作者：邢佶勇; 出自： 发表日期： 2007-12-196aaaa
摘要：对我国国内垃圾填埋场渗滤液的成分、性质、危害及垃圾渗滤液处理方式、处理技术的研究和应用进展进行了综述。重点阐述了垃圾渗滤液的就地循环处理、生物处理、反渗透处理、高级氧化处理技术及部分工程实例,并且对垃圾渗滤液处理技术的发展进行了展望。 1 垃圾渗滤液的成分和性质
填埋作为一种城市固体废弃物（垃圾）处理方式已被国内外广泛应用，在我国目前有90%左右的城市固体废弃物是用填埋法处理的[1]。由于压实和微生物的分解作用，垃圾中所含的污染物将随水分溶出，并与降雨、径流等一起形成垃圾渗滤液。
1.1 垃圾渗滤液的来源和产生量
垃圾渗滤液的产生受诸多因素影响，不仅水量变化大，而且变化无规律性。其主要来自以下五个方面：①降水的渗入②外部地表水的流入③地下水的渗入④垃圾本身含有的水份⑤微生物厌氧分解产生的水。
所以降水量、蒸发量、地面流失、地下水流入、垃圾的特性、地下层结构、表面覆土和下层面排水设施情况对渗滤液的产生量都有影响。虽然渗滤液产生量波动较大，但对与同一地区填埋场，其单位面积的年平均产生量是在一定范围内变化的[2]。
1.2 垃圾渗滤液的成分和特性
通常，垃圾渗滤液中的有机物可分为3种：①低分子量的脂肪酸②中等分子量的灰黄霉酸类物质③高分子量的碳水化合物类物质、腐殖质类。 渗滤液中的有机成分随填埋时间而变化。填埋初期，渗滤液中的有机物的可溶性有机碳约90%是短链的可挥发性脂肪酸，其中以乙酸、丙酸和丁酸浓度最大。其次的成分是带有相对高密度的羟基和芳香族羟基的灰黄霉酸。随着填埋时间的增加，填埋场逐步趋于相对稳定，此时，渗滤液中挥发性脂肪酸含量减少，而灰黄霉酸和腐殖质类成分则增加。
垃圾渗滤液的特性如下：
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① 有机污染物种类繁多，水质复杂。
② 污染物浓度高，变化范围大。
渗滤液中污染物浓度及其变化范围见表１所示。
表１ 渗滤液中污染物浓度及其变化范围[4]
Tab. 1 The Pollutant Density of Landfill Leachate
污染物 | 浓度范围(mg/L) | 污染物 | 浓度范围(mg/L) | 污染物 | 浓度范围(mg/L) |
COD | 100～90000 | pH | 5～8.6 | Cu | 0～9.9 |
BOD5 | 40～73000 | cl- | 5～6420 | Pb | 0.002～2 |
TS | 0～59200 | SO42- | 1～1600 | Mn | 0.07～125 |
SS | 10～7000 | Ca2+ | 23～7200 | Zn | 0.2～370 |
NH3-N | 6～10000 | Fe | 0.05～2820 | TCr | 0.01～8.7 |
NOX-N | 0.2～124 | Mg | 17～1560 | VFA | 10～1702 |
TP | 0～125 | Cd | 0.003～17 | 大肠菌值／（cfu/L） | 23000～2.3X108 |
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③ 水质水量变化大。产量随季节变化大，雨季明显大于旱季。
④ 金属含量高。
垃圾渗滤液中含有10多种金属离子，由于国内垃圾不像国外某些城市那样经过严格的分类和筛选，所以国内外垃圾渗滤液中金属离子浓度有差异。其中铁浓度可高达2050mg/L,铅的浓度可达12.3 mg/L，锌的浓度可达130mg/L，钙的浓度可达4300 mg/L[3]。
⑤ 氨氮含量高。
高氨氮浓度是城市垃圾渗滤液的重要水质特征之一，随着垃圾填埋年数而增加，可以高达1700mg/L,渗滤液中的氮多以氨氮形式存在，约占TN的70%～80%。
