垃圾滲濾液處理技術(shù)的研究方向展望

王迎春

垃圾滲濾液水質(zhì)復(fù)雜，難降解有機物多，含有毒有害物質(zhì)，可以造成嚴重的環(huán)境污染。本文探討現(xiàn)有垃圾滲濾液的處理技術(shù)難點，并就未來的研究方向進行展望。

關(guān)鍵詞：垃圾滲濾液 處理技術(shù) 展望

隨著我國城市化進程的加快，社會經(jīng)濟水平逐漸提高，生活垃圾的數(shù)量和種類也越來越多，成為環(huán)境污染的主要因素之一。

目前，國內(nèi)外廣泛采用的垃圾處理方式主要有綜合利用、焚燒、堆肥和衛(wèi)生填埋四種處理方式，垃圾填埋因處理成本低、技術(shù)要求不高等原因被廣泛應(yīng)用。在堆放和填埋過程中，垃圾由于壓實、發(fā)酵等生物化學(xué)降解作用，并在降水和地下水的滲流作用下產(chǎn)生了一種高濃度的、有機或無機成分的液體，稱為垃圾滲濾液（Landfill Leachate）。垃圾滲濾液作為一種高濃度、多組分、易變化的污水，可能導(dǎo)致對水生生物的急性毒性和遺傳毒性危害，已經(jīng)成為水環(huán)境保護的熱點問題。

垃圾滲濾液來源與特性

垃圾滲濾液主要來自3個方面，填埋場內(nèi)的自然降雨和徑流、垃圾自身原有的含水，在垃圾衛(wèi)生填埋后由于微生物的厭氧分解而產(chǎn)生的水。垃圾滲濾液的特性主要受廢物源（如垃圾、食物、塑料）的數(shù)量和類型，垃圾填埋方法（如壓實強度、垃圾填埋深度等），降雨和基本條件的變化影響。

由于受垃圾填埋場所處的地理環(huán)境、垃圾的成分、填埋的時間等因素影響，各個垃圾填埋場的滲濾液組成是不相同的。

國內(nèi)垃圾滲濾液的成分更為復(fù)雜。垃圾滲濾液不僅含有耗氧有機污染物，還含有各類金屬和植物營養(yǎng)素（氨氮等），甚至是有毒有害的有機污染物。此外，垃圾滲濾液的水質(zhì)和水量變化較大，顏色高，氣味重。

垃圾滲濾液常規(guī)處理工藝

在2008年之前，我國的垃圾填埋場很簡單，基本上沒有專業(yè)的滲濾液處理設(shè)備。《生活垃圾填埋污染控制標準》（GB16889-2008）于2008年7月1日實施，要求在2008年引入新標準之前建造的所有垃圾填埋場都需要改造垃圾滲濾液處理設(shè)施。

2012年5月發(fā)布的《“十二五”全國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》加強了廢物處理設(shè)施庫存管理的強度，對于不符合滲濾液處理標準的處理設(shè)施，應(yīng)盡快新建或改造滲濾液處理設(shè)施。

垃圾滲濾液的常規(guī)處理工藝大致可分為四類：物化處理、生物處理、物化和生物處理、土地處理等。一些國家，例如加拿大和波蘭，則使用人工濕地來處理垃圾滲濾液。

1.物化處理 物化處理一般作為預(yù)處理和后處理，以保證后續(xù)生物處理工藝的正常運行，以便進一步提高出水水質(zhì)。主要有吹脫法、吸附法、化學(xué)沉淀法、催化氧化法、反滲透法等。

1.1.吹脫法：主要原理是在堿性介質(zhì)條件下鼓入空氣，使氨氮轉(zhuǎn)化為氨氣釋放出來，利用吸附劑進行回收。主要用于去除垃圾滲濾液中高濃度的氨氮，保證后續(xù)生物處理的運行。吹脫法的優(yōu)點是經(jīng)濟有效，處理效果穩(wěn)定，對氨氮的去除效果好。

1.2.吸附法：利用吸附劑的巨大比表面積和吸附特性，將污染物截留在吸附劑中實現(xiàn)去除，顆粒活性炭和粉末活性炭是最常用吸附劑。吸附法主要用于去除水中難降解的有機物、金屬離子、色度以及氨氮。優(yōu)點是處理效果穩(wěn)定，對水中大多數(shù)有機物都有效，管理方便。缺點是容易堵塞、運行成本高。

1.3.化學(xué)沉淀法：混凝法是化學(xué)沉淀法中最重要的方法，可以大幅度去除滲濾液中的懸浮物、色度等，常用鐵鹽、鋁鹽作為混凝劑，是最常用、最經(jīng)濟的方法。

1.4.化學(xué)氧化和催化氧化法：化學(xué)氧化法是利用強氧化劑將廢水中的有機物氧化成小分子的碳氫化合物或完全礦化成二氧化碳和水。可以分解滲濾液中難降解的有機物，提高可降解性。光催化氧化法的原理是用光照射半導(dǎo)體材料或催化氧化劑，產(chǎn)生自由基，達到氧化目的，常用的半導(dǎo)體有二氧化鈦，價格便宜、性質(zhì)穩(wěn)定。該法工藝簡單、能耗低、易操作、無二次污染。

1.5.膜法：利用隔膜使溶劑同溶質(zhì)和微粒分離，處理高效可靠，是目前垃圾滲濾液處理的主流深度處理工藝，但是費用較高，需要良好的預(yù)處理，膜容易被污染和堵塞，從而影響處理效率。

