垃圾填埋中的渗滤液形成和特性Word文档下载推荐.docx

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要新建一大批城市垃圾卫生填埋场。

垃圾填埋场的渗滤液

而垃圾卫生填埋场却将面临一个不可回避的问题

垃圾渗滤液；

垃圾焚烧发电过程

中，其垃圾临时堆场同样也存在垃圾沥滤液的问题，只是其量小而已。

渗滤液

废弃物在填埋处置过程中产生的含有大量污染物的渗滤液便会构成新的污染源。

来源于自然降水、废弃物自身含水、废物在堆场受热分解产生的液体等，以及在填埋场中产

相当恶劣：

BOD5和COD浓度可达几千或者上万，严重时甚至于高达几万也是常见的；

并

且含有高浓度的氨氮；

还含高重金属量离子；

微生物营养元素比例失调等。

小、水质水量变化的范围大、其随机性也极大。

所以，垃圾渗滤液是否能够有效处理，实现

进行了大量的试验研究，取

有机废水，渗滤液的处理近十余年得到了广大科研人员的关注，

但是，城市垃圾渗滤液的处理一直是填埋场设计、

运行和中非常棘手的问题。

在实际的

得了不少成果，现有的城市垃圾文生填埋场基本都配套有渗滤液处理厂。

处理过程中，由于渗滤液自身的典型特点使得小水量的渗滤液的处理成为相当复杂的工程。

但只有解决了城市垃圾渗滤液的污染问题，固体废弃物对环境的危害才被真正遏制。

因此，渗滤液污染问题的解决，是垃圾卫生填埋场建设过程中的关键问题，也是城市垃圾处理中急待解决而又必须做好的一项十分重要的事情。

为能切实有效地处理好垃圾渗滤液，就必须对垃圾渗滤液有一个全面的认识和深入的了

解。

据此笔者试图通过本文就渗滤液的成分、特性进行深入和全面的分析与探讨，以便在城市垃圾渗滤液处理工程中，为处理工艺和工程设计提供较为具体的参考依据。

渗滤液的来源及控制

（一）渗滤液的定义

渗滤液是指降水、废弃物自身含水及废物分解产生的水分和液体等在填埋场中产生重力流动并在固体废弃物中冲淋浸泡所产生的液体的总和。

（二）渗滤液的来源

城市垃圾填埋场渗滤液的主要来源如下：

1.自然降水

直接降水包括降雨和降雪，它是渗滤液产生的主要来源。

降水冲刷填埋场，使渗滤液水

降雨强度、降雨频率、降雨持续时

质严重恶化。

影响渗滤液产生数量的降雨特性有降雨量、间等。

2.废物中的水分

随固体废物进入填埋场中的水分，包括固体废物本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附（当储水池密封不好时）量。

入场废物携带的水分是渗滤液的主要来源之一。

3.地表径流

4.

通过低渗透率材料的隔离作用防止地下水进入填埋区。

般的防渗材料从下到上以此为

地表径流是指来自场地表面上坡方向的径流水，对渗滤液的产生量也有较大的影响。

4.有机物分解生成水

5.地下水

如果填埋场地的底部在地下水位以下，地下水就可能渗入填埋场内，渗滤液的数量和性

质与地下水同垃圾的接触情况、接触时间及流动方向有关。

但一般在设计施工中采取防渗措

施，可以避免或减少地下水的渗入量。

埋场构造、⑤操作条件等五个相互有关的因素决定，并受其它一些因素——如形成填埋场气

体所消耗的水分、形成水蒸气所消耗的水分等的制约。

（四）控制渗滤液产生量的工程措施

1．入场垃圾含水率控制

2．控制地表水渗入

地表水渗入是渗滤液的主要来源。

消除或者减少地表水的渗入量是填埋场设计的最为重

要的方面。

主要是对降雨的有效控制，可以减少填埋场渗滤液的产生量。

可供选用的控制设

施有雨水流路、雨水沟、涵洞、雨水储存塘等。

3．控制地下水渗入

1）设置隔离层法

粘土层、卵石滤层和土工布。

2）设置地下水排水管法。

3）抽取地下水法。

垃圾渗滤液的特征

（一）有机污染

有机污染一般以B0D5和CODcr指标来表示，其中BOD5反映了可被微生物降解的那部

分有机物。

运行中填埋场渗滤液中的BOD5、CODcr含量都很高。

垃圾场在运行期间，新进入的垃圾先在表层经好氧微生物作用，再进入下层经厌氧发酵，其中的有机物被逐步降解，源源不断地进入渗滤液，使得BOD5／CODcr数值相对稳定。

