王俊萍

（沈陽(yáng)建筑大學(xué) 市政與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng)110168）

由于中國(guó)現(xiàn)代社會(huì)生活水平日益的提升，人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活活動(dòng)中所排放的垃圾也在日益的增加，從而造成固體廢棄物的品種和數(shù)量也愈來(lái)愈多[1]。衛(wèi)生填埋、生活垃圾焚燒和堆肥是目前在中國(guó)最普遍的3類生活垃圾處理方法。據(jù)統(tǒng)計(jì)，衛(wèi)生填埋法基本可以處理將近80%的生活垃圾，但是作為當(dāng)前最主要的處理垃圾方式，在垃圾填埋的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生垃圾滲濾液，對(duì)填埋場(chǎng)附近的地下水環(huán)境、大氣環(huán)境以及土地等產(chǎn)生污染，所以應(yīng)該妥善處理垃圾滲濾液[2]。

1 垃圾滲濾液

1.1 垃圾滲濾液的性質(zhì)及特點(diǎn)

垃圾滲濾液的特性和產(chǎn)生的過(guò)程都會(huì)受許多個(gè)因子影響，包括垃圾成分、氣候、填埋場(chǎng)運(yùn)行使用時(shí)間、填埋場(chǎng)的作業(yè)方式和技術(shù)水平等[3]。垃圾滲濾液中的 COD、NH3-N、懸浮物等含量較高，但各個(gè)城市、不同區(qū)域的垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液生成量和污染物含量在各個(gè)時(shí)間的變動(dòng)也不一樣[4]。

垃圾滲濾液的主要特點(diǎn)[5]：污染物濃度高；有機(jī)污染物含量多，成分復(fù)雜；滲濾液中微生物營(yíng)養(yǎng)元素比例嚴(yán)重失調(diào)；水質(zhì)變化大；金屬含量較高。

1.2 垃圾滲濾液的污染及危害

垃圾滲濾液中可能存在著高含量的化學(xué)污染物質(zhì)，如氨氮、各類有機(jī)重金屬分子和有機(jī)物質(zhì)等[6]，還可能出現(xiàn)某些高致病性細(xì)菌以及致癌、致畸的化學(xué)物質(zhì)。夏立江[7]等研究發(fā)現(xiàn)垃圾滲濾液會(huì)對(duì)其周圍土壤的pH、總氮和重金屬等含量造成影響。垃圾滲濾液中，一些難以被生物降解的污染物會(huì)經(jīng)由食物鏈徑直進(jìn)入生命體，嚴(yán)重危害人類的身心健康[8]。滲濾液進(jìn)入水體后還會(huì)加快水體的富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程，藻類繁殖速度加快，水中的溶解氧的含量降低，引起水體中的動(dòng)物特別是魚(yú)類的死亡[9]。

2 垃圾滲濾液的常規(guī)處理方法

2.1 物理化學(xué)處理法

在生物處理法之前設(shè)置物化處理法，可以降低COD、氨氮濃度，并提高滲濾液的可生化性[10]。

2.1.1 混凝法

混凝法是利用凝聚和絮凝的原理，把滲濾液中體積較大的懸浮物、不溶性有機(jī)物和重金屬等污染物除去，同時(shí)色度和濁度也會(huì)得到一些的改善[11]。ZOUBOULIS[12]等通過(guò)研究生物絮凝劑與傳統(tǒng)無(wú)機(jī)混凝劑的應(yīng)用，得出生物絮凝劑可用來(lái)降低腐殖酸的含量，且20 mg的生物混凝劑可以將85%的腐殖酸去除。

2.1.2 吸附法

吸附法就是向滲濾液中投加大量吸附劑，利用吸附劑的比表面積較大的特點(diǎn)將污染物吸附在其表面并進(jìn)行離子交換，去除污染物[13]。吸附劑對(duì)氨氮的去除效果較好[14]?；钚蕴渴鞘忻嫔鲜褂米疃嗟囊环N吸附劑，但由于活性炭成本較高，可再生性差，沒(méi)有被廣泛應(yīng)用[15]。

