張鐵軍，臧曉峰

（1.通化市機動車環(huán)保監(jiān)管服務中心，吉林通化134001；2.通化市東昌區(qū)環(huán)境監(jiān)察支隊，吉林通化134001）

目前我國有70%以上的生活垃圾用填埋法處理。在垃圾填埋過程中，由于壓實和微生物的分解作用，污染物隨水分溶出，并與降雨、徑流等一起形成垃圾滲濾液。垃圾滲濾液是一種高濃度有機廢水，如不對垃圾滲濾液加以妥善處理而直接排放，滲濾液將會對周圍的地下水和地表水、土壤等方面造成污染，如果通過食物鏈進入人體，將直接威脅人類健康[1,2]。滲濾液有以下主要特征：1)水質(zhì)水量隨時間變化大，且成分復雜；2)BOD和COD值高；3)氨氮、重金屬含量高；4)色度高，有臭味。因此，滲濾液性質(zhì)的復雜性給滲濾液的有效處理帶來了極大的困難。

1 滲濾液的處理現(xiàn)狀

我國垃圾滲濾液分為場外處理和場內(nèi)處理兩種。場外處理就是將垃圾滲濾液排入規(guī)模適當?shù)某鞘形鬯幚韽S，與城市污水合并處理的方法。但這種混合處理存在著很大的弊?。浩湟?，該方案只適用于垃圾填埋場和污水處理廠相距較近時；其二，由于滲濾液成分復雜、濃度高，這會極大增加污水處理廠的負荷，還會毒害活性污泥，給處理廠造成不可逆轉(zhuǎn)的影響，因此該方案應用較少。

場內(nèi)處理有土地處理法和獨立污水處理兩種方式。土地處理法包括回灌處理和人工濕地法，回灌是指將滲濾液重新打到填埋場覆蓋層表面或下部，利用一系列生物、物化和蒸發(fā)作用使有機物得到降解和削減，同時加速填埋場的穩(wěn)定化。回灌存在環(huán)境衛(wèi)生、安全及土壤堵塞等問題，而且回灌后殘液氨氮濃度明顯增高，給處理帶來難度[3]。郭蘊蘋[4]采用絮凝劑FeCl3和堿式氯化鋁對回灌殘液進行化學絮凝處理，結(jié)果表明：回灌殘液的BOD5和CODcr指標能夠達到國家生活垃圾滲濾液二級排放標準，但氨氮和懸浮物未達標?；毓喾ㄌ幚砝鴿B濾液在國外已得到普及，目前在我國填埋場中實踐不多，尚缺乏成熟的工藝設計和運行經(jīng)驗，因此對于殘液處理也較少，有待進一步的研究和實踐。人工濕地法是一種人為創(chuàng)造的適宜水生植物或濕地植物生長的環(huán)境，通過土壤顆粒的過濾、吸附，土壤中微生物對有機物的降解轉(zhuǎn)化以及植物對有機物的吸收利用，達到對垃圾滲濾液的凈化作用。人工濕地技術具有投資省、運行費用低、操作及管理方便等優(yōu)點，但從長遠來看，系統(tǒng)存在重金屬及鹽類在土壤中的積累與飽和問題，這會對土壤結(jié)構(gòu)及植物的生長帶來負面影響。與國內(nèi)相比，國外對人工濕地技術研究和應用較多。

獨立處理指在垃圾填埋場內(nèi)建設污水處理設施進行單獨處理，滲濾液經(jīng)處理達標后直接排放受納水體。主要包括生物法和物化法，目前國內(nèi)處滲濾液的處理工藝，總體上采用以生物法為主體，物化法作為預處理工藝。生物處理對污水中溶解性有機物有很高的去除效率，適用于處理早期的滲濾液（B/C＞0.3）；物化法處理的優(yōu)點是不受水質(zhì)水量變化的影響，處理后出水水質(zhì)比較穩(wěn)定，可有效去除大部分污染物。由于滲濾液的復雜性，單一的工藝一般難以滿足垃圾滲濾液的排放要求，往往考慮將各處理工藝有效的結(jié)合以便取得較好的去除效果。

