垃圾收集运输过程中的渗滤液特征研究

闫维佳　张　弛*　杨志宏　闫志强

(1.太原理工大学环境科学与工程学院，山西 太原　030024；　2.山西正阳污水净化有限公司，山西 晋中　030600)

1　概述

生活垃圾不仅是固体废物污染，其伴生的渗滤液也造成了液体形态的污染[1,2]。垃圾收集运输过程中的渗滤液，一方面具有类似于垃圾填埋场渗滤液的水量水质特征，另一方面又有其独特之处[3]。对垃圾收集运输过程渗滤液的研究，有助于为垃圾箱、垃圾车、中转站的选址建设、污染物治理工作提供决策依据[4,5]。以往的国内外研究者对填埋场渗滤液的研究较多[6,7]，而对垃圾收集运输环节中的渗滤液特征缺乏关注。我国垃圾成分的南北差异较大，与季节、生活习惯、燃料结构有一定的相关关系[8]。垃圾中的厨余以及各种有机垃圾含水率较高，易产生渗滤液[9-11]。有学者对生化降解和应力压缩与新鲜高厨余垃圾持水量的影响机理进行了研究[12]。但由于垃圾收集运输环节中的渗滤液水量、水质的干扰因素复杂，难于界定[13]。垃圾箱、垃圾车的渗滤液难以收集，垃圾中转站的渗滤液虽然可以收集，但由于其水量较小，处理难度大[14]，投资缺乏经济性，直接排入下水道或送至污水厂又存在冲击负荷隐患。

本文以山西省典型的城区与乡镇的生活垃圾渗滤液作为研究对象，对相应的垃圾箱、压缩式垃圾车、压缩中转站渗滤液水量、水质进行了检测分析。对精确掌握垃圾收运环节渗滤液的水量、水质变化特征具有重要的参考价值。

2　研究方法

2.1　水量特征的研究方法

选取山西省具有代表性的4个城区与4个乡镇的生活垃圾作为研究对象。在每个城区或乡镇选取1个代表性的居民小区，对其生活垃圾进行跟踪采样，取其7 d的数据的平均值作为一个标准样本。对各采样点的垃圾箱12 h自然沥出渗滤液量、压缩式垃圾车渗滤液产量、压缩中转站纯渗滤液产量、压缩中转站冲洗用水排出量、压缩中转站总排水量进行检测统计。

各环节的数据都折算成1 t生活垃圾所产出的渗滤液量。本文中的水量数据为每吨生活垃圾每天产生的渗滤液量，记作t(渗滤液)/(t垃圾·d)，简写为t/(t垃圾·d)。渗滤液水量的取样分为夏季、冬季两个季节。

本文的垃圾箱12 h自然沥出渗滤液量，是先将垃圾箱中的物料自然放置于漏水托盘中，12 h后收集从托盘中自然排出的渗滤液量而得到。本文在对垃圾车的渗滤液产水量进行研究时，仅讨论压缩式垃圾车。对中转站的渗滤液产水量进行研究时，仅讨论水平压缩式垃圾中转站。

2.2　水质特征的研究方法

采用前述水量特征研究时的样品，分别对4个城区与4个乡镇的垃圾收集运输过程各个环节的夏季渗滤液CODCr,BOD5值进行了检测分析。同时对生活垃圾样本的含水率，渗滤液的可生化性(BOD5/CODCr值)进行了研究。

由于夏季是垃圾渗滤液各项指标相对较高的季节，为了更好地显示渗滤液水质特征规律，本文仅研究了夏季的情况。

3　数据与讨论

3.1　垃圾收集运输过程中的渗滤液水量特征

经过采样检测分析，各个采样点的垃圾箱12 h自然沥出渗滤液量、压缩式垃圾车渗滤液产量、压缩中转站纯渗滤液产量、压缩中转站冲洗用水排出量、压缩中转站总排水量结果见表1,表2。

表1　垃圾收集运输过程中的渗滤液水量(夏季)　t/(t垃圾·d)

表2　垃圾收集运输过程中的渗滤液水量(冬季)　t/(t垃圾·d)

由表1,表2数据及相应的计算可知，夏季垃圾箱12 h自然沥出渗滤液量为0.000 5 t/(t垃圾·d)～0.001 0 t/(t垃圾·d)，压缩式垃圾车渗滤液产量为0.043 t/(t垃圾·d)～0.079 t/(t垃圾·d)，压缩中转站纯渗滤液产量为0.051 t/(t垃圾·d)～0.091 t/(t垃圾·d)，压缩中转站冲洗用水排出量为0.08 t/(t垃圾·d)～0.29 t/(t垃圾·d)，压缩中转站总排水量为0.13 t/(t垃圾·d)～0.38 t/(t垃圾·d)。冬季垃圾箱12 h自然沥出渗滤液量为0.000 2 t/(t垃圾·d)～0.000 6 t/(t垃圾·d)，压缩式垃圾车渗滤液产量为0.015 t/(t垃圾·d)～0.064 t/(t垃圾·d)，压缩中转站纯渗滤液产量为0.019 t/(t垃圾·d)～0.061 t/(t垃圾·d)，压缩中转站冲洗用水排出量为0.01 t/(t垃圾·d)～0.08 t/(t垃圾·d)，压缩中转站总排水量为0.03 t/(t垃圾·d)～0.14 t/(t垃圾·d)。