一旦垃圾填埋场封闭后，不再

BOD5指标逐渐下降，而不易被

有新鲜垃圾进入，可被生物降解的有机物越来越少，体现在降解的有机物相对增多，所以封闭期的渗滤液BOD5／CODcr要比运行期的数值小，也就是说此时渗滤液的可生化性更低。

二）无机污染

填埋场渗滤液的无机污染主要以氮、磷为主。

在填埋场运行期间，氮、磷污染物的浓度较高；

当填埋场封闭后，磷污染降低缓慢，而氮污染却逐渐上升。

这是因为垃圾在厌氧条件

由此

下的分解是一个缓慢过程，当垃圾场封闭后，原有的垃圾还要继续分解，其代谢产物中的氮、磷不断进人渗滤液，致使渗滤液中氮、磷居高不降，而且这种情况仍将持续几年时间。

可见，封闭后的渗滤液因含有高浓度氨氮而比运行期的渗滤液更难处理。

三）重金属污染

它是城市垃圾填埋场渗滤液中难以统一量化的参数，

它的多少，和所在城市的工业化水平和

生活垃圾单独填埋时，重金属含量会较低；

但与工业废物或污泥混埋时，重金属含量会很高。

工业废弃物的掺入比例紧密相关。

在采取混埋方式的城市垃圾中工业垃圾及其废弃物占了很大比例，这是重金属的主要来源，而生活垃圾中重金属的含量一般会较低。

影响渗滤液中重金属含量的还有另一个因素。

那就是，垃圾填埋场中重金属的溶出，随渗滤液的酸碱度而波动变化很大，当pH为7—8.5的中性条件下溶出量较低且趋于稳定，而当

且有着许多难以处理的组成

PH值偏离这一中性值时溶出量将升高，偏离愈远溶出量愈高。

可见，渗滤液由于废弃物的诸多不确定因素造成其水质非常差，成分。

又因为填埋场所处时期、废弃物废水的溶出速率等导致渗滤液水质的变化也非常大。

场龄），故渗滤液的水

其中至关重要的两个影响因素一是自然降水量、二是填埋场的年龄

质变化往往是不确定的，但却是按照其自身特定的规律，会在一个相当大的范围内波动变化。

这些将给渗滤液处理带来很大的麻烦。

在处理过程中，要注意到渗滤液的这些显著特点。

垃圾填埋场渗滤液的特性和特征［上］

（一）渗滤液的组分

1.常见元素和离子，女口Cd、Mg、Fe、Na、NH3、碳酸根、硫酸根和氯根等。

2.微量金属，如Mn、Cr、Ni、Pb等。

3.有机物，低分子有机物与高分子有机化合物夹杂在一起，几乎可以覆盖所有物质类型，很难做全分析，通常只是以TOC、COD来分析化验和计量，只有酚等主要有机有毒化合物才会做单独分析化验和计量。

4.微生物，有害有毒微生物与有益微生物大量滋生共存，包括病原体细菌、病毒等，数量庞大，种类繁杂。

（二）渗滤液特性

各地区垃圾渗滤液的性质变化范围较大，受填埋物种类、填埋方法、填埋场规模以及填埋周期、天气变化等各种因素的影响，尤其是在降水量大的地区，由于降雨时，大量雨水的冲刷，将填埋场内的物被雨水淋洗出来，使渗滤液水质恶化。