2 垃圾滲濾液的處理技術

2.1 生物處理法

常用于垃圾滲濾液處理的生物法主要包括好氧處理法、厭氧處理法、以及厭氧—好氧處理法。

2.1.1 好氧處理法

好氧生物法包括活性污泥法、生物膜法、氧化塘等。好氧法對滲濾液中易降解的溶解性有機物具有較高的去除率，運轉(zhuǎn)費用低，效率高。胡慧青等[5]對浙江省杭州天子嶺垃圾填埋場滲濾液采用傳統(tǒng)活性污泥法。當進水CODcr和BOD5濃度分別為 9381～3640mg/L 和 4726～2380mg/L、兩級曝氣池的停留時間分別為20h和15h、有機負荷分別為0.76 kg BOD5/（kgMLSS·d）和0.07 kg BOD5/（kgMLSS·d） 時，CODcr和 BOD5的去除率可分別達62.3%～92.3%和78.6%～96.9%。運行還表明，每噸滲濾液的處理費用僅為3.25元，去除1kgCODcr需1.46元。但好氧處理有機負荷低、運行管理較復雜，出水通常不能達標排放，仍需進一步處理。

2.1.2 厭氧處理法

厭氧法比較適用于高濃度有機廢水的處理，近年來發(fā)展的厭氧生物處理方法有：厭氧生物濾池（AF）、上流式污泥床（UASB）、厭氧間歇性序批式反應器（ASBR）等。大量實驗證明，相對于好氧法，厭氧法能耗少、產(chǎn)泥量小、有機負荷高、對無機營養(yǎng)元素含量要求較低，一般認為適合生物降解的BOD5∶N∶P=100∶5∶1，而厭氧法 BOD5∶N∶P=100∶2∶0.3。但厭氧法停留時間長且出水濃度相對較高，一般作為垃圾滲濾液的預處理單元。

2.1.3 厭氧—好氧處理法

與厭氧法相比，好氧處理耗能高，污泥量多，而單純厭氧工藝處理效果不佳，所以采用厭氧—好氧組合工藝充分發(fā)揮自各的特點，具有良好的互補性。對于COD濃度大于5000mg/L的垃圾滲濾液，將厭氧生物處理作為預處理單元可提高生化性，降低毒性，減輕后續(xù)好氧工藝的負荷。李平、韋朝海等[6]采用厭氧/好氧流化床耦合處理垃圾滲濾液，結(jié)果表明，經(jīng)過高效厭氧流化床的處理，可生化性提高49.1%，當進水CODcr及氨氮濃度分別為5000 mg/L、280 mg/L左右時，系統(tǒng)出水主要指標達到《生活垃圾填埋污染控制標準》（GB16889-1997）一級排放標準。

2.2 物化處理法

由于垃圾滲濾液的高濃度和復雜性，常規(guī)的生物處理很難達到排放標準，一般經(jīng)過物化方法進一步處理。物化法主要包括混凝沉淀法、吸附法、高級氧化法、膜分離技術、氨氮吹脫等。

2.2.1 混凝沉淀法

混凝處理是通過外加混凝劑使水中膠體和懸浮顆粒脫穩(wěn)、凝聚和絮凝成粗大的顆粒而沉降下來?；炷A處理可去除大分子有機物、色度、氨氮和重金屬離子，提高滲濾液的可生化性，促進生化中活性污泥的增殖[7]，混凝作為生化后處理，保證出水指標達到排放標準。

混凝劑效果的好壞取決于pH值、溫度、濃度等，但主要取決于混凝劑的性質(zhì)和水力條件兩個因素[8]，常用的混凝劑有三氯化鐵、聚合氯化鋁（PAC）、聚合硫酸鐵、硫酸鋁等無機鹽類及有機高分子混凝劑，鋁鹽和鐵鹽在水解、聚合、凝聚反應中形成高聚合度的多羥基化合物絮體，促使廢水中污染物體系脫穩(wěn)、凝聚，從而被絮凝去除[9]。張富韜[10]等采用混凝-吸附工藝預處理北京安定垃圾衛(wèi)生填埋場滲濾液，將聚合氯化鋁作為混凝劑，改性膨潤土作為吸附劑，當聚合氯化鋁用量為500mg/L時，CODcr的去除率可達到79%，氨氮的去除率達46%，重金屬的去除率為53%～79%。在實際混凝工藝操作中，往往投加一些非離子、陽離子及陰離子高分子助凝劑如聚丙烯酰胺（PAM）、聚乙烯胺等，來改善絮體沉降性能，有機污染物質(zhì)去除更有效。劉東等[11]以聚合硫酸鐵為混凝劑，聚丙烯酰胺為助凝劑處理垃圾滲濾液，COD、總磷和色度處理率最高可達78%、76%和95%。

