垃圾渗滤液处理技术的研究方向展望

王迎春

垃圾渗滤液水质复杂，难降解有机物多，含有毒有害物质，可以造成严重的环境污染。本文探讨现有垃圾渗滤液的处理技术难点，并就未来的研究方向进行展望。

关键词：垃圾渗滤液 处理技术 展望

随着我国城市化进程的加快，社会经济水平逐渐提高，生活垃圾的数量和种类也越来越多，成为环境污染的主要因素之一。

目前，国内外广泛采用的垃圾处理方式主要有综合利用、焚烧、堆肥和卫生填埋四种处理方式，垃圾填埋因处理成本低、技术要求不高等原因被广泛应用。在堆放和填埋过程中，垃圾由于压实、发酵等生物化学降解作用，并在降水和地下水的渗流作用下产生了一种高浓度的、有机或无机成分的液体，称为垃圾渗滤液（Landfill Leachate）。垃圾渗滤液作为一种高浓度、多组分、易变化的污水，可能导致对水生生物的急性毒性和遗传毒性危害，已经成为水环境保护的热点问题。

垃圾渗滤液来源与特性

垃圾渗滤液主要来自3个方面，填埋场内的自然降雨和径流、垃圾自身原有的含水，在垃圾卫生填埋后由于微生物的厌氧分解而产生的水。垃圾渗滤液的特性主要受废物源（如垃圾、食物、塑料）的数量和类型，垃圾填埋方法（如压实强度、垃圾填埋深度等），降雨和基本条件的变化影响。

由于受垃圾填埋场所处的地理环境、垃圾的成分、填埋的时间等因素影响，各个垃圾填埋场的渗滤液组成是不相同的。

国内垃圾渗滤液的成分更为复杂。垃圾渗滤液不仅含有耗氧有机污染物，还含有各类金属和植物营养素（氨氮等），甚至是有毒有害的有机污染物。此外，垃圾渗滤液的水质和水量变化较大，颜色高，气味重。

垃圾渗滤液常规处理工艺

在2008年之前，我国的垃圾填埋场很简单，基本上没有专业的渗滤液处理设备。《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）于2008年7月1日实施，要求在2008年引入新标准之前建造的所有垃圾填埋场都需要改造垃圾渗滤液处理设施。

2012年5月发布的《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》加强了废物处理设施库存管理的强度，对于不符合渗滤液处理标准的处理设施，应尽快新建或改造渗滤液处理设施。

垃圾渗滤液的常规处理工艺大致可分为四类：物化处理、生物处理、物化和生物处理、土地处理等。一些国家，例如加拿大和波兰，则使用人工湿地来处理垃圾渗滤液。

1.物化处理 物化处理一般作为预处理和后处理，以保证后续生物处理工艺的正常运行，以便进一步提高出水水质。主要有吹脱法、吸附法、化学沉淀法、催化氧化法、反渗透法等。

1.1.吹脱法：主要原理是在碱性介质条件下鼓入空气，使氨氮转化为氨气释放出来，利用吸附剂进行回收。主要用于去除垃圾渗滤液中高浓度的氨氮，保证后续生物处理的运行。吹脱法的优点是经济有效，处理效果稳定，对氨氮的去除效果好。

1.2.吸附法：利用吸附剂的巨大比表面积和吸附特性，将污染物截留在吸附剂中实现去除，颗粒活性炭和粉末活性炭是最常用吸附剂。吸附法主要用于去除水中难降解的有机物、金属离子、色度以及氨氮。优点是处理效果稳定，对水中大多数有机物都有效，管理方便。缺点是容易堵塞、运行成本高。

1.3.化学沉淀法：混凝法是化学沉淀法中最重要的方法，可以大幅度去除渗滤液中的悬浮物、色度等，常用铁盐、铝盐作为混凝剂，是最常用、最经济的方法。

1.4.化学氧化和催化氧化法：化学氧化法是利用强氧化剂将废水中的有机物氧化成小分子的碳氢化合物或完全矿化成二氧化碳和水。可以分解渗滤液中难降解的有机物，提高可降解性。光催化氧化法的原理是用光照射半导体材料或催化氧化剂，产生自由基，达到氧化目的，常用的半导体有二氧化钛，价格便宜、性质稳定。该法工艺简单、能耗低、易操作、无二次污染。

1.5.膜法：利用隔膜使溶剂同溶质和微粒分离，处理高效可靠，是目前垃圾渗滤液处理的主流深度处理工艺，但是费用较高，需要良好的预处理，膜容易被污染和堵塞，从而影响处理效率。