2.1.3 自然蒸發(fā)法

蒸發(fā)基本上被定義為通過(guò)加熱方法減少垃圾滲濾液體積的過(guò)程，對(duì)于部分干燥、溫暖的土地和少量滲濾液[16]，它是一個(gè)十分可行的選擇。但氣候和局部溫度對(duì)蒸發(fā)效率的影響較大，且蒸發(fā)法操作成本高、穩(wěn)定性低、設(shè)備易腐蝕，同時(shí)蒸發(fā)后剩余的濃縮污泥層被認(rèn)為有危險(xiǎn)，可能會(huì)導(dǎo)致環(huán)境破壞。

2.1.4 化學(xué)氧化法

化學(xué)氧化法主要是利用羥基的高效氧化作用，與污染物中的有機(jī)物反應(yīng)，將污染物去除從而提高了處理效率和出水水質(zhì)[17]。與其他物化方法相比較，高級(jí)氧化技術(shù)氧化效果好，處理效果穩(wěn)定且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，但投資費(fèi)用較高，能源消耗大，很難在處理廠中大規(guī)模使用[18]。所以研究學(xué)者開(kāi)始研究高級(jí)氧化組合工藝，不但可以強(qiáng)化處理效果，還能彌補(bǔ)單獨(dú)氧化技術(shù)的不足[19]。WABLE[20]等研究表明 O3/H2O2聯(lián)合工藝對(duì)進(jìn)行預(yù)處理的垃圾滲濾液COD的去除率可達(dá)85%~90%，并改善了垃圾滲濾液的可生化性質(zhì)。

2.1.5 膜分離法

超濾技術(shù)（UF）和反滲透技術(shù)（RO）是已經(jīng)研究的兩種膜過(guò)濾技術(shù)[21]，它們能夠?qū)⒂袡C(jī)分子和無(wú)機(jī)分子截留，但投資成本較高。納濾（NF）作為一種相對(duì)較新的膜技術(shù)，具有UF和RO之間的性能。超濾工藝與反滲透工藝相比，要求的需要條件更低，并且可以獲得更高的通量。帶電有機(jī)物、多價(jià)離子和重金屬的保留率更高[22]。 KAURETAL[23]等研究表明在垃圾填埋場(chǎng)的反滲透過(guò)程將95%以上的污染物去除，且投資成本較低。

2.1.6 化學(xué)沉淀法

在垃圾滲濾液處理的過(guò)程中，磷酸銨鎂沉淀法常用來(lái)處理其中的高濃度氨氮，原理為向水中加入鎂離子生成沉淀使污染物得到去除[24]。

2.2 生物處理法

生物降解是指利用微生物能夠在好氧條件下將有機(jī)化合物降解為二氧化碳和水，并在厭氧條件下將有機(jī)化合物降解為沼氣，從而去除滲濾液中的污染物質(zhì)[25]。年輕的垃圾滲濾液可生化性較好，生物工藝在有機(jī)物和含氮物質(zhì)方面的降解是十分有效[26]。但老齡的垃圾滲濾液可生化性卻欠佳，難降解有機(jī)化合物（主要是腐殖酸）的存在往往限制了工藝的有效性[27]。

2.2.1 好氧生物法

好氧生物法是指好氧微生物在氧氣充足的條件下通過(guò)一系列硝化、反硝化過(guò)程將污水中的有機(jī)污染物降解的過(guò)程[28]。常規(guī)活性污泥工藝和測(cè)序批處理反應(yīng)器（SBR）已被廣泛研究和采用。WELANDER等報(bào)告好氧生物法具有近 90%的脫氮率，而 COD約為20%，處理高強(qiáng)度氨氮滲濾液，不受到硝化抑制[29]。同時(shí)采用了顆粒狀活性碳（GAC）為多孔材料，為有機(jī)物質(zhì)的吸附創(chuàng)造了良好的表面環(huán)境條件，并為生物降解創(chuàng)造了較好條件，在吸附和生物降解之間形成了穩(wěn)態(tài)平衡。

2.2.2 厭氧生物法

厭氧處理廣泛應(yīng)用于廢水的處理，特別是垃圾滲濾液處理。與有氧生物過(guò)程相比，厭氧生物過(guò)程有很多的優(yōu)點(diǎn)：顯著降低污泥生產(chǎn)、降低有機(jī)物的穩(wěn)定性[30]。 KARGI[31]等使用實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的 SBR 對(duì)預(yù)處理的滲濾液進(jìn)行了營(yíng)養(yǎng)還原，按照厭氧-需氧操作，在循環(huán)結(jié)束時(shí)COD、銨根和磷酸鹽去除率分別為62%、31%和19%。

