衛(wèi)生填埋法具有工藝簡單、成本較低、處理量大的優(yōu)點，成為目前廣泛采用的垃圾處理方法。但是填埋產(chǎn)生的垃圾滲濾液是一種成分復雜的高濃度有機廢水，若不加處理直接排放，將會對周邊環(huán)境和地下水資源造成嚴重的危害。因此，對垃圾滲濾液進行有效處理迫在眉睫。
 

　　1 垃圾滲濾液的特性
 

　　垃圾滲濾液是指垃圾在堆放和填埋過程中因發(fā)酵作用、降水淋溶、地表水和地下水滲透而產(chǎn)生的污水。垃圾滲濾液的成分受垃圾組成、垃圾填埋時間、填埋技術(shù)、氣候條件等因素影響，其中垃圾填埋時間是zui主要的影響因素。若按填埋場場齡劃分，一般填埋時間在1 a 以下的為年輕滲濾液，1~5 a 的為中齡滲濾液，5 a 以上的為老齡滲濾液〔1〕。表 1 為不同類型垃圾滲濾液的特性〔2〕。
 

　　垃圾的水質(zhì)一般具有以下特點：(1)組成復雜，含有多種有機污染物、金屬和植物營養(yǎng)素；(2)有機污染物濃度高，COD 和BOD zui高可達幾萬 mg/L；(3)金屬種類多，含10 多種金屬離子；(4)氨氮高，變化范圍大；(5)組成和濃度會發(fā)生季節(jié)性變化〔2〕
 

　　目前垃圾滲濾液的處理手段主要以生物法為主，其中年輕滲濾液中易生物降解的有機物含量較高，B/C 比較高，氨氮較低，適宜采用生物法處理。但是隨著填埋場場齡的增加，垃圾滲濾液的可生化性會降低，氨氮大幅增加，這些都會抑制生物法的處理效果，因此中老齡垃圾滲濾液不宜直接采用生物法處理。且生物法對溫度、水質(zhì)和水量的變化比較敏感，無法處理難生物降解的有機物。而物化法對可生化性差、氨氮含量高的垃圾滲濾液有較好的去除效果，且不受水質(zhì)水量變化的影響，出水水質(zhì)相對穩(wěn)定，被廣泛用于預處理和深度處理垃圾滲濾液。筆者在現(xiàn)有物化處理技術(shù)基礎(chǔ)上，對吸附法、吹脫法、混凝沉淀法、化學沉淀法、化學氧化法、電化學法、光催化氧化法、反滲透和納濾法的研究進展進行了綜述，以期為實際工作提供一點借鑒。
 

　　2 物化處理技術(shù)
 

　　2.1 吸附法
 

　　吸附法就是利用多孔性固體物質(zhì)的吸附作用去除垃圾滲濾液中的有機物、金屬離子等有毒有害物質(zhì)。目前以活性炭吸附的研究zui為廣泛。J. Rodríguez 等〔4〕利用活性炭、樹脂XAD -8、樹脂 XAD-4 對厭氧處理后的垃圾滲濾液進行吸附研究，結(jié)果表明活性炭的吸附能力zui強，可使進水的COD 由1 500 mg/L 降到191 mg/L。N. Aghamohammadi 等〔5〕在采用活性污泥法處理垃圾滲濾液時加入粉末活性炭，結(jié)果發(fā)現(xiàn)加入活性炭后，COD 和色度的去除率幾乎是未加入活性炭的2 倍，氨氮去除率也有所提高。張富韜等〔6〕研究了活性炭對垃圾滲濾液中甲醛、苯酚和苯胺的吸附規(guī)律，結(jié)果表明活性炭的吸附等溫式符合Freundlich 經(jīng)驗公式。此外，活性炭之外的吸附劑也得到了一定的研究。M. Heavey 等〔7〕 用愛爾蘭Kyletalesha 填埋場的垃圾滲濾液進行煤渣吸附實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：COD 平均為625 mg/L、BOD 平均為190 mg/L、氨氮平均為218 mg/L 的滲濾液經(jīng)過煤渣吸附處理后，COD 去除率為69%、BOD 去除率為96.6%、氨氮去除率為95.5%。由于煤渣資源豐富且可再生，沒有二次污染，有較好的發(fā)展前景。活性炭吸附處理面臨的主要問題是活性炭價格較貴，而且缺乏簡單有效的再生方法，故其推廣應(yīng)用受到限制。目前吸附法處理垃圾滲濾液大多為實驗室規(guī)模，還需進一步研究后才能用于實際。
 