分析可知，垃圾箱12 h自然沥出渗滤液量在上述垃圾收集运输环节的渗滤液产量总量中占比例较小。压缩式垃圾车与压缩中转站纯渗滤液产量数据接近，中转站存在冲洗用水时，中转站的总排水量远大于纯渗滤液产量。对于北方城乡生活垃圾，其各环节的渗滤液产量数据普遍具有较明显的季节波动特点，这与居民燃料结构、生活习惯、食品种类随季节变化而变化的特点有关。在压缩式垃圾车中，垃圾经过压缩，含水物料包含的水分被挤压流出，但垃圾的含水量不等于渗滤液产量，垃圾中的吸水物料会增加垃圾的持水能力，使其水分不能全部排出。对照城区与乡镇的情况可知，夏季垃圾含水率的差别不大，冬季差别较大。对于同一个采样点而言，城区垃圾含水率的冬夏差别较小，乡镇垃圾含水率的冬夏差别较大。

从“减量化”角度而言，或者说从减轻垃圾填埋场接收渗滤液量的压力角度而言，垃圾箱、压缩式垃圾车、压缩中转站都存在使渗滤液减量的可能性。但不同于垃圾填埋场的渗滤液产量规律，收运环节的渗滤液产量，主要取决于垃圾成分及自身的含水率，以及垃圾清运过程时间、压缩车的压缩情况、中转站的压缩情况。当降雨难以混入垃圾箱、垃圾车、中转站时，渗滤液产量与当地降雨量关系不大。

3.2　垃圾收集运输过程中的渗滤液水质特征

垃圾收集运输过程各个环节的夏季渗滤液CODCr数值如图1所示。

由图1中数据可知，垃圾箱的渗滤液CODCr浓度为5 382 mg/L～30 867 mg/L，压缩式垃圾车的渗滤液CODCr浓度为6 150 mg/L～34 879 mg/L，压缩中转站的纯渗滤液CODCr浓度为6 424 mg/L～31 170 mg/L，压缩中转站总排水的CODCr浓度为2 962 mg/L～25 472 mg/L。大多数城区比乡镇的CODCr略高。压缩中转站纯渗滤液的CODCr值是总排水CODCr值的1.15倍～2.17倍。

对于乡镇采样点，压缩中转站纯渗滤液的CODCr值略高于“垃圾箱”“压缩式垃圾车”的CODCr值。其原因可能是由于压缩中转站使居民垃圾袋加剧破裂，厨余中的水分更充分地排出，在水分排出过程中加剧了有机物的洗出，促使COD升高。对于城区采样点，压缩中转站纯渗滤液的CODCr值与“垃圾箱”“压缩式垃圾车”的CODCr值差异规律不明显。

垃圾收集运输过程各个环节的夏季渗滤液BOD5值见图2。

由图2可知，垃圾箱的渗滤液BOD5浓度为1 170 mg/L～13 891 mg/L，压缩式垃圾车的渗滤液BOD5浓度为1 253 mg/L～14 821 mg/L，压缩中转站的纯渗滤液BOD5浓度为1 591 mg/L～12 820 mg/L，压缩中转站总排水的BOD5浓度为1 185 mg/L～5 859 mg/L。总体而言，BOD5的变化规律类似于CODCr值的规律。

对垃圾收集运输过程夏季渗滤液的可生化性(BOD5/CODCr值)进行了换算，分析结果见表3。

表3　垃圾收集运输过程夏季渗滤液的可生化性(BOD5/CODCr值)

由表3可知，BOD5/CODCr值处于0.17～0.48之间。除了个别样本异常之外，大部分样本的BOD5/CODCr值的总体趋势是后端环节比前端高。这种特点表明，渗滤液的可生化性较好，建议在渗滤液处理工艺选型时，可采用生化处理工艺或生化法与深度处理相结合的工艺。

4　结语

1)本文以山西省典型的城区与乡镇的生活垃圾作为研究对象，对各采样点的垃圾箱、压缩式垃圾车、压缩中转站渗滤液水量、水质进行了检测统计分析。获得的研究成果可以反映出中国内陆北方城市生活垃圾收运环节渗滤液的特征规律，为相关的污染物减量化、无害化提供有价值的决策依据。

2)研究表明，各环节的渗滤液水量具有较明显的季节波动。夏季垃圾箱12 h自然沥出渗滤液量为0.000 5 t/(t垃圾·d)～0.001 0 t/(t垃圾·d)时，相应的压缩中转站总排水量为0.13 t/(t垃圾·d)～0.38 t/(t垃圾·d)，冬季数据明显减小。中转站的冲洗用水会大大增加污水产量。

3)各收运环节的垃圾渗滤液CODCr处于2 962 mg/L～34 879 mg/L之间，BOD5处于1 170 mg/L～14 821 mg/L之间。大多数城区垃圾渗滤液比乡镇的CODCr略高。压缩中转站纯渗滤液的CODCr值是总排水CODCr值的1.15倍～2.17倍。BOD5/CODCr值处于0.17～0.48之间，可生化性总体较好。BOD5/CODCr值的总体趋势是后端环节比前端高。