垃圾渗滤液处理工艺

王军军 李亚东 安浩平

（河南省科学院应用物理研究所有限公司，河南 郑州 450008）

垃圾渗滤液处理工艺

王军军 李亚东 安浩平

（河南省科学院应用物理研究所有限公司，河南 郑州 450008）

主要介绍垃圾渗滤液的相关处理工艺，分析垃圾渗滤液的来源及特点，概述垃圾渗滤液的危害。通过分析比较各个工艺过程，了解不同处理工艺的优缺点，为更好地解决我国目前存在的垃圾渗滤液的相关问题提供有益的借鉴。

垃圾渗滤液；危害；特点；处理工艺

随着我国社会的急速发展，城市化进程也日益加快，因此产生的固体垃圾逐年增加，而固体垃圾在我国的一般处理处置方式是经垃圾中转站压实之后的卫生填埋［1］，生活固体垃圾填埋之后经微生物的降解会溶出垃圾中含有的部分污染物，污染物经雨水淋溶等随水分溶出形成垃圾渗滤液［2］。垃圾渗滤液是一种难处理的高浓度有机废水，会对人们生活的环境产生不同程度的影响，严重时会对人体健康及整个生态系统产生巨大的威胁［3］。

垃圾渗滤液是垃圾填埋过程中产生二次污染的主要因素之一，其水质复杂且变化较大，有机物浓度特别高，对生物有一定的毒害作用，目前渗滤液处理技术主要有生物处理、物化处理和土地处理等［4］。

1 垃圾渗滤液的产生

由于城市生活垃圾含有大量可溶性的有机物与无机物，垃圾在填埋和堆放过程中会通过物理、化学和生物作用分解产生可溶性物质，经过大气降水冲蚀和地表水或地下水的浸入等作用会将可溶性的物质溶出，于是形成了所谓的垃圾渗滤液［5］。渗滤液的主要来源包括以下几点：①降雨渗入，降雨通过淋溶作用会产生大量的水浸入垃圾层，是垃圾渗滤液的主要来源，一般降雨的多少直接影响着垃圾渗滤液的多少；②地表水的流入，地表水主要包括地表径流水和地表灌溉水，地表水的浸入对垃圾渗滤液的产生有着较大的影响；③地下水的浸入，当垃圾填埋场防渗系统设置不当或未设置防渗系统时，地下水就有可能渗入到填埋场内，增加渗滤液的含量；④垃圾中的自含水，垃圾本身会含有一部分水，这部分水也是渗滤液的来源；⑤垃圾经降解产生的水，垃圾在填埋堆存时自身的有机组分会通过降解作用产生水，其产生量与垃圾组分的性质有着较大的关系；⑥垃圾覆盖材料中的水，由于垃圾覆盖层直接接触垃圾，覆盖层的水会带到垃圾中。

填埋场的稳定化对于垃圾渗滤液的产生会有一定的影响。垃圾填埋场的稳定化过程主要包括初始适应阶段、过渡阶段、酸化阶段、甲烷化阶段及最终稳定阶段五部分，填埋场稳定化过程是产生垃圾渗滤液的重要过程。

2 垃圾渗滤液的特点

垃圾渗滤液的组成复杂，COD和NH3-N浓度很高，是一种比较难处理的有机废水。垃圾渗滤液特性会随填埋时间、垃圾成分等产生相应的变化［4-6］，其通常包括以下几个部分。

2.1 水质复杂，污染物种类繁多，有机物浓度高

垃圾渗滤液中污染物种类极其复杂，其中含有大多数难以生物降解的有机物质，该部分有机物主要是有杂环芳烃有机物、多环芳烃有机物、酸酯类有机物、醇酚类有机物、酮醛类有机物和酰胺类有机物等。垃圾渗滤液中有机物含量极高，化学需氧量和生化需氧量浓度甚至可以达到几万毫克每升，是生活污水值的几十倍甚至上百倍。

2.2 水质、水量变化范围大

垃圾填埋场水质水量会因垃圾种类、当地地理位置及气候变化而变化，垃圾渗滤液氨氮的变化范围一般为100～1 200mg/L，而COD变化范围更大，一般可以达到300～8万mg/L。雨季是垃圾渗滤液产生的高峰期，而干旱季节基本上没有渗滤液产生。

2.3 氨氮浓度高

垃圾渗滤液氨氮浓度一般在1 000mg/L左右，并且会随着垃圾填埋场时间的增加而增高。渗滤液氨氮浓度太高导致其营养元素比例失调，对微生物的生长具有不利影响。

2.4 重金属离子含量高、种类多

生活垃圾中会含有一部分废旧电器等电子垃圾，其中含有的重金属离子种类较多且含量高，与生活垃圾一起填埋后会导致渗滤液中含有多种金属离子，而这些重金属离子会对微生物产生极大的毒害作用。