近年來，人們又開發(fā)出了一類生物絮凝劑，具有高效無毒，安全無二次污染的特點，也越來越受到人們的關注。Anastasios等[12]采用生物絮凝劑和無機混凝劑去除垃圾滲濾液中的有機物，當兩種藥劑達到相同的COD去除率時，無機絮凝劑投加量為500mg/L，而生物絮凝劑投加量僅為20mg/L。由于生物絮凝劑用量省，去除率高，有希望成為未來垃圾滲濾液處理的主要絮凝劑。

2.2.2 吸附法

吸附法主要是利用多孔性固體物質(zhì)，使廢水中的一種或多種物質(zhì)被吸附在固體表面而去除的方法。在處理垃圾滲濾液時，可用做吸附劑的材料很多，如活性炭、沸石、焦炭、木屑、粉煤灰和硅藻土等。其中活性炭應用較為廣泛，活性炭可有效吸附去除不易生化降解的有機物，但對于揮發(fā)性脂肪酸及大分子的有機物（如腐殖酸）卻不是一個有效的方法。蔣建國等[13]用沸石吸附去除滲濾液中的氨氮，結(jié)果表明：沸石作為吸附劑去除滲濾液中的氨氮是可行的，當沸石粒徑為30～16目時，氨氮去除率達到了78.5%，且進水氨氮濃度越大，吸附速率越大。

吸附法與其他技術耦合取得了良好的效果，如混凝—吸附法、臭氧—吸附法、Fenton—吸附法等。Rivas等[14]運用先臭氧氧化，后活性炭吸附的方法處理滲濾液，COD去除率達90%以上，優(yōu)于單一的活性炭吸附或臭氧氧化[14]。另外，混凝與吸附聯(lián)合使用能有效的去除重金屬。沈耀良、楊銓大等[15]采用聚合氯化鋁作為混凝劑，焦炭作為吸附劑預處理滲濾液，COD去除率為58.9%，重金屬的去除率為60%左右，銅的去除率接近100%。其中PAC對重金屬的去除率高低排序為Pb＞Cu＞Cr＞Cd＞Zn，焦炭對重金屬的吸附去除率排序為Cu＞Pb＞Zn＞Cd＞Cr，說明混凝和吸附對重金屬離子的去除具有良好的互補性，克服了各離子之間的競爭吸附帶來的負面效應。一般來說，吸附劑對早期滲濾液的吸附效果要優(yōu)于老齡滲濾液，目前常用于滲濾液的預處理。

2.2.3 高級氧化法

高級氧化技術具有氧化能力高、二次污染小等特點，包括Fenton試劑法、臭氧氧化、光催化氧化、超聲波技術等。

Fenton試劑法是目前研究較多的一種方法，實質(zhì)是Fe2+和H2O2之間的鏈反應催化生成極強氧化性的羥基自由基（·OH）·OH能分解滲濾液中大分子有機物氧化成為小分子有機物，從而提高生化性。pH值、反應時間、H2O2和鐵鹽的投加量是Fenton法的主要影響因素[16,17]，王喜全等[18]用Fenton法處理鞍山市某垃圾填埋場的滲濾液，當初始 pH 值為 7，H2O2/Fe2+的比率為 4：1，H2O2的投加量為0.05mg/L，反應時間為3.5h，加入混合催化劑（Mn2+或 Cu2+），H2O2利用率為 153.9%，COD去除率可達80.5%，出水達到《生活垃圾填埋污染控制標準》（GB16889-1997）二級標準。

