鄧賢山，周恭明，高廷耀
（同濟大學 污染控制與資源化國家重點實驗室，上海200092）

　　摘 要：對城市垃圾填埋場滲濾液的國內外處理技術結合實際作了較為詳細的闡述和系統的分析。重點對當前國內外垃圾滲濾液的生物處理、物理化學處理、上地處理等處理方法在實際運行過程中的成功與失敗的經驗作了總結和探討。
　　關鍵詞：城市垃圾；滲濾液；廢水處理
　　中國分類號：X799.3
　　文獻標識碼：B
　　文章編號：1009－2455（2003）1－0043－04

Treatment of Percolate at City Refuse Landfill Sites
DENG Xian-shan, ZHOU Gong-ming, GAO Ting-yao
(State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, Xingh Unirersity, Shanghai200092, China)

　　Abstract: Technologies at home and abroad for the treatment of the percolate at city refuse landfill sites areexpatiated and anaIyzed systematicaIly, with practice kept in mind, which is centered on summarizing and dis-cussing the experiences of successes and failures of the biological methods, physiochemical methods, landfillmethods, etc., currently used at home and abroad in the treatment of the percolate at city refuse dumping sites.
　　Key words: city refuse; percolate; sewage treatment

　　近十幾年來國外學者就垃圾滲濾液的處理進行了大量的探索和研究，取得了一些成功經驗，有的已用于工程實踐。我國在垃圾滲濾液的處理研究方面起步較晚、起點較低，有不少失敗的教訓，但也獲得了一些寶貴的經驗。由于滲濾液水質水量的復雜多變住，目前尚無十分完善的處理工藝，大多根據不同填埋場的具體情況及其它經濟技術要求采取有針對性的處理工藝。縱觀國內外垃圾滲濾液處理的現狀，目前滲濾液的處理方案主要有場外綜合處理和場內單獨處理兩大類。主要處理工藝有生物處理法、物化法、土地法以及上述方法的綜合[1]。

l 生物法處理滲濾液

　　生物法是滲濾液處理中最常用的一種方法，由于其運行費用相對較低、處理效率高，不會出現化學污泥等造成二次污染，因而被世界各國廣泛采用。具體的工藝形式有傳統活性污泥法、穩定塘、生物轉盤、厭氧固定膜生物反應器等。
1.1 活性污泥法
　　美國和德國幾個垃圾填埋場采用活性污泥法處理滲濾液，其實際運行結果表明，通過提高污泥濃度來降低污泥的有機負荷，可以獲得令人滿意的處理效果。如美國賓州的Fall Township污水處理廠，其垃圾滲濾液進水的ρ（CODcr）為6000～21000 mg／L，ρ（BOD5）為 3000～13000 mg／L，ρ（氨氮）為 200～2000 mg／L，曝氣池的 p（污泥）為 6000～12000 mg／L，是一般污泥的質量濃度的3～6倍。在體積有機負荷為 1.87 kg［BOD5]/（m3·d），F／M 為 0.15－0.31 kg［BOD5］／kg［MLSS·d）時，BOD5的去除率為97％；在體積有機負荷為0.3kg[BOD5]/（m3·d），F／M為0.03－0·05 ks［BOD5］／（kg［MLSS］·d）時，BOD5的去除率為92％。該廠的數據說明，只要適當提高活性污泥的質量濃度，使F／M為0.03－0.31＜kg[BOD5]/（kg[MLSS]·d）之間采用活性污泥法能夠有效地處理垃圾滲濾液[2]。
1.2 穩定塘
　　國外早在80年代就有成功運用穩定塘技術處理滲濾液的生產性處理廠（Howard Robison，1992），英國在 1983年建成的 Bryn Postey填埋場滲濾液處理廠，運用曝氣氧化塘技術處理滲濾液。該氧化塘有效庫容 1000 m3，由高密度聚乙烯材料（HDPE膜）作防滲襯底，采用兩臺高效表面曝氣機進行曝氣，滲濾液最小水力停留時間 10d，滲濾液處理量D－150 m3／d。此系統自 1983年開始運行，滲濾液ρ（CODcr）ρ（BOD5）最大分別達 24000 mg/L和10 000 mg／L，F／M為 0.05～0.3 kg［BOD5］／kg［MLSS］·d）時，CODcr去除率達 97％[3]。
　　上海市廢棄物老港處置場，在三期工程改擴建時建成了以穩定塘和蘆葦濕地地表漫流處理系統相結合的滲濾液處理系統，設計規模為2000m3／d，實際運行流量1500 m3／d，其在冬季兩個月的典型數據見表1上海老港填埋場滲濾液水處理的運行效果：