　　2.2 吹脫法
 

　　吹脫法是將氣體(載氣)通入水中，充分接觸后，使水中的揮發(fā)性溶解性物質(zhì)穿過氣液界面向氣相轉(zhuǎn)移，從而達到脫除污染物的目的，常用空氣作為載氣。中老齡垃圾滲濾液中氨氮含量較高，采用吹脫法可以有效去除其中的氨氮。S. K. Marttinen 等〔8〕利用吹脫法處理垃圾滲濾液中的氨氮，在pH=11、20 °C、水力停留時間24 h 的條件下，氨氮由150 mg/L 降至 16 mg/L。廖琳琳等〔9〕對垃圾滲濾液氨吹脫效率的影響因素進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)pH、水溫、氣液比對吹脫效率有較大影響，pH 在10.5~11 之間脫氮效果周杰倫新歌；水溫越高，脫氮效果越好；氣液比為3 000~3 500 m3/m3 時脫氮效果周杰倫新歌；而氨氮濃度的高低對吹脫效率影響不大。王宗平等〔10〕用射流曝氣、鼓風曝氣、表面曝氣3 種方式對垃圾滲濾液進行氨吹脫預處理，結(jié)果表明在相同功率下射流曝氣效果周杰倫新歌。國外有資料顯示，氣提法結(jié)合其他方法處理垃圾滲濾液后，氨氮去除率zui高可達99.5%。但是該法運行成本較高，而且產(chǎn)生的NH3 需要在吹脫塔中加酸去除，否則會造成大氣污染，另外吹脫塔內(nèi)還會產(chǎn)生碳酸鹽結(jié)垢問題。
 

　　2.3 混凝沉淀法
 

　　混凝沉淀法是向垃圾滲濾液中投加混凝劑，使?jié)B濾液中的懸浮物和膠體聚集形成絮凝體，再加以分離的方法。硫酸鋁、硫酸亞鐵、氯化鐵等是zui常用的無機絮凝劑，有研究表明單獨采用鐵系絮凝劑對垃圾滲濾液進行處理，COD 去除率可達到50%，比單獨使用鋁系絮凝劑的處理效果好。A. A. Tatsi 等〔11〕 用硫酸鋁和氯化鐵對垃圾滲濾液進行預處理，對于年輕垃圾滲濾液，進水COD 為70 900 mg/L 時COD 去除率zui高為38%； 對于中老齡的垃圾滲濾液，進水COD 為5 350 mg/L 時COD 去除率可達75%，當 pH 為10、混凝劑達到2 g/L 時，COD 去除率zui高可達80%。近年來，生物絮凝劑成為一個新的研究方向。A. I. Zouboulis 等〔12〕研究了生物絮凝劑對垃圾滲濾液的處理效果，研究發(fā)現(xiàn)：只需投入20 mg/L 的生物絮凝劑就可去除垃圾滲濾液中85%的腐殖酸?；炷恋矸ㄊ抢鴿B濾液處理關(guān)鍵技術(shù)，既可作為前處理技術(shù)，減輕后處理工藝的負擔，又可作為深度處理技術(shù)，成為整個處理工藝的保障〔3〕。但其zui主要的問題是氨氮去除率不高，同時產(chǎn)生大量化學污泥，而且投加的金屬鹽類混凝劑可能會造成新的污染。因此開發(fā)安全、高效、低廉的混凝劑是提高混凝沉淀法處理效果的基礎(chǔ)。
 

