不同填埋年龄期垃圾渗滤液对HDPE管材结垢影响

李 敏, 赵 锐*, 杨天学, 马素德

1.西南交通大学地球科学与环境工程学院， 四川 成都 611756

2.中国环境科学研究院， 国家环境保护地下水污染模拟与控制重点实验室， 北京 100012

3.西华大学材料科学与工程学院， 四川 成都 610039

渗滤液因污染负荷大、组成复杂多变，是垃圾填埋场运营产生的主要副产物[1]. 根据垃圾填埋场设计规范，渗滤液通常需经管道系统收集并运至场内处理设施深度处理达标后排放[2]. 但在收运过程中，由于渗滤液中有机物、微生物等的共同作用，与管道表面发生复杂的物理化学和生物化学反应，极易导致管道结垢，减小过水面积，严重时可能引起爆管，对地下水形成二次污染风险[3-4].

相关研究发现矿物沉淀、生物膜生长和颗粒物沉积是引起管路结垢的主要原因[5-7]. 在管路集输过程中，渗滤液中有机物在微生物作用下发生分解，导致管内pH和CO2分压升高，所产生的CO32-与过量的金属离子(Ca2+和Mg2+)结合形成矿物沉淀[8-9]；同时，微生物也与无机盐协同作用形成生物膜，引起结垢[10-11]. 随着渗滤液中有机物的持续分解，碳酸盐含量不断增加，结垢加剧[12]. 此外，渗滤液中的悬浮颗粒物也促进CaCO3沉淀的固体晶核生成，其大小和沉积都会显著影响结垢层的厚度[5]. 管材的自身性能也会对集输结垢产生较大影响，研究[13-14]发现材料表面静电作用力、粗糙度和表面自由能越小，产生的粘附应力越小，抗垢性能越好. 以配置的渗滤液为例，已有研究[13]证实，高密度聚乙烯(HDPE)因表面范德……