2.5 营养元素比例失调

垃圾渗滤液中的溶解性磷酸盐在受到碱度的影响后，大多数磷酸根离子会转化为沉淀物质，使总磷偏低。

2.6 渗滤液水质随时间变化而变化

随着垃圾填埋时间的增加，渗滤液水质pH值由酸性逐渐增加至中性或弱碱性，BOD5和COD浓度逐渐降低，B/C也逐渐降低，渗滤液的可生化性越来越差。

3 垃圾渗滤液的危害

垃圾渗滤液含有高浓度的悬浮物、无机物、有机物及有毒物质，其通过和土壤、地面或地表水接触，会对填埋场周边环境产生一定的影响，严重时甚至会威胁人体健康和生态系统平衡［6］。如果垃圾渗滤液不经处理完全排入江河湖泊，首先因其含有浓度极高的有机成分会影响到水质，其次会威胁到水中水生生物的生长与繁殖，如果不慎进入人体会对人体健康产生极大的威胁，长此以往，最终导致整个生态系统的破坏。垃圾渗滤液的危害巨大，因此必须采用相关的技术工艺对其进行处理，该处理处置工作影响长远，对于我国的生态建设及人与自然的和谐共处具有重大的意义。

4 垃圾渗滤液处理技术

根据处理处置方式的不同，当下常见的垃圾渗滤液处理技术可以分为三大类，如图1所示。

图1 垃圾渗滤液处理技术

4.1 物化处理

4.1.1 活性炭吸附技术。活性炭具有比表面积大、孔结构及表面结构适宜等特点，因此其吸附能力是非常强烈的。应用活性炭吸附能够去除渗滤液中难以生物处理、难以发生降解的有机物，同时还可以去除渗滤液的色度、重金属离子等。

4.1.2 混凝沉淀技术。垃圾渗滤液中含有大量的悬浮物及胶体物质，通过向渗滤液中加入一定的混凝剂，可以使其中的悬浮物及胶体脱稳而相互聚集，最后再对其进行分离，这种方法即为混凝沉淀法。混凝沉淀技术不但可以作为前期预处理工艺，同时也可以作为后期深度处理工艺。运用混凝沉淀技术对渗滤液进行相应的处理，可以有效去除水中含有的悬浮物，达到净化渗滤液的目的［7］。

4.1.3 高级氧化技术。高级氧化技术是一种废水处理新方法，其能有效分解垃圾渗滤液中的难降解有机物，经高级氧化处理的渗滤液，其可生化性大大增强，对于后期的生物处理十分有益［7］。目前较常用的高级氧化技术包括超声催化氧化技术、光催化氧化技术、O3氧化技术、超临界水氧化技术和Fenton氧化技术等。

4.1.4 电解处理技术。电解处理技术主要是利用电解作用把水中的有害物质通过电解作用转化成无害物质以实现废水的净化，其能有效地对渗滤液进行处理，但处理成本较大［4］。

4.1.5 膜处理技术。膜处理技术包括超滤、纳滤、微滤和反渗透等［4，7］。膜法能够有效地去除废水中的细菌、微生物和溶解盐等污染物，但对含有高浓度的污染物进行处理时，需频繁地进行膜再生，其运行压力大、成本高。膜处理技术是一种纯粹的物理分离技术，不能实现废物的“三化”。膜处理技术可作为后续的垃圾渗滤液的深度处理技术，对其进行更深一步的处理，从而使垃圾渗滤液处理系统最终出水达到循环水系统补充水使用要求。

4.2 生物处理

4.2.1 好氧处理技术。好氧处理技术是生物处理技术之一，主要包括活性污泥法、生物膜法等工艺。好氧生物处理技术是在有氧气存在的情况下，利用水中的好氧微生物对污水进行处理，对污水中的BOD、COD和氨氮有较好的去除效果。但是，好氧生物处理技术也存在一些缺点，比如有重金属时会对好氧微生物的生长产生一定的抑制作用；另外，若渗滤液中氨氮浓度过高，会抑制硝化作用的进行。由于垃圾渗滤液中营养元素比例失调，为实现有效的好氧处理，需要向待处理渗滤液中添加磷酸盐。

表1 好氧与厌氧生物处理技术比较

4.2.2 厌氧处理技术。厌氧处理技术主要以厌氧反应器应用最为广泛，常用的厌氧反应器主要包括普通厌氧反应器、升流式厌氧污泥床（UASB）、内循环厌氧反应器（IC）及流化床与固定床反应器等。厌氧生物处理是生物处理技术之一，处理后产生的甲烷生物气是一种比较环保的能源，能够实现废物的资源化；处理过程中不需要曝气，生物固体量减少很多，能耗低［8］。但是，厌氧生物处理的微生物活性容易受到某些条件的抑制，比如重金属浓度。

