【正文】 濾液 中重金屬含量較其他 污 染物低得多： 垃圾滲濾液的特 性 通常． 垃圾 滲濾液中 的有 機(jī)物 可分 為 3 種 ：① 低 分 子量 的脂肪酸；② 中等分子 量 的灰黃 霉 酸類物質(zhì)； ③高分子量 的碳水化 合 物類物質(zhì)、腐 殖 質(zhì)類 。 滲 濾 液 中 的有機(jī)成分隨 填埋 時(shí) 間而 變化 。 填埋初期，滲濾液中 的有 機(jī) 物的 可 溶性有機(jī)碳約 90%是短鏈的 可 揮發(fā) 性脂肪酸 ，其 中以乙酸、 丙 酸和丁酸濃度最 大 。其次的成分是帶有相對(duì)高密度的 羥 基和芳 香 族 羥 基的灰黃 霉 酸。隨 著填埋時(shí)間 的增加， 填 埋場(chǎng)逐步趨 于相對(duì) 穩(wěn)定，此時(shí)，滲濾液 中揮發(fā)性 脂肪酸含 量減少 ， 而 灰黃霉酸和腐 殖質(zhì)類成分則增加 。垃圾 滲 濾 液的特 性 如下 。 ⑴ 有機(jī)污 染物種類繁多．水質(zhì)復(fù)雜 ，垃 圾滲濾液中含 有大量的有機(jī)物，含 量較多 的 有 烴類及其衍 生 物．酸 酯類 等 。 ⑵ 污染物濃度高和變化范圍 大 垃圾滲濾液 的 這一 特性 是其他污水所 無法比擬的，其 中 的 BOD5 和 COD 濃度最高可達(dá) 每 升 幾 萬 毫 克，主 要是在酸 性 發(fā) 酵 階段 產(chǎn)生 ， pH 達(dá)到或略低 于 7 ．此時(shí) BOD5 與 COD 比值為 一 0. 6 。 一般而言 ， COD、 BOD5, BOD5: COD 隨填 埋 場(chǎng)的“ 年 齡”增 長(zhǎng)而 降低．堿度則 上 升 。 ⑶ 水質(zhì)水量 變化 大 垃圾滲 濾 液水質(zhì)水 量變化大 ， 主要 體現(xiàn)在以下方面 ： ① 產(chǎn)生 量 隨季節(jié)變化大． 雨 季明顯大 于 旱 季 ； ② 污 染物組成及其濃度隨 填埋時(shí)間而 變化 。 ③污 染物組成及 其 濃度隨 填埋 時(shí)間 而 變化 。 ④ 金屬 含量高 垃 圾滲濾液中含 有 10 多種 金屬離子。 ⑤ 氨氮含量高 城市垃 圾滲濾液是一種組成 復(fù)雜 的高 濃度 有毒 有害 有機(jī)廢水．其 中 高 氨氮 濃度是城 市 垃圾滲濾液的 主 要水質(zhì)特征 之一 。滲濾液 中 的氨氮濃度隨若垃圾垃理年數(shù) 而增 加，可以 高 達(dá)上 1700 mg/L 左石，滲 濾液中的氮多 以氨氮的形式存在， 約占 TN 的 70%一80％。當(dāng)氨氮（尤其是游離氨）濃度過高時(shí)， 會(huì)影響微 生物的活性 ，降低生 物處理的效 果 。 ⑥ 營(yíng)養(yǎng) 元素 比例失調(diào) 對(duì) 于生化處理，污水中適宜的營(yíng)養(yǎng)元素比例是 BOD5:N:P=100： 5 : l ,而一般 的垃圾滲濾液中 的 BOD 5: / P 大都大于 300，與微 生物生 長(zhǎng)所需的磷元 素相差 較大。 (7)其他 特點(diǎn) 滲濾液在進(jìn)行生物處理時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量泡沫．不利于處理系統(tǒng)正 常運(yùn)行。 由于滲濾液中臺(tái)有較多難 降解 有 機(jī)物，一般 在 生化處理后， COD 濃度 仍在 500～ 2020 mg /L 范 圍 內(nèi)。 影響垃圾滲濾液成分和性質(zhì)的因素 某一特定垃圾填埋場(chǎng)，其滲濾液量的多少主要與氣候、水文條件有關(guān)．