物化法处理垃圾渗滤液的研究进展

摘要：垃圾渗滤液是一种含污染物种类多、目标污染物结构复杂的液态污染物。假如这些渗滤液不及时处理，会严重威胁人类身心健康。所以对垃圾渗滤液进行有效、合理的处理与处置，避免造成对周围环境的二次污染已成为城市环境中急待解决的问题。生物法具有处理成本低、效果理想的特点，是渗滤液处理的主流工艺。然而对于这种成分异常复杂的废水来说仅仅依靠生物法很难达标排放，需要进一步结合物化工艺进行深度处理，以保证达标排放。目前研究者主要采用的物化工艺主要是吸附法、絮凝法、膜工艺法、高级氧化法等深度处理工艺进行垃圾渗滤液的深度处理，文章针对不同物化工艺进行总结分析以期为垃圾渗滤液处理提供有利的参考。

关键词：吸附法；絮凝法；高级氧化；垃圾渗滤液

引言

现行的渗滤液的处理一般都是“预处理+生化处理+深度处理”工艺路线，因渗滤液具有水质水量随着填埋地点的差异存在差别，目前还缺少通用可行的处理方法使渗滤液达标排放。所以在实际工程应用中先要对渗滤液成分进行分析，然后确定采用何种处理工艺。现有的处理技术都存在一定的缺陷，升级改造现有技术，开发新型高效的处理技术，加强不同技术之间的集成研究与开发，从整体上提高垃圾渗滤液的处理效率，降低投资及运行成本是今后垃圾渗滤液研究工作的重点。

1.垃圾渗滤液来源及主要特点

垃圾渗滤液是垃圾本身含的自由水和长期填埋过程中有机成分分解产生的水，在地表水和地下水的径流作用下形成的混合液体。渗滤液的性质因填埋时间长短、垃圾中有机物组分差异、气候条件的不同而存在一定区别。但其存在一定共性，比如水质成分异常复杂、氨氮含量高、重金属浓度大等特点。

2.处理垃圾渗滤液物化法

2.1吸附法

吸附法是利用固体物质的多孔性吸附功能去除垃圾渗滤液中的难降解有机物、重金属离子等有毒有害物质的一种方法。吸附法适合吸附中等分子量以下的有机目标污染物质，适合吸附生化后的有机物和填埋时间长的垃圾渗滤液。Ayala等学者利用废咖啡渣进行吸附矿化垃圾渗滤液实验研究，考察了pH值、吸附时间、溶液初始浓度对吸附效果的影响，实验结果表明，pH在5～7范围内吸附效果最佳，吸附在3h达到饱和。在最佳实验条件下废咖啡渣对重金属Zn、Cd、Ni的吸附量分别为10.22、5.96和7.51mg/g。SDe等采用气体吹脱—混凝—絮凝—吸附一体化工艺流程处理垃圾渗滤液，实验结果表明NH3—N、色度、BOD5、COD的去除率分别为96.3%、91.8%、95.8%和90.0%[1]。在国内，采用吸附材料吸附垃圾渗滤液同样受到很多研究者的青睐，吴小卉等研究者采用沸石和炉渣作为吸附剂处理农村生活垃圾渗滤液，进行了吸附剂性能的研究，实验结果表明利用沸石对农村垃圾渗滤液水样中CODCr、NH3—N、TN、TP的去除率分别为37.54%、62.91%、34.48%和27.73%，其中炉渣对水样中的Cr、As、Cd、Ni、Pb去除率分别为81.79%、35.99%、97.26%、74.89%和91.19%。活性炭吸附仅对渗滤液中分子量小于1000的物质有吸附去除能力，效果比较理想，但吸附处理的费用高昂同样限制活性炭吸附的应用推广，所以寻找性优价廉的吸附剂迫在眉睫。

2.2混凝沉淀法

混凝沉淀法是在污染水体中投加各种混凝剂(Al2(SO4)3、PAC、FeCl3、PFS)，通过混凝剂和水体中悬浮物胶体分子间的作用形成絮凝体和矾花，最终达到沉淀作用。