渗滤液的物质成分和浓度变化很大，取决于填埋废弃物的种类、性质、填埋方式、污染物的溶出速度和化学作用、降雨状况、填埋场场龄以及填埋场结构等。

但主要取决于填埋场的使用年限和取样时填埋场所处的阶段，新老填埋场渗滤液

的浓度变化范围的代表性特征见表1。

其浓度随时间成高度的动态变化关系。

填埋初期，填埋场处于产酸阶段，渗滤液中含有高浓度有机酸，挥发性有机酸占不到1%,此时BOD5、TOC、营养物和重金属的含量均很高。

随着时间的推延，填埋场处于产甲酸阶段，挥发性有机酸比例将增加，则相应的COD、BOD5等浓度都降了下来。

表1渗滤液随填埋场场龄而变化的水质特性

水质项目

新填埋场

5〜10a（中年）

>

10a（老年）

pH

<

6.5

6.5〜7.5

7.5

COD（g/l）

10

5

COD/TOC

2.7

2.0〜2.7

2.0

BOD5/COD

0.5〜0.8

0.1〜0.5

0.1

由于液体在流动过程中有许多因素可能影响到渗滤液的性质，包括物理因素、化学因素以及生物因素等，渗滤液的性质在一个相当大的范围内变动。

一般来说，其pH值变化范围为4〜9，C0DCr和B0D5浓度高，C0D在2000〜62000mg/L的范围内，B0D5为60〜45000mg/L,特别是在垃圾填埋场运行初期，垃圾渗滤液中的CODCr最高达到90000mg/L;

渗滤液的性质及变化特征一般为：

1．色嗅

呈淡茶色或暗褐色，色度在2000左右，有时高达4000度左右，有较浓的有机物腐化臭味；

其色深和恶臭会随场龄的增长而逐步消退或变淡，还会因自然降水和工业废弃物的性质和数量而变化。

2．PH值

填埋场初期PH值为6〜7,呈弱酸性，随着时间的推移，PH值可提高到7〜8，呈弱碱性；

其PH值会随场龄的增长而逐步趋向偏碱性，同样也会因自然降水而和工业废弃物的性质和数量而发生变化。

3．BOD5

随着时间和微生物活动的增加，渗滤液中的B0D5也逐渐增加。

一般填埋6个月至2.5年，达到最高峰值，此时B0D5多以溶解性为主，随后此指标开始下降，到6〜15年填埋场安定化为止。

4．C0Dcr

填埋初期C0Dcr较低（但一般也可以达到上万），随着时间的推移，C0Dcr

下降缓慢，而BOD5急速下降，这导致了B/C大为下降，可生化性变差。

具体的CODcr与BOD5的关系见下文的有机污染特性分析。

5．TOC

浓度一般为265〜2800mg/L。

BOD5/TOC可反映渗滤液中有机碳氧化状态。

填埋初期，BOD5/TOC值高；

随着时间的推移，填埋场趋于稳定化，渗滤液中的有机碳以氧化态存在，则BOD5/TOC值降低。

垃圾填埋场渗滤液的特性和特征[下]

6．溶解总固体

渗滤液中溶解固体总量随填埋时间推移而变化。

填埋初期，溶解性盐的浓度可达10000mg/L，同时具有相当高的钠、钙、氯化物、硫酸盐和铁。

填埋6~24个月达到峰值，此后随时间的增长无机物浓度降低。

7．悬浮物

垃圾渗滤液中的悬浮物通常都不高，SS一般多在300mg/L以下；

但是一旦填埋场出现异常时，悬浮物变化会很大，曾经出现过几万mg/LSS的纪录，好在悬浮物还是比较容易处理。

8．氨氮浓度高

垃圾渗滤液中的氨氮，以氨态为主，一般为0.4g/L左右，有时高达1.7g/L，有机氮占总氮的1/10。

氨氮浓度随填埋时间的增加而相应增加，渗滤液中的氮多

以氨氮形式存在，约占TKN40%~50%。

如此高浓度的氨氮，使微生物营养元素比例严重失调，仅靠硝化细菌和反硝化细菌脱氮不仅不能去除，反而会影响处理系统的正常运行，因此，在渗滤液进入生化处理前常需用物化法脱氮，9.含盐量高

渗滤液中的盐主要为氯化物（100~4000mg/L）和磷酸盐（9~1600mg/L），在降雨量稀少的缺水地区更加严重，如果需要对渗滤液再生回用时，必须进行脱盐处理。