　　2.4 化學沉淀法
 

　　化學沉淀法是向垃圾滲濾液中投加某種化學物質(zhì)，通過化學反應(yīng)生成沉淀，再加以分離從而達到處理目的。有資料顯示，氫氧化鈣等堿性物質(zhì)的氫氧根能夠與金屬離子生成沉淀，可去除垃圾滲濾液中 90%~99%的重金屬，同時去除20%~40%的COD。在化學沉淀法中鳥糞石沉淀法應(yīng)用zui為廣泛。鳥糞石沉淀法即磷酸銨鎂沉淀法，向垃圾滲濾液中投加 Mg2+、PO43-及堿性藥劑，使之與某些物質(zhì)反應(yīng)生成沉淀。X. Z. Li 等〔13〕向垃圾滲濾液中投加了MgCl2·6H2O 和Na2HPO4·12H2O，在n(Mg2+)∶n(NH4+)∶n(PO43-)為 1∶1∶1、pH 為8.45~9 時，15 min 內(nèi)原垃圾滲濾液中的氨氮可從5 600 mg/L 降低到110 mg/L。I. Ozturk 等〔14〕利用該法處理厭氧消化后垃圾滲濾液，進水 COD 為4 024 mg/L，氨氮為2 240 mg/L 時，出水去除率分別達到50%、85%。B. Calli 等〔15〕采用該法也取得了98%的氨氮去除率?；瘜W沉淀法操作簡單，生成的沉淀中含有N、P、Mg 和有機質(zhì)等肥料組分，但沉淀物可能含有有毒有害物質(zhì)，對環(huán)境有潛在危害。
 

　　2.5 化學氧化法
 

　　化學氧化法可以有效分解垃圾滲濾液中的難降解有機物，并提高垃圾滲濾液的可生化性，有利于后期的生物處理，因而被廣泛用于處理生化性較差的中老齡垃圾滲濾液。其中高級氧化技術(shù)可以產(chǎn)生強氧化性的·OH，能夠更有效地處理垃圾滲濾液，主要包括Fenton 法、臭氧氧化法等。A. Lopez 等〔16〕利用 Fenton 法處理垃圾滲濾液，研究結(jié)果表明：在Fe2+用量為275 mg/L、H2O2 用量為3 300 mg/L、pH 為3、反應(yīng)時間2 h 的條件下，B/C 從0.2 升至0.5； 在Fe2+用量為830 mg/L、H2O2 用量為10 000 mg/L 的條件下， COD 去除率zui高可達60%，從10 540 mg/L 降至 4 216 mg/L。葉少帆等〔17〕采用Fenton 氧化—活性炭吸附協(xié)同深度處理垃圾滲濾液，采用先投加活性炭吸附30 min 后投加Fenton 試劑反應(yīng)150 min 的方式能夠獲得zui好的COD 去除效果。S. Cortez 等〔18〕以O(shè)3/H2O2 法處理老齡垃圾滲濾液，當O3 進氣量為5.6 g/h、H2O2 用量為400 mg/L、pH 為7、反應(yīng)時間1 h 時，出水COD 平均為340 mg/L，去除率達到72%， B/C 由0.01 升至0.24，氨氮由714 mg/L 降至318 mg/L。Fenton 法費用低廉、操作簡便，但該法要求在 pH 較低條件下進行，而且處理后的廢水需進行離子分離。臭氧氧化法的成本較高，且反應(yīng)過程中生成的中間產(chǎn)物可能會增加垃圾滲濾液的毒性，需進一步研究以適應(yīng)日益苛刻的環(huán)保要求。
 

　　2.6 電化學法
 

　　電化學法是在電場作用下使垃圾滲濾液中的污染物直接在電極上發(fā)生電化學反應(yīng)，或利用電極表面產(chǎn)生的·OH、ClO-發(fā)生氧化還原反應(yīng)，目前常見的是電解氧化。P. B. Moraes 等〔19〕用連續(xù)式電解反應(yīng)器處理垃圾滲濾液，當進水量為2 000 L/h、電流密度為0.116 A/cm2、反應(yīng)時間為180 min，進水COD 為 1 855 mg/L、TOC 為1 270 mg/L、氨氮為1 060 mg/L 時，出水去除率分別達到73%、57%、49%。N. N. Rao 等〔20〕利用三維碳電極反應(yīng)器處理高COD(17 100~ 18 400 mg/L)、高氨氮(1 200~1 320 mg/L)的垃圾滲濾液，反應(yīng)6 h 后COD 去除率為76%~80%，氨氮去除率zui高可達97%。E. Turro 等〔21〕對影響垃圾滲濾液電解氧化處理的因素進行了研究，以Ti/IrO2-RuO2為電極，HClO4 為電解質(zhì)，結(jié)果表明： 反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度、電流密度和pH 是影響處理效果的主要因素，在溫度為80 ℃、電流密度為0.032 A/cm2、pH= 3 的條件下反應(yīng)4 h，COD 由2 960 mg/L 降至294 mg/L，TOC 由1 150 mg/L 降至402 mg/L，色度去除率可達100%。電化學法流程簡單、可控性強、占地面積小，處理過程中不產(chǎn)生二次污染，缺點是消耗電能，處理成本較高，目前大多處于實驗室研究規(guī)模。
 