⑥营养元素比例失调。
对于生化处理，污水中适宜的营养元素比例是BOD5:N:P=100:5:1,而一般的垃圾渗滤液中的BOD5:P大都大于300,与微生物所需的磷元素相差较大。
1.3 垃圾渗滤液的特性与埋龄的关系
垃圾填埋后，随着填埋年龄的增长，垃圾中有机物的降解速率、垃圾的持水能力和水的透过性能均发生变化。所产生的渗滤液性质在填埋场的不同年龄中也会有不同的性质。随着时间的增长，垃圾中难降解的高分子有机物逐渐取代了可生物降解的有机物。如表２所示。
表２ 渗滤液特性与填埋场年龄关系[５]
Tab. 2 The Relationship Between Characteristic and age of landfill leachate
考察指标 | <5年（年轻） | 5～10(中年) | >10年 |
pH | <6.5 | 6.5 ～7.5 | >7.5 |
COD(g/L) | >10 | <10 | <5 |
COD/TOC | <2.7 | 2.0～2.7 | >2.0 |
BOD5/COD | >0.5 | 0.1～0.5 | <0.1 |
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1.4 我国不同城市垃圾填埋场渗滤液成分
渗滤液中的有机污染负荷主要由于城市垃圾中剩余废弃物的含量决定，因人们的生活水平、生活习惯及环保意识不同而异。表３总结了国内不同城市部分垃圾渗滤液中主要污染物的成分和含量，供科研人员参考。
表３ 国内不同城市垃圾渗滤液主要成分对比
Tab. 3 the Contrasting Among Diffirent Cities Landfill Leachate
项目 | 上海 | 杭州 | 广州 | 深圳 |
COD | 1500-8000 | 1000-5000 | 1400-5000 | 3000-60000 |
BOD5 | 200-4000 | 电阻加热炉 400-2500 | 400-2000 | 1000-36000 |
TN | 100-700 | 80-800 | 150-900 | 800-2400 |
SS | 30-500 | 60-650 | 200-600 | 100-6000 |
NH3-N | 60-450 | 50-500 | 160-500 | 400-1500 |
pH | 5-6.5 | 6-6.5 | 6.5-7.8 | 6.2-8.0 |
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2 垃圾渗滤液的处理技术
垃圾渗滤液作为一种高浓度有机废水，如不及时对其进行收集、处理，将造成对地下水，地表水及垃圾填埋场周围环境的污染和影响。目前国内外主要的垃圾渗滤液处理技术有以下几种。
就地循环处理技术
渗滤液循环处理就是在有防渗衬层的垃圾填埋场中，设置垃圾渗滤液的收集系统，将产生渗滤液回流至垃圾填埋场进行循环。对垃圾降解影响主要的环境因素包括pH、营养成分、毒素含量、水分含量、颗粒大小以及氧化还原电位等，而其中最关键的参数是水分含量。一般垃圾含水率平均为28%,使微生物最活跃需要维持55％的含水率，所以通过喷灌器向垃圾堆顶层或通过专有管道打回流，使渗滤液回到垃圾堆层，使有机物在微生物的分解下尽快形成生物膜，使滤液中的水得到净化；同时也加速了垃圾中有机物成分的快速降解。
垃圾渗滤液循环处理技术有如下的优点：
① 促进垃圾加速降解
② 美发镜台减少渗滤液流量
③ 有效固结重金属
④ 有利于垃圾中有机物的气化
⑤ 促进垃圾填埋场的稳定化
但是受到填埋场特性的限制，回灌并不能完全消除渗滤液，而且回灌后的渗滤液氨氮含量高，仍需要进一步处理后才能排放。故该方法不能独立作为渗滤液的处理后排放工艺，还需其他后续处理设施配合。