10．重金属含量高

但与工业废物或污泥混埋时，重金属含量会很高。

混埋的城市垃圾渗滤液中含有10多种金属离子，其中铁2050mg/L,铅12.3mg/L,锌370mg/L，钾、钠2500mg/L,钙甚至高达4300mg/L。

生物处理系统中如金属离子含量过高，对微生物有强烈抑制作用。

11.营养元素比例失调

垃圾渗滤液通常有机物和氨氮含量高，而磷元素较为缺乏，其C/P比较大，

C/N比较小，NH3-N含量过高。

加上碱度高，对厌氧消化不利。

磷元素的缺乏也影响系统的稳定。

因此，处理工艺中需在生化前进行脱氮处理，并往往需向系统投加磷等营养元素。

12.水质变化大

填埋时间是影响渗滤液水质的主要因素。

渗滤液BOD5/CODcr一般在

0.4~0.75。

但随着填埋时间的增加，垃圾层日趋稳定，垃圾渗滤液中的有机物浓度降低，可生化性差的相对分子质量大的有机化合物占优势，其BOD5/CODcr

值甚至可低于0.1。

这表明生物法处理垃圾渗滤液的效率随填埋龄的增加越来越低，后序处理构筑物负荷逐渐加大，可见在设计中应留有余地，渗滤液的水质受季节降雨影响而波动较大，其变化规律很难确定。

渗滤液水质如此不稳定，这就要求其处理系统要有很强的抗冲击负荷能力。

三）水质特征

城市垃圾填埋场渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和中非常棘手的问题。

渗滤液是液体在填埋场重力流动的产物，主要来源于降水和垃圾本身的内含水。

由于液体在流动过程中有许多因素可能影响到渗滤液的性质，包括物理因素、化

学因素以及生物因素等；

其中至关重要的两个影响因素一是自然降水量、二是填

埋场的年龄（场龄），故渗滤液的水质变化往往是不确定的，但却是按照其自身特定的规律，会在一个相当大的范围内波动变化。

通常其pH值在4〜9之间，极端PH值曾出现过3~10的纪录；

CODcr在2000〜62000mg/L的范围内波动，极端值曾有超过100000mg/L的纪录；

BOD5从60〜45000mg/L的范围内波动，极端值曾有超过80000mg/L的纪录；

重金属含量，是城市垃圾填埋场渗滤液中最难以量化的一个复杂的参数，也是渗滤液处理中最为棘手的问题。

它的存在，往往跟一个城市的工业化水平和工业废弃物的掺入相关，因此若要控制垃圾填埋场渗滤液中重金属的含量，唯一

有效的手段，就是阻断工业废弃物的掺入，实行工业垃圾与生活垃圾分类收集和分类处理。

填埋场渗滤液的治理方案

由前文可知，垃圾渗滤液是一种高浓度的有机废水，若不加处理而直接排入环境水体，将造成严重的水事故而危害生态环境。

所以，必须对渗滤液进行行之有效的处理使之达标排放，杜绝和避免它对自然环境的污染危害。

常用的

垃圾渗滤液的处理技术因渗滤液的自身特点有其极为显著的特殊性，处理方案有以下四种：

直接引入城市污水合并处理

（一）输送合并处理方案

它不

但这并

渗滤

渗滤液与规模适当的城市污水处理厂合并处理是最为简单的处理方案，仅可以节省单独建设渗滤液处理系统的大额费用，还可以降低处理成本，非是普遍适用的方法。

一方面，由于垃圾填埋场往往远离城市污水处理厂，液的输送将造成较大的经济负担；

另一方面，由于渗滤液所特有的水质及其变化特点，在采用此种方案时，如不加控制，则易造成对城市污水处理厂的冲击负荷，影响甚至破坏城市污水处理厂的正常运行。

（二）渗滤液循环喷洒方案一一用渗滤液向填埋场作循环喷洒处理

渗滤液的循环喷洒是一种较为有效的处理方案。

通过回喷可提高垃圾层的含水率，由20%〜25%提高到60%〜70%,增加垃圾的湿度,增强垃圾中微生物的活性,加速产甲烷的速率、垃圾中污染物溶出及有机物的分解；

还可以因喷洒过程中挥发等作用而减少渗滤液的产生量，对水量和水质起稳定化的作用，有利于废水处理系统的运行,节省费用；

此外，能加速垃圾中有机物的分解，缩短填埋垃圾的稳定化进程，可使原需15年〜20年的稳定过程缩短至2年〜3年。

（三）预处理后合并方案——经预处理过的渗滤液与城市污水合并

预处理-合并处理是基于减轻进行直接混合处理时渗滤液中有害的毒物对城

市污水处理厂的冲击危害而采取的一种场内外联合处理方案。

渗滤液首先通过设

建设独立的场内完全处理系统

于填埋场内的预处理设施进行处理，以去除渗滤液中的重金属离子、氨氮、色度以及SS等污染物质或通过厌氧处理以改善其可生化性、降低负荷，为合并处理正常运行创造良好的条件。