還與垃 圾的成分、 性質(zhì)，垃圾填理的時(shí)間、填理的方式及垃圾本身的含水率等 因素有關(guān) 。由于垃圾成分復(fù) 雜． 有機(jī)物含量高．填埋后發(fā)生分解、溶出、發(fā) 酵等反應(yīng)．滲濾 液中含 有大；量的有機(jī)物、氮磷類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和種類繁多的金屬類物質(zhì)。因此，垃圾滲濾液不僅是一種高濃度的有機(jī)廢水，且其水質(zhì)和水量的變化很大，水質(zhì)成分也相當(dāng)復(fù)雜 。 垃 圾成分對(duì)滲濾液性質(zhì)的影響 由于垃圾成 分的 性質(zhì)的不同，穩(wěn)定化過程所需的時(shí)間以及滲濾液的特性也會(huì)有所不 同。 在垃圾的穩(wěn)定化過程中，主 要存在兩種過程， 一 是固體 垃圾中有機(jī)物的分解并形成可溶性或可揮發(fā)性的產(chǎn)物，這此產(chǎn)物及其引起的溶出和洗脫作用產(chǎn)生重金 屬離 子 ，從而形成污染嚴(yán)重的滲濾液 。 同時(shí)有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為氣 體，所形成的滲濾液和氣體最終將離開填埋 場(chǎng)；二是穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的合成。由以上兩個(gè)過程的綜合 結(jié)果．使?jié)B濾液中既含有 高濃度的有機(jī)物，也含有大量 的植物營(yíng)養(yǎng) 物（主要是NH3 一 N）及多種金屬離子 。 填理場(chǎng) 結(jié)構(gòu)對(duì)滲濾液性 質(zhì)的影響 填埋場(chǎng)的結(jié)構(gòu)直接 影啊到滲濾液的 生 物降解及穩(wěn)定化進(jìn)程 。根據(jù)垃圾填埋層中的空 氣的存在狀況，填埋場(chǎng) 結(jié)構(gòu)可分厭氧填埋、好氧填埋及準(zhǔn)好氧 填埋 （ 1）厭 氣填理 厭氣填埋是將垃圾 填埋體獨(dú) 立于周圍的 環(huán)境，垃圾在這種“ 封閉容 器” 中必須經(jīng)過漫長(zhǎng)的厭氣發(fā)酵，才能實(shí)現(xiàn)最終穩(wěn)定和無害 化的 目 的。 （ 2）好氧 填 理 是利用鼓風(fēng)機(jī)直接向?qū)捄竦睦?填 理 體中鼓風(fēng)，在通常清況下，好氧性結(jié)構(gòu)的垃圾填理場(chǎng)能夠使?jié)B濾 液中污染物質(zhì)快速降解． 并很快達(dá)到穩(wěn)定。但好氧垃圾填埋 場(chǎng)的建設(shè)和維護(hù)費(fèi) 用相當(dāng)高，而且對(duì)運(yùn)行操作要求十分嚴(yán) 格 。 （ 3）準(zhǔn)好氧填 日本 福岡大學(xué)的研究者根據(jù)填理層中空氣的存在狀況，提 出 并 開發(fā)了“準(zhǔn)好氧填理力式 ”。準(zhǔn)好氧填埋的設(shè)計(jì)思想是不用動(dòng)力供氧，使?jié)B濾液集水溝水位低于滲濾液集水干管管底高程，使大氣可以通過集水管上部空間和排氣通量，在 垃圾堆體發(fā)酵 產(chǎn)生溫差的推動(dòng)下．使填埋層處于 好氧狀態(tài)， 并使垃理場(chǎng)內(nèi)部存在一定的好氧區(qū)域．特別是在滲濾液集排水管和排氣管 周 圍 存 在好氧區(qū)城，以使?jié)B濾液得以處理和 加快 填理垃圾的分解穩(wěn)定速度 。 