表1 老港填埋場滲濾液水處理的運行效果 mg·L-1 檢測日期 氧化塘出口 蘆葦濕地出口 ρ（CODcr） ρ（NH3-N） ρ（CODcr） ρ（NH3-N） 2000.10.24 1177 160 589 29 2000.11.02 1264 145 1095 35 2000.11.13 1297 133 745 48 2000.11.21 1912 189 1326 69 2000.12.05 640 91 905 150 平均 1413 144 932 66

1.3 生物轉盤
　　生物轉盤是所謂固定生長系統生物膜法中的一種，運用于常規的污水處理中可有效地解決活性污泥法的污泥膨脹問題，并且由于膜上生物量大，生物相豐富，既有表層的好氧微生物，又有內層的厭氧微生物，因而具有抗水量、水質沖擊負荷的優點，同時生物膜上還能生長世代時間較長的硝化菌等。
　　Pitea滲濾液處理廠即采用生物轉盤處理垃圾滲濾液，設計規模500 m3／d，設計轉盤表面積3 000 m2，平均設計負荷 4.8 g［NH3－N／（m2·d）。該廠利用填埋場氣體加熱使進人生物轉盤的滲濾液溫度保持在20℃左右，取得了良好的處理效果。
上面介紹的Pitea填埋場生物轉盤是好氧生物反應器，英國Britannia填埋場則是運用厭氧固定膜生物反應器處理垃圾滲濾液，也取得了良好的處理效果[4]。
1.4 厭氧氧化處理
　　厭氧生物處理B前采用厭氧生物濾池，厭氧接觸法，上流式厭氧污泥床反應器及分段厭氧消化等，實踐證明厭氧處理時高質量濃度ρ（BOD5）＞2000mg／L）有機廢水的處理是有效的，但單獨采用厭氧生物處理滲濾液的情況很少見。北京市政設計院1988年進行了這方面的研究，得出的結論是建議采用厭氧一好氧法處理工藝[5]。
1.5 各種生物法比較
　　生物法中，好氧工藝的活性污泥法和生物轉盤的處理效果最好，停留時間較短（6～24 h）、運行經驗豐富，但工程投資大。運行管理費用高；相對來說穩定塘工藝比較簡單，投資省，管理方便，但停留時間長（10～30 d）、占地面積大且凈化能力隨季節變化較大。厭氧處理工藝近年來發展很快，特別適合于高濃度的有機廢水，它的缺點是停留時間長，污染物的去除率相對較低，對溫度的變化比較敏感，但通過研究表明厭氧系統產生的氣體可以滿足系統的能量需要，若將這部分能量加以合理利用，將能夠保證厭氧工藝有穩定的處理效果，還能降低處理費用。因而對于高濃度有機物的垃圾滲濾液，采用厭氧和好氧I藝的組合處理，無論是對于提高處理效率，還是就降低運行費用都是有意義的。