运用生物处理技术处理垃圾渗滤液既有优点又有缺点，现将两种不同的生物处理技术优缺点进行比较，汇总如表1所示。

4.3 土地处理

土地处理主要是利用土地及土壤中存在的微生物和植物根系的作用对废水进行处理的一种方法。通过土地处理，可以有效改善废水水质，降低其中有机组分及氨氮含量。

4.3.1 回灌法。垃圾渗滤液回灌是土地处理中一种典型的技术。渗滤液回灌实际上是以垃圾作为填料的巨型生物滤床，通过将渗滤液回灌至填埋场，利用垃圾层的物理化学及生物作用降解渗滤液成分，减少滤液水量［9］。回灌处理方式主要有直接回灌、表面喷灌或浇灌、地表下回灌和内层回灌等。垃圾渗滤液回灌能够有效地去除其中的有机成分，控制适宜的垃圾堆体有机负荷对于渗滤液回灌处理效果具有显著的影响。针对目前我国垃圾渗滤液处理存在的问题，回灌法是一种不错的选择，在日益发展的中国，需要增加其应用的普及性，因为该法能够有效降低处理成本，为填埋场带来环境效益的同时增加其经济效益，应用前景广阔。

4.3.2 人工湿地。人工湿地也是土地处理的方法之一，是近几年出现的一种工艺。人工湿地是一个小型综合的生态系统，通过运用土壤、水生植物及微生物等一系列的作用对污水进行处理。人工湿地处理垃圾渗滤液具有处理处置费用低、管理方便等优点，但其处理效果随季节变化较大，处理有机物的浓度比较低［9］。

5 结语

通过上述分析可以看出，垃圾渗滤液是一种危害性较大的物质，如果不经过处理，不仅会污染地表或地下水源，而且对填埋场危害巨大（对填埋场用水、生活环境、场区生产人员的身体健康以及场区生态系统平衡都会产生巨大的影响），甚至会影响填埋场周边的环境质量及周边居民的生活水平。因此，必须对渗滤液进行有效的处理，以免出现环境危害与安全隐患。垃圾渗滤液处理技术众多，在具体应用时必须结合当地的地理位置、地理结构、气候气象特征进行综合分析，选择适宜的技术进行处理，可以将多种技术结合使用，针对不同的填埋场、不同的渗滤液，因时制宜，因地制宜，使渗滤液处理效果达到最佳。

［1］胡蝶，陈文清，张奎，等.垃圾渗滤液处理工艺实例分析［J］.水处理技术，2011（3）：132-135.

［2］聂发辉，李文婷，刘占孟.垃圾渗滤液处理技术的研究进展［J］.华东交通大学学报，2013（2）：21-27.

［3］孙孝龙，蒋文举.国内垃圾渗滤液处理工艺现状与技术探讨［J］.云南化工，2010（4）：40-43.

［4］蔡涛，王丹，宋志祥，等.垃圾渗滤液的处理技术及其国内研究进展［J］.化工中间体，2010（1）：1-6.

［5］吴莉娜.厌氧-好氧处理垃圾渗滤液与短程深度脱氮［D］.北京：北京工业大学，2011.

［6］蒋宝军.生活垃圾渗滤液吸附降解及催化氧化技术的研究［D］.黑龙江：哈尔滨工业大学，2011.

［7］孙友，张超，李本高.物化法处理垃圾渗滤液的研究进展［J］.工业水处理，2013（1）：1-5.

［8］唐凤喜，曹国凭，刘景良，等.我国垃圾渗滤液处理现状及处理技术进展［J］.河北联合大学学报（自然科学版），2012（1）：116-120.

［9］董春松，樊耀波，李刚，等.我国垃圾渗滤液的特点和处理技术探讨［J］.中国给水排水，2005（12）：27-31.

Landfill Leachate Treatment Process

Wang Junjun Li Yadong An Haoping
（Applied Physics Research Institute of Henan Academy of Sciences，Zhengzhou Henan 450008）

This paper mainly introduced the related treatment technology of landfill leachate,analyzed the source and characteristics of landfill leachate,and summarized the harm of landfill leachate.Through the analysis and compari⁃son of the various processes,to understand the advantages and disadvantages of different treatment processes,in or⁃der to provide a useful reference for solving the related problems of landfill leachate in our country at present.

landfill leachate；harm；characteristics；treatment technology

X703

A

1003-5168(2016)09-0158-03

2016-08-15

王军军（1988-），男，本科，助理工程师，研究方向：环境保护。