與垃圾的厭氧 填埋相比，準(zhǔn)好氧填埋結(jié)構(gòu)能夠使?jié)B濾液中 污染物質(zhì)快速降解，從而使?jié)B濾液水質(zhì)穩(wěn)定化期 間 明顯縮 短。實(shí)際中由于準(zhǔn)好氧性結(jié)構(gòu)的垃圾填埋場(chǎng)在費(fèi)用上與厭氧性填埋沒有大的差別，而在 有機(jī)物分解 方面 又 與垃圾的好氧性 填埋 相近．因此，得到越來 越廣泛的應(yīng)用，準(zhǔn)好氧填埋結(jié)構(gòu)如圖 1 一 3 所示。 垃圾填 埋 方法對(duì)滲濾液水質(zhì)的影響 垃圾 的 填埋方法（如壓買密度、填埋深度等）對(duì)滲濾液的水質(zhì)具有一定的影響 。增 加垃圾的填理密度和填埋深度，即可減少垃圾的 含水量和土壤的滲水量 ，限制外來水進(jìn)入垃理場(chǎng)， 因 此可推遲垃圾 圾 中 有機(jī)成分的降解作 用，使?jié)B 濾液的濃度較低，廷長(zhǎng)滲濾液的產(chǎn)生 時(shí) 間 。 價(jià)圾 填埋場(chǎng)年齡對(duì)滲濾液性質(zhì)的影響 垃圾填 理后，隨著填埋 年齡的增長(zhǎng)，垃圾 中有機(jī)物的降解速率、垃圾的持水能力和水的透過性 能均發(fā)生變化 。所產(chǎn)生的滲濾液性質(zhì)在填理場(chǎng)的不同年齡段中也會(huì)有不同的性質(zhì)，因此垃圾填埋場(chǎng)年齡會(huì)對(duì)滲濾液的性質(zhì)產(chǎn)生較大影啊。 垃圾 填埋 場(chǎng)年齡的劃分及其滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn) 采用填理的 方法處理城市垃 圾， 實(shí)際上是一個(gè)垃圾的填充、覆土和壓實(shí)等多個(gè)過程的反復(fù) 循環(huán)過程，這樣使得垃圾填埋場(chǎng)內(nèi)各不 同位置的垃圾層可能處于不同的穩(wěn)定階段，或首說 垃圾場(chǎng)不同部位 垃圾的“年齡 ”是不同 的。 因而，各部位垃圾中微生 物的物理、化學(xué)和 生物學(xué)特性 及其活動(dòng) 方式是不同的。隨著所填埋的垃圾 的增多即填理場(chǎng)使用年限的廷長(zhǎng)，滲濾液的水質(zhì)將發(fā)生 變化 。 垃圾滲濾液通常可根據(jù)填埋場(chǎng)的“年齡”分為兩大類：一類是“年輕 ”的滲濾液（也稱 早期滲濾液），其填埋時(shí)間在 5 年以下，所產(chǎn)生 的滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn) ， PH 接近中性（一般在 7~8 之間）； BOD5 及 COD濃度較 高 ； 且 BOD5： COD 的比值較高 ；易生物降解的 揮發(fā)性 脂肪酸含量 較 高 。 同時(shí)各類 重金屬離 子 的濃度也高 （因較低的 pH 所致），易于 生物處理 。 另 一 類 是“年老”的填埋場(chǎng)產(chǎn)生的滲濾液（也稱晚期滲濾液）．其 填埋時(shí)間在 5 年以上 ，所產(chǎn)生的滲濾液的主要水質(zhì)特 點(diǎn)是， pH 接近中性 (一 般在 7 一 8 之間 )： BOD5 及 COD 濃度較低：且 BOD : COD 的比值較低；易生物降解的 有機(jī)物濃度很 低。 而氨氮 的濃度較高。重金屬離子濃度則開始下降（ 因 pH 升 高所致 ） ，對(duì)它 宜采用生化一物化聯(lián)合工藝進(jìn)行處理 。 