2 物化法

　　物化法過去只用在處理填埋時間較長的單元中排出的滲濾液，而今隨著滲濾液控制排放標準的日益嚴格，物化法也用來處理新鮮的滲濾液，且是滲濾液后處理工藝中最常用的方法之一。物化法包括絮凝沉淀、活性炭吸附、膜分離和化學氧化法等。由于物化法處理成本較高，不適于大量的滲濾液的處理。
2.1 絮凝沉淀
　　實驗證明；生物處理后的滲濾液進行絮凝沉淀時（利用鐵鹽或鋁鹽作絮凝劑），即使在ρ（BOD5）很低（＜25 mg／L）的情況下，CODcr的去除率仍可以達到50％，反應過程中最佳的pH值對于鐵鹽和鋁鹽分別為4.5～4.8和5.0～5.5，最小的加藥量在250－500 g／m3之間[6]。
　　絮凝沉淀工藝的不足之處是會產生大量的化學污泥；出水的pH值較低，含鹽量高；氨氮的去除率較低等。所以絮凝沉淀工藝即使有可觀的處理效率，在選用時還是要慎重考慮。
2.2 反滲透
　　反滲透經常用于滲濾液的后處理中，因其能夠去除中等分子量的溶解性有機物，國內早期利用醋酸纖維膜進行的試驗表明，CODcr的去除率可以超過80％，雖然在運行過程中有膜污染的問題，但反滲透工藝作為后處理工藝設在生物預處理后或物化法之后，負責去除低分子量的有機物、膠體和懸浮物，可以提高處理效率和膜的使用壽命^［5］。根據Ehrig在1989年的研究，一級反滲透工藝可使CODcr、BOD5和有機鹵代物（AOX）的去除率達到80qc，但是氨氮和氯離子的去除率要達到較高水平則至少需要二級反滲透工藝。
　　總之，反滲透工藝因其高效性、模塊化和易于自動控制等優點，應用得越來越多，但其用于滲濾液處理還存在以下問題：小分子量的物質的截留效率還不盡人意（例如氨、小分子的有機鹵代物（AOX）等）。高濃度的有機物或無機可沉降物容易造成膜污染或在膜表面結垢等問題。由于操作壓力很高（3～50 ba）造成能耗很高。反滲透濃液的處理是最大的困難，將其回灌到填埋場中已經不可取了，因為濃液的污染物濃度很高，是非常危險的廢物。目前多采用蒸發和干燥的方法，但費用很高。
　　在英國垃圾滲濾液處理廠使用Rochem’s專利圓盤管反滲透系統對初級滲濾液處理，這種處理技術是由南亨伯塞德郡穩特頓填埋場所設計和生產的 Rochem’s離析膜系統。Rochem’s離析膜系統能夠去除重金屬、SS、氨氮、有害難降解的有機物，處理后的水質滿足嚴格的排放標準。
2.3 活性炭吸附
　　活性炭吸附工藝適用于處理填埋時間長的或經過生物預處理后的滲濾液，它能去除中等分子量的有機物質。20世紀70年代在歐洲的實驗室研究表明，CODcr的去除率為50％－60％，若用石灰石作預處理，去除率可高達80％，而活性炭處理了140床后去除效率將明顯下降[7]。在生產性試驗中，由于滲濾液水質水量多變等原因，出現了去除效率下降和活性炭被大量污染的現象。活性炭的投加量與去除的CODcr量的線性關系當活性炭的投加量為800～1200 g／m3時，每克活性炭吸附3.0－3.2mgCODcr。活性炭吸附工藝的主要問題是高額的費用。盡管如此，首先進行生物預處理，再將該工藝與絮凝沉淀工藝相結合時、能保證出水較低水平的CODCr和AOX。
2.4 化學氧化
　　化學氧化工藝可以徹底消除污染物，而不會產生絮凝沉淀工藝中形成的污染物被濃縮的化學污泥。該工藝常用于廢水的消毒處理，而很少用于有機物的氧化，主要是由于投加藥劑量很高而帶來的經濟問題。對于滲濾液中一些難控制的有機污染物，化學氧化工藝可以考慮使用。
　　常用的化學氧化劑有氯氣、次氯酸鈣、高錳酸鉀和臭氧等。用次氯酸鈣作氧化劑時CODcr的去除率不超過50％；用臭氧作氧化劑時，沒有剩余污泥的問題，CODcr的去除率也不超過50％且對于含有大量的有機酸的酸性滲濾液使用臭氧作氧化劑不是很有效的，因為有機酸是耐臭氧的，相應就需要很高的投加劑量和較長的接觸時間。過氧化氫作氧化劑時因為可以去除硫化氫而主要用來除臭氣，加藥量一般每一份溶解性的硫要投加1.5～3.0份的過氧化氫。目前用化學氧化法處理滲濾液的研究還處在實驗室階段，其上要的問題是處理費用太高，但對于垃圾填埋場封場后所）一生的小水量、低含量的難降解滲濾液處理還是有一定意義的。