2.生物處理 生物法是垃圾滲濾液處理的主導(dǎo)工藝，通過微生物的作用，將滲濾液中的有機物轉(zhuǎn)化成二氧化碳、甲烷和水，將氨氮轉(zhuǎn)化成氮氣排入大氣，達到凈化的目的，大多采用厭氧+好氧的方式。

厭氧生物處理能耗少、操作簡單，費用低廉，但是化學(xué)需氧量濃度和氨氮濃度比較高，不能直接排放，而且對溫度要求高，所以兩者組合的方式最為常用。

生物法處理后，出水中依然含有大分子的難降解有機物，需要其他方法做進一步處理以達標排放。

3.物化和生物處理 為了能夠充分發(fā)揮處理技術(shù)的優(yōu)點，做到優(yōu)勢互補，聯(lián)用物化和生物處理方法，發(fā)揮方法的優(yōu)勢，除了能夠提高處理效率和穩(wěn)定性，還能降低費用。滲濾液中主要污染物的大部分通過該方法去除。

4.土地處理法 主要利用土壤的物理、化學(xué)與生化作用，借助土壤中的微生物作用，使?jié)B濾液中的有機物和氨發(fā)生轉(zhuǎn)化，通過蒸發(fā)作用減少滲濾液的產(chǎn)生量，對以有機物為主的廢水起到水肥合一、綜合利用的效果，這是一種新穎的污水處理方法。用于滲濾液處理的土地處理系統(tǒng)主要是人工濕地和回灌處理等。

人工濕地是利用人為手段建立起具有濕地性質(zhì)的污水處理系統(tǒng)，人為創(chuàng)造一個適宜水生植物或濕地植物生長的環(huán)境，是浮水或潛水植物及處于水飽和狀態(tài)的基質(zhì)層和微生物組成的復(fù)合體，通過生化作用將水中可溶性的有機物、固體和膠體不溶性有機質(zhì)轉(zhuǎn)變成植物所需營養(yǎng)物質(zhì)，降解污染物。在英國、美國、德國等國家，主要應(yīng)用在滲濾液二級、三級處理系統(tǒng)中。人工濕地有巨大的緩沖能力、效果好、能耗和運行費用低、管理方便，但是不適合北方寒冷地區(qū)。

我國垃圾滲濾液的處理難點

由于滲濾液水質(zhì)水量復(fù)雜多變，每個填埋場自身的條件不同，垃圾滲濾液如何處理一直是比較棘手的問題。應(yīng)該根據(jù)填埋場實際情況，選擇最佳的處理工藝組合以及最優(yōu)的管理方式，才能解決滲濾液處理的難題。目前看來，主要的難點有如下幾點：

1.單一工藝效果差 垃圾滲濾液因其獨特的水質(zhì)特性，單一的處理工藝難以達標，如何選出科學(xué)合理的處理工藝是首要難點。

2.出水水質(zhì)不穩(wěn)定 由于季節(jié)性降水導(dǎo)致滲濾液水質(zhì)和水量隨季節(jié)波動較大，對處理過程的運行穩(wěn)定性影響較大。在組合工藝保持不變的條件下，如何保持有效處理和穩(wěn)定運行是當前滲濾液處理的第二個難題。

3.總氮去除率低 傳統(tǒng)的生物處理方法去除低濃度氨氮效果較好，隨著垃圾填埋場使用時間增加，氨氮含量不斷增加，傳統(tǒng)生物處理方法出水中的總氮難以達到標準，提高總氮去除率是當前垃圾滲濾液處理的第三個挑戰(zhàn)。

4.運行費用高 在新排放標準的嚴格要求下，除了厭氧-好氧聯(lián)合工藝外，滲濾液處理廠還會采用膜工藝，但是也產(chǎn)生了高運行成本。如何確保廢水滿足排放標準，同時降低處理廠的運行成本，這是當今滲濾液處理的第四個難題。

我國滲濾液處理技術(shù)的展望

到目前為止，國內(nèi)還沒有完善的垃圾滲濾液處理工藝，研究與開發(fā)處理工藝時應(yīng)考慮填埋場從開始使用到穩(wěn)定封場后再利用的全過程。

1.滲濾液處理工藝多樣化 因為滲濾液隨著地區(qū)、季節(jié)變化，僅使用一種處理方法效果很差。最近幾年，人工濕地技術(shù)在國內(nèi)開始采用，經(jīng)濟成本低，操作方法簡便，但存在污染土壤的風(fēng)險，前端處理工藝必須穩(wěn)定運行，才能排入人工濕地。隨著排放標準的不斷提高，滲濾液的處理工藝需要進一步多樣化。

2.滲濾液處理工藝科學(xué)化 選擇滲濾液處理工藝應(yīng)綜合考慮水質(zhì)和變化情況，并參考氣候、水質(zhì)、水量、節(jié)能降耗、經(jīng)濟合理、水質(zhì)達標等。目前，中國缺乏成熟的工藝選擇方法，并且過于依賴設(shè)計者主觀理解。研究設(shè)計一套適合我國垃圾填埋場滲濾液處理的經(jīng)濟合理的工藝選擇方法，并開發(fā)一種新型的滲濾液處理技術(shù)，是當務(wù)之急。

3.降低運營成本 目前，滲濾液處理行業(yè)的主要目標是水質(zhì)達標并且處理的水量達到預(yù)期標準，對滲濾液處理行業(yè)以更加專業(yè)、規(guī)范、精細的管理模式進行管理，以提高處理效率，降低運營成本。

4.實現(xiàn)滲濾液零排放 研究高效、節(jié)能、規(guī)模大、成本低的處理技術(shù)，真正實現(xiàn)垃圾滲濾液“零排放”也是未來的研究方向。

（作者工作單位為遼寧省大連生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心）