運(yùn)行時(shí) 間 超過 15 年的垃圾填埋場(chǎng)，所產(chǎn)生的滲濾液在大 多數(shù) 時(shí)間內(nèi)均為“年 老”（晚期）滲濾液，故滲濾液處理工 藝的選擇要以晚期滲濾液的水 質(zhì) 為根據(jù)。 “年老”滲濾液處 量的難點(diǎn)在于高濃度的氨氮．如此高 濃度的氨氮，在沒 有 外加堿度的條件下進(jìn)行硝化反應(yīng)會(huì)使好氧曝氣沉淀池出水的 pH 降到 5 以下 。 如外加堿，耗堿量 為 m3 左右 ，將增加 滲濾液處理費(fèi) 用。這種高濃度氨氮的反 硝化脫氮相應(yīng)的 COD 碳源明顯不足 ．根據(jù)理論和實(shí)際 反硝化脫氮對(duì)碳源的消耗 一般要 求經(jīng)硝酸鹽 軟反硝化的 C OD / TKN 為 ，對(duì)晚期滲濾液來講、往往 達(dá)不到這 一要求，故補(bǔ)充部分碳源是不 可避免的。 滲濾液特性與“年齡 ”的 關(guān)系 表 1 一 11 列出了滲濾液特性與 垃埋場(chǎng)“ 年齡”的關(guān)系，由表中 數(shù)據(jù)叫清楚地看出滲濾液 中 主要 污 染物 指標(biāo)隨填埋場(chǎng)“年齡”而變化的規(guī)律。滲濾液的水質(zhì)還與當(dāng)?shù)氐臍夂?、水文等條件和垃圾 填理場(chǎng)所在地的地形．地貌 有 關(guān) 。垃圾滲濾液是通過垃 圾層中厭氧微生物的作用將有機(jī)成分分解轉(zhuǎn)化并使它們?nèi)?出而進(jìn)入垃圾 層的水體而形成，因而污染物的溶出現(xiàn)律也是決定滲濾液水質(zhì)的重要因素 之一， 而氣溫則是影響其溶出規(guī)律的重要因素。垃圾層內(nèi)較高的溫度可加速微生物對(duì)有機(jī)成分的降 解和加速垃圾的穩(wěn)定化過程． 并可在短期內(nèi)產(chǎn)生高 濃度 的滲濾液。 滲濾液水質(zhì)隨“年齡”變化原因分析 Chion 和 DcWallc 指 出 ，在年輕的垃圾 填埋 場(chǎng)中． COD/TOC 和 BOD5/COD 的 比值較高， 大 約有 2／ 3 的總有 機(jī)碳是 由短鏈的脂肪 酸組成，這也反映出厭 氧產(chǎn)甲烷 降解過程所需的 底 物是 充足的。 一般來講，在 垃圾 衛(wèi) 生填 理場(chǎng)運(yùn) 行 至 35 年的 時(shí)候，不僅 底 物和微 生物的量 都隨填 埋 場(chǎng) 年 齡的增加 而 日漸降低， 而且 滲濾液的組成也 有顯著 地改變 。 在填埋場(chǎng)的中年或老年 期 ．滲濾 液 中 主 要 有 機(jī)物為難降解的 長(zhǎng)鏈碳水化合物或和腐 殖 質(zhì) 。由 此 可 觀察到 BOD5 /COD 的比 值 也降低了。 Gau 等指出， 在 垃圾 填埋場(chǎng)處置 固體廢物時(shí)，最初的微 生 物對(duì) 有 機(jī)物的降解 作 用 是 易生物降解的化合物（揮發(fā) 性脂肪酸 ）被降解，由此 使 垃圾 滲濾液具 有 較 高 的濃 度 。隨著 填埋 場(chǎng) 年 齡的增 長(zhǎng) ， 垃圾中難 降解的 高分子有機(jī) 化合物 逐漸 取代了 可生 物降解的有 機(jī) 物。 第 2 章垃圾滲濾液處理技術(shù)概述 近年來，隨著環(huán)保要求的不斷提高．國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)垃圾滲濾液處理技術(shù)進(jìn)行了深人研究，由于垃圾滲濾液中污染物濃度高、水量變化大，其處理工藝尚待進(jìn)一步的完善。