2.2.3 好氧/厭氧耦合工藝

目前，很多學(xué)者專家將兩個(gè)工藝進(jìn)行聯(lián)合，不僅能去除更高濃度的污染物，還可以充分發(fā)揮兩個(gè)工藝的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)各自的缺點(diǎn)，達(dá)到更好的處理效果[32]。 KHERADMAND[33]等研究表明采用聯(lián)合厭氧消化池和活性污泥系統(tǒng)處理城市垃圾填埋場(chǎng)濾渣是可行性的。組合系統(tǒng)在 2.25 g·L-1·d-1COD 和3.37 g·L-1·d-1COD時(shí)，可將滲濾液的COD降低94%和93%。LIANG[34]等將SHARON-ANAMMOX和兩個(gè)地下土壤滲透系統(tǒng)聯(lián)合工藝處理城市垃圾填埋場(chǎng)排放物時(shí)，可以去除超過(guò)97%的氨氮。

2.3 土地處理法

2.3.1 土地滲透處理系統(tǒng)

土地滲濾污水處理系統(tǒng)是一項(xiàng)通過(guò)應(yīng)用過(guò)濾作用和土壤微生物的分解作用來(lái)實(shí)現(xiàn)污水處理的技術(shù)[35]。該技術(shù)又可區(qū)分為快速和慢速2個(gè)不同的技術(shù)模型。其中，由于慢速滲濾處理技術(shù)可以利用土壤和植物之間的相互結(jié)合來(lái)進(jìn)行污水處理，所以慢速滲濾式處理技術(shù)在雨水較少的地方能夠有效使用?？焖贊B濾技術(shù)則是在重力的影響下通過(guò)水流動(dòng)到土壤中來(lái)進(jìn)行凈化，快速滲濾技術(shù)在實(shí)際使用中對(duì)土壤自身的性質(zhì)有著一定要求，需要具備較強(qiáng)的通透性與活性[36]。

2.3.2 濕地處理系統(tǒng)

人工濕地已成功應(yīng)用于垃圾滲濾液處理，人工濕地法操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)高效[37]。據(jù)報(bào)道，它們還具有處理低生物降解能力，比傳統(tǒng)生物工藝效率高得多，這是由于濕地提供內(nèi)源性不穩(wěn)定OM， 提高了BOD/COD和BOD5/N比率，并促進(jìn)生物分解過(guò)程。此外，人工濕地法是具有生物轉(zhuǎn)化過(guò)程復(fù)雜矩陣的生態(tài)系統(tǒng)[38]，包括同時(shí)硝化、氧化和反硝化。為垃圾滲濾液處理而設(shè)計(jì)的人工濕地法必須面臨由特定的垃圾滲濾液組成引起的一些障礙，如非常高的銨濃度、垃圾滲濾液對(duì)卟啉酸鹽的毒性、高濃度的鐵以及垃圾滲濾液的波動(dòng)[39]。

3 結(jié)束語(yǔ)

1）針對(duì)垃圾滲濾液的特點(diǎn)，在選用處理工藝時(shí)，首先應(yīng)該仔細(xì)分析滲濾液的主要成分并根據(jù)其存在的化學(xué)平衡，然后再結(jié)合具體情況，因地制宜地制定成本、技術(shù)最佳的處理方案。

2）治理高濃度的污染物時(shí)，單獨(dú)依靠某一種方法來(lái)處理是難以達(dá)到預(yù)期的處理要求的，必須采用兩種或兩種以上方法的聯(lián)用，通過(guò)不同的方法優(yōu)化組合與靈活運(yùn)用才能達(dá)到有效處理，同時(shí)考慮投資費(fèi)用和運(yùn)行成本。

3）對(duì)城市垃圾填埋場(chǎng)的規(guī)范化建設(shè)、滲濾液系統(tǒng)的管理設(shè)計(jì)等必須進(jìn)一步探討研究，以力爭(zhēng)盡早實(shí)現(xiàn)去除率100%的理想效果。