　　2.7 光催化氧化
 

　　光催化氧化是一種新型的水處理技術(shù)，對一些特殊污染物的處理比其他方法要好，因而在垃圾滲濾液的深度處理方面有著不錯的應(yīng)用前景。該法的原理是在廢水中加入一定數(shù)量的催化劑，在光的照射下產(chǎn)生自由基，利用自由基的強氧化性達到處理目的。光催化氧化采用的催化劑主要有二氧化鈦、氧化鋅、三氧化二鐵等，其中二氧化鈦使用zui廣泛。D. E. Meeroff 等〔22〕用TiO2 作催化劑進行光催化氧化垃圾滲濾液實驗，垃圾滲濾液經(jīng)過4 h 的紫外光催化氧化后，COD 去除率達到86%，B/C 從0.09 提高到0.14，氨氮去除率為71%，色度去除率為90%；反應(yīng)完成后85%的TiO2 可被回收。R. Poblete 等〔23〕利用鈦白工業(yè)的副產(chǎn)品(主要成分是TiO2 和Fe)作催化劑，并以商業(yè)TiO2 作對比，從催化劑類型、難降解有機物的去除率、催化劑裝量和反應(yīng)時間等方面比較了兩種催化劑的優(yōu)劣，結(jié)果顯示該副產(chǎn)品的活性更高、處理效果更好，可用作光催化氧化的催化劑。有研究發(fā)現(xiàn)無機鹽含量會影響光催化氧化法處理垃圾滲濾液的效果。J. Wiszniowski 等〔24〕以懸浮態(tài)TiO2 作催化劑，研究了無機鹽對滲濾液中腐殖酸光催化氧化效果的影響。當垃圾滲濾液中只存在Cl- (4 500 mg/L)和SO42- (7 750 mg/L)時并不影響腐殖酸的光催化氧化效果，但HCO3-存在時就大大降低了光催化氧化效率。光催化氧化操作簡單、能耗低、耐負荷、無污染，但要投入實際運行還需要研究反應(yīng)器的類型和設(shè)計、催化劑的效率和壽命、光能的利用率等問題。
 

　　2.8 反滲透(RO)
 

　　RO 膜對溶劑具有選擇性，以膜兩側(cè)壓力差為動力克服溶劑的滲透壓，從而分離垃圾滲濾液中的多種物質(zhì)。Fangyue Li 等〔25〕采用一種螺旋狀的RO 膜處理德國Kolenfeld 填埋場的垃圾滲濾液，COD 從 3 100 mg/L 降至15 mg/L，氯化物由2 850 mg/L 降至 23.2 mg/L，氨氮從1 000 mg/L 降至11.3 mg/L；Al3+、 Fe2+、Pb2+、Zn2+、Cu2+等金屬離子的去除率均超過 99.5%。研究表明，pH 對氨氮的去除效果有影響。L. D. Palma 等〔26〕先將垃圾滲濾液進行蒸餾后再用RO 膜處理，進水COD 從19 000 mg/L 降至30.5 mg/L； pH=6.4 時氨氮去除率zui高，從217.6 mg/L 降至0.71 mg/L。M. 譒ír 等〔27〕采用兩段連續(xù)的RO 膜進行凈化垃圾滲濾液的中試實驗，發(fā)現(xiàn)pH 達到5 時，氨氮去除率zui高，從142 mg/L 降至8.54 mg/L。反滲透法效率高、管理成熟，易于自動控制，在垃圾滲濾液處理中得到越來越多的應(yīng)用。但膜成本較高，且使用之前需要對垃圾滲濾液進行預處理以減少膜的負荷，否則膜容易被污染和堵塞，導致處理效率急劇下降。
 

