有机物种类多。垃圾渗滤液中有机物又可分为3类，即低分子量的脂肪酸类、中等分子量的富里酸类物质和腐殖质类高分子量碳水化合物。渗滤液中除含有常规的污染物质外，还含有包括某些致癌、促癌和辅促致癌物质。尤其是当生活垃圾与部分工业垃圾混合时，成分更为复杂。郑曼英等对广州大田山垃圾填埋场进行了取样分析结果表明，从垃圾渗滤液中检出的主要有机污染物77种。其中被列入我国环境优先污染物“黑名单”的有5种。

2CODCr和BOD5浓度高。垃圾渗滤液的污染物浓度高，变化范围大，这是其它污水无法比拟的，从而给垃圾渗滤液的处理和工艺选择带来了很大的难度。垃圾渗滤液中CODcr最高可达80000mg／L，BOD5最高可达35000mg／L。一般而言，CODCr，BOD5，BOD5／CODcr将随填埋场的年龄增长而降低，碱度含量则逐渐升高。

3金属含量高。垃圾渗滤液含有铜、锌、铁、铅等10多种金属离子，由于国内城市垃圾不像国外那样经过严格筛选，所以国内垃圾渗滤液中金属离子浓度大大高于世界发达国家。渗滤液中铁的浓度可高达2050mg／L，铅的浓度可达12.3mg／L，锌的浓度可达130mg／L，钙的浓度甚至高达4300mg/L。浙江大学沈东升等的研究表明，当废电器拆解垃圾与生活垃圾一起填埋时，其渗滤液中的cu、zn、Pb、Ni和Hg等重金属离子的浓度可分别达到3、11.5、1.7、1.6mg／L和65μg／L。

4微生物营养元素比例失调，氨氮含量高。在不同年龄的垃圾渗滤液中，碳、氮两种元素的比例(C/N比)有较大的差异，常常出现比例失调的情况。随着堆放年限的增加，垃圾渗滤液中氨氮浓度会逐渐升高。一般来说，对于生物处理，垃圾渗滤液中的磷元素总是缺乏的，例如在北美的几个垃圾填埋场的BOD5／TP都大于300，此值与微生物生长所需要的碳磷比(100：1)相去甚远。同时，BOD5／CODcr比值变化大，给生化处理带来一定的难度。

5 水质变化复杂。垃圾渗滤液的成分和产量随季节、时间等变化情况较复杂。其变化特性为：(1)产生量呈季节性变化，雨季明显大于旱季；(2)污染物组成及其浓度呈季节性变化。平原地区填埋场干冷季节渗滤液中的污染物组成和浓度较低；(3)污染物组成及其浓度随填埋年限的延长而变化。填埋层各部分物化和生物学特征及其活动方式都不同，“年轻”填埋场的渗滤液pH值较低，BOD5、CODCr、VFA、金属离子浓度和BOD5／CODCr较高，“中年老”填埋场的渗滤液pH值中性偏碱，BOD5、CODCr、VFA浓度和BOD5／CODCr较低，金属离子浓度下降，但氨氮浓度较高。

二、垃圾填埋渗滤液的现行污染控制技术及其研究进展

(一)垃圾渗滤液的生物处理

1好氧生物处理。好氧法是常用的废水生物处理方法之一。好氧生物处理中的活性污泥法、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法等都有用于垃圾填埋渗滤液处理的报道。好氧处理法也可有效地降低BOD、COD和氨氮浓度，还可以去除一些如铁、锰等金属。好氧处理中又以延时曝气法用得最多，还有曝气塘和氧化沟及生物转盘等。

2厌氧生物处理。厌氧处理方法包括上流式厌氧污泥床(UASB)，厌氧生物滤池(AF)，厌氧接触法，混合反应器及厌氧塘等。厌氧处理有许多优点，最主要的是能耗少，操作简单。因此，投资及运行费用低廉，而且由于产生的污泥量小，故所需的营养物质也少。英国P.S Ball等对垃圾填埋渗滤液的低耗处理进行了研究，在室温20℃～25℃时，厌氧处理表明，95％以上的可溶性BOD被去除，基本上去除了所有的铁，90％以上的氮被转化为游离态氨。但是，广州市大田山垃圾场渗出液采用该工艺处理时，却几乎没什么效果。有报道，加拿大Hahflax Highway 101填埋场浸出液平均COD为12850mg／L，BOD5／CODCr为0.7，pH为5.6。采用厌氧滤池，在pH值调至7.8，负荷为4kgCOD／m3.d时，COD去除率可达90％以上，并发现如果负荷增加，去除率急剧下降。

3厌氧一好氧联合处理。由于垃圾填埋渗滤液是有毒、有害的高浓度有机废水，单独采用好氧处理或厌氧处理往往难放要求。在现行的渗滤液处理工艺中，大多采用厌氧—好氧组合处理系统。实践证明，采用厌氧一好氧处理工艺既经济合理，处理效率也高，不仅可以较有效地去除COD和BOD，还可较好地去除氮和磷等。生物脱氮除磷常采用这一组合工艺。