3 土地法

　　用土地法處理滲濾液的主要形式是滲濾液回灌和土壤植物處理系統。
　　在英國進行的滲濾液回灌生產性試驗中發現，滲濾液回灌不僅因為蒸發的作用而可以減少滲濾液的水量，而且還能大幅度降低滲濾液中有機物的含量。
　　土壤植物處理系統（S－P系統）不僅利用土壤或陳垃圾的物化及生化作用，而且還利用了植物根系對微生物的強化和植物修復技術。1985－1986年在瑞典建立了大規模現場S－P系統進行試驗，該系統占用了總面積為22公頃的填埋場中的4公頃，其中1.2公頃種植了柳樹，另外2.8公頃種植了各種草本植物。試驗區域為填埋場邊緣的3個坡地，種植了 30 000棵柳樹。在試驗的最初3年中，灌入試驗區域的滲濾液共計3 290 mm，測得年平均的蒸發量為340mm，為降水量的引％，而在試驗前相應區域的年平均蒸發量為 140 mm，為年降水量的 19％，蒸發量增加了二到三倍。該系統不光有減量的功能，還能夠降低滲濾液的濃度，例如氮的濃度平均下降了 60％，從6.93 mmol／L下降到了 2.96 mmol／L，可以肯定隨著柳樹的生長和根系的發展，處理效果還可能進一步地提高。

4 結論與思考

　　垃圾滲濾液由于成分極其復雜，如果用一種方法很難把它處理達標。所以，一般需要不同類型工藝方法組合處理，才能做到達標排放的要求。不同類型方法的組合一般是用生物法或土地法作為預處理，然后用物化法作為后處理。要達到日益嚴格的滲濾液處理排放標準，這種工藝的組合將是一種趨勢，關鍵是各種工藝的搭配和協調的問題。
　　垃圾滲濾液處理中存在的問題有：
　　①滲濾液水量變化較大，尤其是季節性變化量很大，在雨季里水量比較大。針對這個問題，一般填埋場采用管道把多余的滲濾液排到一個預留的池子里，等晴天滲濾液少的時候再進行處理。
　　②滲濾液水質特性變化大。不同填埋場，由于諸多因素不同，其水質存在很大差異，所以適用于某填埋場滲濾液的處理方法不一定也適用于另一填埋場滲濾液的處理。
　　③滲濾液中氨氮濃度高，尤其是在填埋后期其濃度更高。高濃度的氨氮對微生物的活性有抑制作用，而現有的氨氮吹脫又造成空氣的二次污染和吹脫塔結垢問題；有人提出超聲波吹脫法，這種方法比傳統吹脫法氨氮的去除率提高了門％－164％，CODcr去除率為24.90％－34.76％，比傳統的吹脫法提高了21%。超聲波的最佳工藝參數：PH為 11，時間為41min，氣水比 1000：1[8]。滲濾液處理費用高且難以達到排放標準。填埋場在封閉前，一般滲濾液濃度高且較難處理，即使采用厭氧一好氧生物處理工藝也難以達到排放標準；而高標準的滲濾液處理廠投資大，運行管理費用高，許多填埋場因為資金不足受限。

參考文獻：

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作者簡介：鄧賢山（1975－），男，安徽和縣人，同濟大學環境學院碩士研究生，研究水污染防治