目前各地大都根據(jù)各填埋場(chǎng)的具體情況，有針對(duì)性地確定處理工藝， 一、國(guó)內(nèi)垃圾滲 濾液典型處理工藝 祝萬鵬等針對(duì)華南某市有害廢物填埋場(chǎng)中有代表性的 22 個(gè)固體樣，進(jìn)行浸出試驗(yàn)，并和積水塘水等配制，模擬滲濾液試驗(yàn)，取得了滿意的效果，處理流程如圖 3— 1 所示。其主要工藝設(shè)計(jì)參數(shù)為，最大月平均日水量 ，混合反應(yīng)池石灰投加量 — 1 . 5g/ L，控制加藥后污水 pH 值為 — ，加石灰后混合 2~5min ，硫酸亞鐵后混合 2min，反應(yīng) 20 min ，沉淀池沉淀時(shí)間 2h。經(jīng)該工藝處理的出水水質(zhì)符合 《 廣東省水污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 》 中第二類污染物的要求。 唐山市垃圾填埋場(chǎng)因其遠(yuǎn)離城市，滲濾液采用現(xiàn)場(chǎng)處理，其工藝流程如圖 3 一 2 所示，其處理工藝的特點(diǎn)將收集沉淀分離的滲濾上清液噴灌回流至垃圾填埋場(chǎng)，在回流的過程中通過自然蒸發(fā)及生物降解，使水量和有機(jī)物含量減少，最終經(jīng)生化處理達(dá)標(biāo)后排放。 垃圾滲濾液多屬可生化高濃度廢水，若將其處理達(dá)標(biāo)， BOD COD 的去除率大都在 98 ％以上，常規(guī)的好氧處理一般難以滿足上述要求，大多采用厭氧、好氧相結(jié)合的處理方法，其流程如圖 3— 3 、圖 3 一 4 所示。當(dāng)滲濾液 BOD5=1500mg / L 、 COD = 25000mg/L、 NH3一 N=1000mg/L ， 經(jīng) 流 程 處 理 可 達(dá) 標(biāo) 排 放 。 當(dāng) 滲 濾 液 為 COD= / L , NH3 一 N = / L 時(shí)，經(jīng) A / B ( A / 0) 復(fù)合系統(tǒng)處理，出水 COD 100mg /L , NH3 一 N 10mg / L 。 另外，在生化處理過程中，由于滲濾液中高濃度的 NH3— N 抑制生物作用，而難以取得較好的處理效果．為了使垃圾滲濾液能較好地進(jìn)行生化處理，大都采用空氣吹脫和加石灰自由吹脫、活性炭吸附或采用曝氣吹脫預(yù)處理。 中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院 和清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系的趙宗升等用厭氧氨氧化工藝做了高濃度 NH3— N 的處理研究，工藝流程如圖 3—5 所示。 試驗(yàn)裝置由滲濾液進(jìn)水槽、進(jìn)水泵、厭氧流化床、缺氧池、曝氣池、沉淀池、回流泵、溫度控制器、 pH 值無線檢測(cè)系統(tǒng)組成。試驗(yàn)用滲濾液的污染物 NH3 一 N 和 TN 為主，在進(jìn)水 NH3 一 N 為 1129mg / L 時(shí)，出水 NH 3 一 N 為 57mg / L，總?cè)コ蔬_(dá)到 95 % 。 盧平等采用吹脫法加 A/O2 生化處理聯(lián)合工藝對(duì)香港已應(yīng)用十年的某垃圾填埋場(chǎng)滲濾液進(jìn)行試驗(yàn)研究，吹脫條件 控制在 pH 值 =9 . 5 ，吹脫 12h ，對(duì) NH3 一 N 的去除率在 60％以上，再經(jīng)缺氧／好氧