大量研究發(fā)現(xiàn)，將UV、O3和光電效應等引入Fenton體系，可以節(jié)省H2O2的投加量和提高氧化能力。Sheng H.lin等[19]采用電-Fenton工藝處理滲濾液混凝后出水，COD為951 mg/L，以鐵為電極、電流為 2.5A，在 pH 為 4、H2O2為 750 mg/L、反應時間為23min時，COD去除率為68%，色度去除率幾乎為100%。鄒長偉等[20]考察了Fenton試劑及UV聯(lián)合技術對垃圾滲濾液處理的效果，采用UV-Fenton試劑聯(lián)合處理垃圾滲濾液COD去除率可達71.5%，色度去除率達96%，比單純的Fenton試劑COD去除率提高13%。

Fenton法既可以單獨使用，也可以與其他工藝聯(lián)合使用，對高分子有機物有較高的去除效果，但對于氨氮的去除并不理想[21]，需進一步完善和研究。

2.2.4 膜分離技術

膜分離技術主要利用隔膜物理截留作用將污染物去除，它不受水質(zhì)的影響，出水水質(zhì)清潔，缺點是膜極易被污染且較難清洗，價格昂貴。膜分離法具有較寬的溫度和范圍，以及較高的COD和氨氮去除率，在老齡滲濾液的應用較為廣泛。主要工藝有微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）、反滲透（RO）等，其中反滲透是填埋場滲濾液應用最多的膜處理工藝。膜技術在國外應用和研究較多，Bohdziewicz對上流式厭氧污泥床出水后的垃圾滲濾液進行反滲透處理，COD、BOD和氨氮去除率分別為 95.4%、90.2%和 88.7%[22]。Trebouet等[23]將NF用于滲濾液的凈化結(jié)果表明，當操作壓力為2MPa、膜面速度3m/s的條件下，COD由進水的17000 mg/L降低到出水的700 mg/L，去除率達95.9%。Bohdziewicz和Peters[24,25]比較了納濾、超濾和反滲透法地垃圾滲濾液的處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，反滲濾的COD和氨氮去除率高于納濾和超濾。

目前國內(nèi)采用的膜技術處理垃圾滲濾液的工程實例中，以蝶管式反滲透（DT-RO）為主。北京天地人環(huán)?？萍加邢薰綶26]利用RO502型DTRO設備對北京阿蘇衛(wèi)垃圾填埋場、六里屯垃圾填埋場、上海黎明垃圾填埋場等進行了滲濾液處理試驗，結(jié)果表明，COD和氨氮的去除率均超過99%，出水水質(zhì)相當穩(wěn)定，可以達到《生活垃圾填埋污染控制標準》（GB16889-1997）中的一級排放標準的限定值。

由于膜技術費用高，且處理過程的膜污染會影響出水水質(zhì)，因此限制了我國在垃圾滲濾液的推廣和應用。開發(fā)耐污染、易清洗、價廉壽命長的膜及膜組件，是今后研究的重點。

3 結(jié)論與展望

總之，目前垃圾滲濾液多采用生物法工藝。生物處理對于新鮮滲濾液有較好的效果，但存在不足之處。如好氧處理相對厭氧處理來說，能耗高、污泥產(chǎn)量大，有毒金屬將抑制微生物的正常工作狀態(tài)，滲濾液中的磷含量偏低，需要另外添加磷酸鹽才能實現(xiàn)有效的好氧處理；厭氧處理缺點是停留時間長，啟動困難，對溫度的變化比較敏感。場內(nèi)的回灌處理不能完全處理滲濾液，仍有部分滲濾液殘液存在。物化法雖然對生物出水中難降解的有機物去除率高，而單一的物化處理效果并不理想，且運行成本高。大量研究表明，各技術之間相互耦合，充分發(fā)揮各工藝的特點，取長補短，可取得良好的效果。如混凝-吸附、混凝-生物、UVFenton法等。針對滲濾液水質(zhì)特點和各處理工藝存在的問題，滲濾液要達到日益嚴格的排放標準，單純利用一種工藝很難實現(xiàn)的，因此深入研究各耦合工藝的可行性，發(fā)展更高效的組合工藝，是今后滲濾液處理的重要研究方向。