　　2.9 納濾(NF)
 

　　NF 膜具有2 個顯著特征： 具有1 nm 左右的微孔結(jié)構(gòu)，可以截留分子質(zhì)量為200~2 000 u 的分子； NF 膜本體帶電，對無機電解質(zhì)具有一定的截留率。 H. K. Jakopovic 等〔28〕比較了NF、UF、臭氧3 種技術(shù)對垃圾滲濾液中有機物的去除情況，結(jié)果表明：在實驗室條件下處理老齡垃圾滲濾液，不同UF 膜可達到的周杰倫新歌COD 去除率為23%； 臭氧對COD 的去除率可達到56%； 而NF 對COD 的周杰倫新歌去除率可達 91%。NF 對滲濾液中離子的去除效果也比較理想。 L. B. Chaudhari 等〔29〕用NF-300 處理印度Gujarat 填埋場老齡滲濾液中的電解質(zhì)，2 種實驗水中的硫酸鹽分別為932、886 mg/L，氯離子分別為2 268、5 426 mg/L。實驗結(jié)果表明，硫酸鹽的去除率分別為83%、 85%，氯離子去除率分別是62%、65%。研究還發(fā)現(xiàn) NF 膜對Cr3+、Ni2+、Cu2+、Cd2+的去除率分別達到99%、 97%、97%、96%。NF 結(jié)合其他工藝后處理效果更好。T. Robinson〔30〕用MBR+NF 組合工藝處理英國 Beacon Hill 的垃圾滲濾液，COD 由5 000 mg/L 降至 100 mg/L 以下，氨氮從2 000 mg/L 降至1 mg/L 以下，SS 從250 mg/L 降至25 mg/L 以下。NF 技術(shù)能耗低、回收率高，潛力較大。但zui大的問題是長期使用后膜會結(jié)垢，進而影響膜通量和截留率等性能，將其應(yīng)用于工程實踐還需進一步研究。
 

　　3 結(jié)語
 

　　上述物化處理技術(shù)均能取得一定效果，但也存在許多問題，如吸附劑的再生、光催化氧化催化劑的回收、電化學法的高能耗、膜的堵塞污染等。因此，垃圾滲濾液只經(jīng)過單一的物化處理很難達到國家規(guī)定的排放標準，其處理工藝應(yīng)是多種處理技術(shù)的結(jié)合。一般垃圾滲濾液的完整處理工藝應(yīng)包括3 個部分：預處理、主處理和深度處理。預處理常采用吹脫、混凝沉淀、化學沉淀等方法，主要去除垃圾滲濾液中的重金屬離子、氨氮、色度或改善其可生化性。主處理應(yīng)采用成本低、效率高的工藝，如生物法、化學氧化等聯(lián)合工藝，目的是去除大部分有機物，并進一步降低氨氮等污染物含量。經(jīng)過前2 個階段的處理后，某些污染物仍可能存在，所以深度處理是必須的，深度處理可采取光催化氧化、吸附、膜分離等方法。
 

　　由于垃圾滲濾液成分復雜，并且會隨著時間、地點而變化，在實際工程中對垃圾滲濾液進行處理之前，首先需要詳細測定垃圾滲濾液的成分并分析其特點，選擇合適的處理技術(shù)?，F(xiàn)階段垃圾滲濾液的處理技術(shù)各有優(yōu)缺點，因此，升級改造現(xiàn)有技術(shù)，開發(fā)新型高效的處理技術(shù)，加強不同技術(shù)之間的集成研究與開發(fā)(如光催化氧化技術(shù)和生化處理技術(shù)的集成，沉淀法和膜處理的集成)，從整體上提高垃圾滲濾液的處理效率，降低投資及運行成本是今后垃圾滲濾液研究工作的重點。
 

　　原標題：垃圾滲濾液廢水處理方法總結(jié)