垃圾渗滤液的污染特性及其处理技术研究

井辉马英

摘要：根据生活垃圾填埋场渗滤液的来源和特点，介绍了垃圾渗滤液处理的各种方案，通过比较国内、外渗滤液处理技术优缺点及研究动态，提出目前既成熟又经济的最主要的渗滤液处理手段--生化法。

关键词：垃圾渗滤液；处理方案；研究动态；新型处理技术

Abstract: According to the sources and characteristics of the MSW landfill leachate, describes the various programs of landfill leachate treatment, leachate treatment technology advantages and disadvantages by dynamic comparison of domestic and foreign, make mature economy the most important means of leachate treatment - biochemical method.Key words: landfill leachate; treatment programs; Research Trends; new processing technology

中图分类号：[TE991.3] 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）

垃圾渗滤液是垃圾填埋过程中产生的二次污染，是一种成分复杂的高浓度有机废水，主要来源于降水和填埋废物本身的内含水，其对环境的污染是填埋场最主要的环境问题之一。它可以污染水体、土壤、大气等，使地面水体缺氧、水质恶化、富营养化，威胁饮用水和工农业用水水源，使地下水丧失利用价值，有机污染物进入食物链将直接威胁人类健康。

1.垃圾渗滤液的来源和污染特性

1.1来源

垃圾渗滤液，是指垃圾在堆放和填埋过程中由于发酵和雨水的淋浴、冲刷，以及地表水和地下水的浸泡而滤出来的污水，它是垃圾填埋过程中产生二次污染的主要因素之一，造成水体、土壤、大气、生物等多方面的污染。它的来源按照产生量的大小排列主要分为三个部分：

1.1.1大气降水、地表径流及反渗的地下水；

1.1.2垃圾自身含水；

1.1.3由于微生物的厌氧分解作用而垃圾产生的水。

垃圾含水47%时，每吨垃圾可产生0.0722吨渗滤液,而生化反应产生的水要少得多，大气降水具有集中性、短时性和反复性，未及时引流的降水渗过垃圾层形成的渗滤液占总量的绝大部分。

1.2污染特性

1.2.1水质复杂，污染物种类繁多，危害性大。垃圾渗滤液中不仅含有多种耗氧有机污染物，还含有各类金属离子和植物营养素（氨氮等），在有工业垃圾进入的垃圾填埋场，渗滤液中还会含有毒有害有机污染物。

1.2.2污染物浓度极高。垃圾渗滤液中CODcr含量最高达8000 mg/L，BOD5含量最高达3500 mg/L，NH3-N含量最高达7400 mg/L。和城市污水浓度相比，浓度非常高[3]。

1.2.3明显的变化性，水质水量变化较大[1]。

①产生量呈季节性变化，雨季明显大于旱季。②污染物组成及其浓度随填埋年限的延长而变化。一般而言， CODcr、BOD5、BOD5 / CODcr随填埋场的“年龄”增长而降低，碱度上升。一般将填埋龄3～5年的填埋场的渗滤液称为早期渗滤液，其中易生物降解的挥发性脂肪酸含量较高，约占总有机碳的60％～70％，BOD5 / CODcr比值较高，一般在0.4～0.8，氨氮浓度为1000 mg/L左右。填埋龄超过3～5年后，渗滤液易生物降解的有机物比例会明显下降，称为晚期渗滤液。其BOD5 / CODcr比值一般为0.1～0.2，氨氮浓度反而增高，此时的处理目标以氨氮的去除为主。

2.垃圾渗滤液的处理方案

目前，国内外渗滤液的处理分为场内、场外和场内外联合三大类处理方案〔3〕，具体方案有以下几种：

2.1场外合并处理

合并处理就是将渗滤液引入附近的城市污水处理厂，利用污水处理厂对渗滤液的缓冲、解释作用和城市污水中的营养物质实现渗滤液和城市污水的同时进行处理，是目前最为简单的处理方案，它不仅可以节省单独建设渗滤液处理系统的大额费用，还可以降低处理成本。采取此种方案必须考虑输送成本和渗滤液污染物浓度较高的特性。

2.2场内外联合处理

在进行合并处理时，为减轻直接混合处理时渗滤液中有毒有害物质对污水处理厂的冲击危害，必须对垃圾渗滤液在填埋场内进行一定的预处理，然后通过管道排入污水处理厂合并处理，在投资及运行成本均较少的条件下能在场内去除相当部分对后续生物处理影响较大的污染物，从而对渗滤液的污染负荷加以缓冲并使下步的合并处理运转更顺利。

2.3场内回灌处理

渗滤液的循环喷洒是一种较为有效的处理方案。通过回喷可以达到两个方面的作用：

2.3.1可提高垃圾层的含水率（由20%-25%提高到60%-70%），增加垃圾的湿度，增强垃圾中微生物的活性，加速产甲烷的速率、垃圾中污染物溶出及有机物的分解。2.3.2不仅降低了渗滤液的污染物浓度，还因喷洒过程中挥发等作用而减少渗滤液的产生量，对水量和水质起稳定化的作用，有利于废水处理系统的运行和费用的节省。