丁家志等采用不同(AlCl3、PFS和TiCl4)混凝剂对垃圾渗滤液生化出水进行处理研究发现，PFS对COD的处理效果较理想，其最高去除率为71.94%;混凝剂TiCl4则对NH3—N、SS和UV254去除效果优于其他2种混凝剂，在实验最佳条件下，NH3—N、SS和UV254去除率分别为66.78%，80.69%和87.66%。DOumar等采用生物过滤(BF)与电絮凝(EC)联合工艺处理生活垃圾渗滤液。实验表明采用镁基阳极的EC工艺作为三级处理，在10mA/cm2的电流密度，经过30min的处理，其COD和色度去除效果最好，分别达到53%、85%。SWang等研究者利用混凝剂PFS+碳电解+Fenton氧化联合工艺处理垃圾渗滤液，在最佳工艺条件:水样初始pH=4.0、投加量为400mg/L时，垃圾渗滤液的COD去除率可达50%以上。混凝除去的物质主要为悬浮固体和大分子的有机物等，而渗滤液中这部分有机物所占的比例相对较小(小分子的挥发性脂肪酸占了TOC的绝对多数，甚至可达90%以上)。因此，用混凝法处理渗滤液时，对COD的去除率一般都不高。混凝是垃圾渗滤液深度处理最为经济、最为有效的技术之一，但是一般情况下仅仅依赖混凝过程，特别是随着新的排放标准的实施，难以实现对垃圾渗滤液的有效深度处理。通常将混凝与Fenton氧化、臭氧氧化、活性炭吸附等技术组成联合工艺来用于渗滤液的深度处理。开发并优化混凝与高级氧化处理渗滤液的组合工艺，是混凝工艺更为广泛应用于渗滤液深度处理的必然选择[2]。

2.3膜分离技术法

膜分离技术处理污染水体机理主要是利用膜的筛分作用，截留水体中污染有机物，达到净化水体的作用。根据膜孔径的大小差异膜分离技术分为以下几种:微滤(MF)、纳滤(NF)、反渗透(ＲO)、超滤(UF)等。黄凯兴等将纳滤膜和多种反渗透膜相结合，用来处理垃圾渗滤液处理过程中产生的纳滤浓缩液，在试验范围内纳滤浓缩液的去除率达到50%以上。Dolar等进行混凝+UF和吸附+UF工艺处理经过ＲO和NF预处理的垃圾渗滤液水样，实验结果表明混凝+UF的联合工艺优于吸附+UF工艺。和生物处理工艺相比较，膜分离技术受水质水量变化的影响较小，且出水水质比较稳定，在对高浓度的垃圾渗滤液和难降解废水的处理过程中有着一定的优势。膜技术可用于垃圾渗滤液生化出水的处理，然而存在膜污染、浓差极化及清洗、不可降解有机物和无机成分在膜组件中的积累等问题，而且关键在于一次性投资和运行费用均极高[3]，不适合我国大部分垃圾填埋场的渗滤液处理。

2.4联合工艺法

联合工艺处理垃圾渗滤液是国内外研究的主流，对于渗滤液这种成分异常复杂的污染水体来说，单单只靠一个工艺处理，很难达标排放，需要多工艺进行联合处理。卜光辉等采用超滤和混凝—Fenton预处理垃圾渗滤液，实验结果表明，混凝－Fenton对渗滤液中的COD去除率为90.4%。李才华等采用臭氧—过硫酸盐联合工艺处理垃圾渗滤液，实验结果表明，当臭氧的投加浓度为19.8g/m3、过硫酸盐投加量为0.4g/L时，B/C的比例由0.13上升到0.49。每个技术处理垃圾渗滤液都有其各自的优缺点，比如絮凝能够很好的去除大分子物质，吸附能够很好的去除中等量的有机物，高级氧化可以把大分子物质氧化分解成小分子物质甚至直接矿化。所以可以把多个工艺进行结合，提高其处理效果达到渗滤液排放标准。

结论

简而言之，文章主要分析了垃圾渗滤液的来源与特点，介绍了吸附法、絮凝法、膜分离技术法、高级氧化法及其组合等多种物化法处理渗滤液的研究现状，分析了各种工艺的不足，并对今后垃圾渗滤液处理方法进行了展望[4]。