2.生物处理 生物法是垃圾渗滤液处理的主导工艺，通过微生物的作用，将渗滤液中的有机物转化成二氧化碳、甲烷和水，将氨氮转化成氮气排入大气，达到净化的目的，大多采用厌氧+好氧的方式。

厌氧生物处理能耗少、操作简单，费用低廉，但是化学需氧量浓度和氨氮浓度比较高，不能直接排放，而且对温度要求高，所以两者组合的方式最为常用。

生物法处理后，出水中依然含有大分子的难降解有机物，需要其他方法做进一步处理以达标排放。

3.物化和生物处理 为了能够充分发挥处理技术的优点，做到优势互补，联用物化和生物处理方法，发挥方法的优势，除了能够提高处理效率和稳定性，还能降低费用。渗滤液中主要污染物的大部分通过该方法去除。

4.土地处理法 主要利用土壤的物理、化学与生化作用，借助土壤中的微生物作用，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产生量，对以有机物为主的废水起到水肥合一、综合利用的效果，这是一种新颖的污水处理方法。用于渗滤液处理的土地处理系统主要是人工湿地和回灌处理等。

人工湿地是利用人为手段建立起具有湿地性质的污水处理系统，人为创造一个适宜水生植物或湿地植物生长的环境，是浮水或潜水植物及处于水饱和状态的基质层和微生物组成的复合体，通过生化作用将水中可溶性的有机物、固体和胶体不溶性有机质转变成植物所需营养物质，降解污染物。在英国、美国、德国等国家，主要应用在渗滤液二级、三级处理系统中。人工湿地有巨大的缓冲能力、效果好、能耗和运行费用低、管理方便，但是不适合北方寒冷地区。

我国垃圾渗滤液的处理难点

由于渗滤液水质水量复杂多变，每个填埋场自身的条件不同，垃圾渗滤液如何处理一直是比较棘手的问题。应该根据填埋场实际情况，选择最佳的处理工艺组合以及最优的管理方式，才能解决渗滤液处理的难题。目前看来，主要的难点有如下几点：

1.单一工艺效果差 垃圾渗滤液因其独特的水质特性，单一的处理工艺难以达标，如何选出科学合理的处理工艺是首要难点。

2.出水水质不稳定 由于季节性降水导致渗滤液水质和水量随季节波动较大，对处理过程的运行稳定性影响较大。在组合工艺保持不变的条件下，如何保持有效处理和稳定运行是当前渗滤液处理的第二个难题。

3.总氮去除率低 传统的生物处理方法去除低浓度氨氮效果较好，随着垃圾填埋场使用时间增加，氨氮含量不断增加，传统生物处理方法出水中的总氮难以达到标准，提高总氮去除率是当前垃圾渗滤液处理的第三个挑战。

4.运行费用高 在新排放标准的严格要求下，除了厌氧-好氧联合工艺外，渗滤液处理厂还会采用膜工艺，但是也产生了高运行成本。如何确保废水满足排放标准，同时降低处理厂的运行成本，这是当今渗滤液处理的第四个难题。

我国渗滤液处理技术的展望

到目前为止，国内还没有完善的垃圾渗滤液处理工艺，研究与开发处理工艺时应考虑填埋场从开始使用到稳定封场后再利用的全过程。

1.渗滤液处理工艺多样化 因为渗滤液随着地区、季节变化，仅使用一种处理方法效果很差。最近几年，人工湿地技术在国内开始采用，经济成本低，操作方法简便，但存在污染土壤的风险，前端处理工艺必须稳定运行，才能排入人工湿地。随着排放标准的不断提高，渗滤液的处理工艺需要进一步多样化。

2.渗滤液处理工艺科学化 选择渗滤液处理工艺应综合考虑水质和变化情况，并参考气候、水质、水量、节能降耗、经济合理、水质达标等。目前，中国缺乏成熟的工艺选择方法，并且过于依赖设计者主观理解。研究设计一套适合我国垃圾填埋场渗滤液处理的经济合理的工艺选择方法，并开发一种新型的渗滤液处理技术，是当务之急。

3.降低运營成本 目前，渗滤液处理行业的主要目标是水质达标并且处理的水量达到预期标准，对渗滤液处理行业以更加专业、规范、精细的管理模式进行管理，以提高处理效率，降低运营成本。

4.实现渗滤液零排放 研究高效、节能、规模大、成本低的处理技术，真正实现垃圾渗滤液“零排放”也是未来的研究方向。

（作者工作单位为辽宁省大连生态环境监测中心）