2.4场内完全处理

通常，综合对垃圾渗滤液处理的地理位置、经济投入、技术水平等各种因素的考虑，很多填埋场内必须建立场内完全处理系统。但是由于渗滤液的高污染负荷、成分随时间改变等特性，尤其是各种有毒有害物质含量较高，加大了处理难度，而且一般都要求进行各种工艺进行组合处理才能达到排放标准。

3.垃圾渗滤液的处理技术

3.1垃圾渗滤液常见处理技术

目前，对垃圾渗滤液常见的处理技术〔13-14〕如图1所示：

图1 垃圾渗滤液常见处理技术

3.1垃圾渗滤液常见处理技术

3.1.1物化处理技术

物化处理的主要目的是去除渗滤液中的有毒有害重金属离子及NH 3-N，虽然物化处理不能完全代替生物处理，但某些方法，如混凝、吸附、吹脱和氧化等，则可作为预处理或深度处理而为渗滤液的达标排放和生物处理系统有效运行创造良好的条件。而且物化处理一般不受渗滤液水质水量的影响，出水水质比较稳定，尤其是对BOD/COD比值较低（0.07-0.20）,难以生化处理的渗滤液,有较好的处理效果,当COD浓度为2000-400mg/L时,物理化学法的COD去除率一般可达到50%-80%.但物化处理技术针对性太强,处理效果单一,且成本高,不适于大量渗滤液的处理,一般需要复杂的工艺才能对渗滤液进行全面处理。

3.1.2生化处理技术

生物处理包括好氧处理、厌氧处理及两者结合处理的方法，它具有处理效果好、操作简单、投资及运行成本低等优点，适合于处理生化性较好的渗滤液，是目前应用最多，最为有效的处理方法，也将是将来垃圾渗滤液处理最主要的手段。

3.1.3土地处理技术

土地处理是人类最早采用的污水处理方法，主要通过土壤颗粒的过滤、离子交换、吸附和沉淀等作用去除滤液中县浮固体并将可溶解成分固定在颗粒上。同时通过土壤中的微生物使渗滤液中的有机物和氮进行转化和稳定，通过蒸腾作用减少渗滤液的量。目前用于渗滤液处理的土地法主要是回灌法和人工湿地，具体包括慢速渗滤的量。

3.2垃圾渗滤液新型处理技术（原理）

从垃圾渗滤液的特性出发，其处理的难点在于其高污染负荷，特别表现是COD和氨氮负荷，尽管一些的处理技术能够使处理的出水满足国家污水排放标准但是依然存在各方面的问题，国内外都对渗滤液的处理尤其是渗滤液的脱氮进行了积极的探索并取得一些具有指导意义的成就〔24，31-32〕。

3.2.1短程硝化反硝化（Shortcut nitrification-denitrification）

短程硝化反硝化（Shortcut nitrification-denitrification）又称亚硝酸化反硝化，是指将硝化过程控制在HNO2阶段而终止，随后进行反硝化.这个过程的反应式（1-3）如下：

NH4+→含氮化合物的中间形态→NH2-（亚硝化过程，好氧）（1）

NH2-→含氮化合物的中间形态→N2（反硝化过程，厌氧）（2）

总过程：NH4+→HNO2→N2 （3）

（2）同步硝化反硝化（SND,Simultaneous nitrification-denitrification）

根据传统的脱氮理论，硝化与反硝化反应不能同时发生，硝化反应在好氧条件下进行，而反硝化反应在缺氧条件下完成。因此大多数的生物脱氮工艺都将缺氧区和好氧区分隔开，即形成所谓的前置反硝化或后置反硝化工艺。然而，最近几年国外有不少试验和报道证明存在同步硝化反硝化现象（SND）尤其是有氧条件下的反硝化现象确实存在于各种不同的生物处理系统，如生物转盘〕、SBR、氧化沟〔、CAST工艺等。Paul等人利用厌氧滤池和RBC对氨氮浓度高达2140mg/L的垃圾渗滤液〕，在RBC的氨氮负荷为1.5-3.0g/(m2·d)的条件下，氨去除率高达80%-90%。反应器中碱度消耗和COD去除的情况说明氨氮去除是通过同步硝化反硝化的途径。

（3）厌氧氨氧化（ANAMMOX,Anaerobic Ammonia Oxidation）

在无氧环境中，同时存在氨和NO2-或NO3-时，NH4作为反硝化的无机电子供体，NO2-或者NO3-作为电子受体，生成氮气，这一过程称为厌氧氨氧化Anammox。

4.结语

由于垃圾渗滤液成分复杂，水质水量变化较大，所以在选择处理方案和技术时必须因地制宜并详细测定渗滤液的各种成分，分析其特点，通过实验研究取得可靠的工艺参数，选择最佳的处理方案和工艺，以获得理想的处理效果。

参考文献

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作者简历：

姓名：井辉（1979年—）；性别：女；籍贯：辽宁省海城市；毕业学校：哈尔滨工业大学；学历：本科；职称：工程师；主要从事工作和研究方向：环境监测和管理。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。