生物处理技术
目前国内外渗滤液的处理工艺，总体上采用以生物处理为主体工艺。针对我国国内渗滤液高氨氮、高有机物的特点，厌氧＋好氧组合的渗滤液处理工艺一直是国内外研究的热点。
厌氧－好氧处理工艺与单独的厌氧或好氧工艺相比，具有以下特点：
① 由于在厌氧阶段可大幅度去除水中的悬浮物和有机物，其后续好氧处理工艺的污泥量可得到有效的减少，从而设备容积也可缩小，有报道，在实践中厌氧－好氧处理工艺的总容积不到单独好氧工艺的一半。
② 厌氧工艺可对进水负荷的变化起缓冲作用，从而为好氧处理创造较为稳定的进水条件。
③ 厌氧处理能耗低和费用地，且其对废水中有机物的去除亦可节省好氧段的需氧量和相应的能耗，从而节省整体工艺的运行费用。
④ 单独用厌氧系统其出水往往不能达到处理要求和排放标准；单独用好氧工艺对高浓度且水质水量不稳定的废水的抗冲击能力不如厌氧法。
对于高氨氮垃圾渗滤液而言，2000～3000mg/L的NH3-N含量对生化反应有很大的冲击力。一般在进行生化处理前，需要进行氨氮的吹脱和气提。根据后续采用的生化处理工艺，NH3-N含量预处理后需降至200～800mg/L。
2.2.1 国内外应用实例
绍兴市大坞岱垃圾填埋场[粉尘收集５]采用两级厌氧（HRT分别为18.76d和20d）+两级活性污泥法（HRT分别为0.17d和0.33d）+混凝沉淀+生物氧化塘（HRT分别为12d）工艺处理进水COD、BOD5和NH3-N浓度分别为5800mg/L、3000mg/L、800mg/L的渗滤液后，出水COD、BOD5和NH3-N浓度分别低于150 mg/L、60mg/L、250mg/L。
Hoilijoki[６]对无填料活性污泥反应器和投加塑料填料的反应器对厌氧处理后城市垃圾渗滤液（出水COD、NH3-N浓度分别为270～1000mg/L、53～270 mg/L）的硝化效果。反应器分别在10℃、7℃、５℃下运行了149d废盐焚烧炉选型、2d、16d。在0.027gNH3-N/(gMLVSS.d)的负荷率、约3d的停留时间及10℃条件下运行，两个反应器均实现了完全硝化。但在５℃，在0.010gNH3-N/(gMLVSS.d)的负荷率下运行，在投加塑料填料的反应器实现了完全硝化，但在无填料活性污泥反应器中的去除率不到61%。实验表明在低温时和不同负荷条件下，有填料比没填料的好氧反应器硝化效果好。
深圳填埋场的渗滤液COD、BOD5和NH3-N浓度(见表３所示)远远高于国内其他城市填
埋场。当地污水处理要求填埋场渗滤液经处理后必须达到COD<600 mg/L、 NH3-N<25 mg/L的标准后才能外排城市市政污水处理厂。王宝贞[７]采用厌氧复合式反应器+氨吹脱+AO淹没式生物膜曝气池+化学沉淀工艺对其进行处理。厌氧反应器：MLSS=3389 mg/L;AO池缺氧段：MLSS=2828 mg/L;氨吹脱塔：MLSS=2157mg/L。UASB厌氧反应器（HRT为2.0d，T=20～34℃,COD容积负荷率为9.5kgCOD /m3.d）,氨吹脱塔（pH为9.1，HRT为5h,水循环比为25:1,气水比为280:1）,A/O淹没式生物膜曝气池（HRT为22.1h,缺氧池为6.5h,好氧池为15.6h;出水回流比R=3），后续混凝深度处理投加PAC 200～300 mg/L；出水COD低于600 mg/L，NH3-N<25 mg/L,达到当地城市下水管道的排放标准。
反渗透处理技术
对于老化的填埋场渗滤液，是极其难以生物降解的，其BOD5/COD比值<0.1，有的甚至<0.01，此时采用生物处理方法处理收效甚微。因此，一些运行了数十年的老填埋场，其原有的渗滤液生物处理设施大都弃置不用，而改用以膜分离法为主（尤其是反渗透膜法）的处理系统。