4氧化塘处理。氧化塘(又称生物塘或稳定塘)多见于渗滤液的处理中。氧化塘处理具有投资小、运行费用低、操作方便等优点，因而被广泛用于废水处理，在垃圾填埋渗滤液的处理中更常见。与活性污泥法相比，氧化塘体积大，有机负荷一般不高，故多用于渗滤液的最后处理工序，以保证出水水质达标。氧化塘可以是好氧塘，也可以是厌氧塘或兼性塘。

(二)垃圾渗滤液的物化处理法

1混凝沉淀。混凝沉淀可以大幅度去除渗滤液中的SS及色度等，常用的混凝剂包括A1₂(S04)₃、Fe₃O₄和FeCl₃等。对于垃圾渗滤液而言，铁盐的处理效果要比铝盐具有优越性。有研究表明，对于BOD5／COD值较高的“年轻”填埋场的渗滤液而言，混凝对COD和TOC的去除率较低，通常只有10％～25％；而对于BOD5／COD值较低的“老年”填埋场的或者经过生物处理的渗滤液而言，混凝对COD和TOC的去除率则可以达到50％～65％。

2化学沉淀。化学沉淀主要用于去除垃圾渗滤液的色度、重金属离子和浊度等，常用的化学药剂为ca(OH)₂，对于垃圾渗滤液而言，其投加量通常控制在1～15g／L之间，对COD可

以去除20％～40％，对重金属离子可去除90％～99％，对色度、浊度及SS等可以去除20％～40％。化学沉淀也可用于去除垃圾渗滤液中的氨氮，生成磷酸铵镁复合肥，但此项研究仍处于小试阶段。

3吸附。吸附可以去除渗滤液中的COD和氨氮，常用的吸附剂有颗粒活性炭和粉末活性炭，此外还有粉煤灰、高岭土、泥炭、焦炭、膨润土、蛭石、伊利石和活性铝等。当采用活性炭用于渗滤液的处理时，对COD和氨氮的去除率可以达到50％～70％。

4吹脱。吹脱主要用于去除垃圾渗滤液中的高浓度的氨氮，以保证后续生物处理的正常运行。吹脱出的NH3需经过回收处理，以防对空气造成污染。

5膜分离。膜分离主要用于渗滤液的深度处理，包括微孔膜、超滤膜和反渗透膜等，其对渗滤液中COD和ss的去除率均可以达到95％左右。对于此类工艺来讲，由于费用昂贵，限制了它在实际工程中的推广使用。

(三)垃圾渗滤液的土地处理法

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氨发生转化，通过蒸发作用减少渗滤液的发生量。渗滤液的土地处理包括：慢速渗滤系统、快速渗滤系统、表面漫流、湿地系统、地下渗滤以及人工土地渗滤等多种土地处理系统。土地处理投资省、运行费用低，但受气候条件和地域限制一般只应用于干旱地区。

(四)垃圾渗滤液的其他新处理技术

1回灌一常规处理一膜分离结合的处理技术。这种处理技术将常规处理技术、高新膜分离技术和回灌技术有机地结合起来，优势互补，解决了处理出水水质达标的难题，加速了垃圾填埋的稳定化进程。

2超声降解水体中有机污染物技术。超声降解水体中有机污染物技术主要是利用频率在15 kHz以上的声波在溶液中以一种球面波的形式传递，超声波在辐照溶液过程中会引起许多化学变化，称为超声空化。超声空化是液体中的一种极其复杂的现象，液体中的微小水泡在超声波的作用下被激化，表现为泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程，能够将废水中有毒的有机物转变为C0₂、H₂O、无机离子或比原有机物毒性弱的有机分子；具有少污染或无污染、设备简单、操作方便和高效等优点，同时伴有杀菌消毒功效，是一种很有应用潜力的水处理新技术。

3充氧气机的立用技术。用于水体治理的新型环保产品一美国爱尔充氧气机，在渗滤液处理中亦可以得到有效的应用。它大大地提高了污水中的曝气效果，使好氧微生物在充足的氧量下，分解其中的有机污染物，增强降解的效果从而提高出水水质。

三、结语

综上所述，垃圾填埋渗滤液的处理工艺是多种多样的，但所用方法都是基于普通废水的处理方法或者是改进方法而演变出来的。由于垃圾填埋渗滤液水质水量的复杂多变性，在选择渗滤液的处理工艺时，在充分了解所处理渗滤液性质的基础上；不仅要考虑该工艺对渗滤液的处理效果，还要考虑该工艺方法对水质水量变化的灵活性和适应性。一般应优先考虑耐冲击负荷能力和适应性强的工艺，再选择满足处理要求的方法，根据具体情况和经济技术要求提出有针对性的方案和工艺。

作者简介：詹燕丽(1982-)，女，广东惠州人，佛山市环境工程装备有限公司环境工程助理工程师，研究方向：环境工程、环境保护、环境影响评价。