（四）单独系统处理方案

垃圾渗滤液具有不同于一般城市污水的特点：

BOD5和CODcr浓度高、金属

含量较高、水质水量变化大、氨氮的含量较高，微生物营养元素比例失调等。

在渗滤液的处理方法中，在填埋场建设污水处理厂是将渗滤液彻底处理的最有效的方法。

另外，在场内建设完全独立的处理系统，能够完全地消除渗滤液，将渗滤液的危害全部消除，是最彻底的渗滤液处理方法。

由于渗滤液的污染负荷很高,尤其是有毒有害物含量较高,因而其处理工艺系统须为多种处理方法的有机组合。

目前多采用预处理-生物处理-后处理的工艺流程。

五）方案选择

直接排入城市污水处理厂是最为简单的方法，但是由于渗滤液的水质非常差，水质变化很大，将渗滤液直接排入城市污水处理厂会使处理厂的水质很不稳定，给污水处理厂的水处理工作带来很大的麻烦。

为了要求，保证污水的处理效果，越来越多的污水处理厂拒绝接受填埋场渗滤液。

而且在本工程中，垃圾填埋场离城市污水处理厂很远，直接排入污水处理厂在经济上也是不可行的。

向填埋场的循环回喷处理很经济，也有着稳定填埋场等很多好处，但其存在的问题也不少，很显著的是以下两个问题：

⑴不能完全消除渗滤液。

由于喷洒或回灌的渗滤液量受填埋场特性的限制,因而仍有大部分渗滤液须外排处理。

（2）通过喷洒循环后的渗滤液仍需进行处理方能排放，尤其是由于渗滤液在垃圾层中的循环，导致其NH3-N不断积累，甚至最终使其浓度远高于其在非循

这种造成二次污染的很不彻底的处

环（SinglePassLeachating渗滤液中的浓度。

理方式也是不可取的。

场内预处理场外合并处理的方式容易令人接受。

但是渗滤液经过两次处理和两次长距离的运送，本身就是不经济的。

而且渗滤液的极不稳定性是推行这种方法最大的阻力。

场内建立独立的场内完全处理系统还受到资金等方面的限制。

在过去，很

人们意识到

少有垃圾填埋场用场内建场法处理垃圾渗滤液。

但随着时间的推移，

这本身就

依然不会

了渗滤液的危害性。

对处理垃圾而不处理渗滤液造成了二次环境污染,有违处理垃圾保护环境的本意。

而对渗滤液进行回喷或者不完全处理,将渗滤液的危害消除。

只有采取独立的场内处理，才能使得渗滤液处理完全，做到真正的环保。

所以，目前基本上都采用填埋场内完全处理的方案。

垃圾渗滤液的处理方法包括物理化学法和生物法。

物理化学法主要有膜处理——超滤、纳滤、

逆渗透，活性炭吸附、化学沉淀、密度分离、化学氧化、化学还原、离子交换、膜渗析、气

提及湿式氧化法等多种方法，在CODcr为2000〜4000mg/L时，物化方法的CODcr去除

率可达50%〜87%。

和生物处理相比，物化处理不受水质水量变动的影响，出水水质比较稳

定，尤其是对BOD5/CODcr比值较低（0.07〜0.20）难以生物处理的垃圾渗滤液，有较好的处理效果。

但物化方法处理成本较高，不适于大水量垃圾渗滤液的处理，因此目前垃圾渗滤液

主要是采用生物法。

生物法分为好氧生物处理、厌氧生物处理以及二者的结合。

好氧处理包括膜生物反应器、活性污泥法、曝气氧化池、好氧稳定塘、生物转盘和滴滤池等。

厌氧处理包括上向流污泥床、厌氧固定化生物反应器、厌氧滤池、混合反应器及厌氧稳定塘。

城市垃圾渗滤液由于其水质差、BOD5和CODcr浓度高、金属含量较高、水质水量变

化大、氨氮的含量较高，微生物营养元素比例失调等因素，对其处理造成了很大的困难。

在西方发达国家，始于二战以后即上世纪七十年代起在少数大城市有九十年代起，在中等城市和东进入本世纪以来，已经逐步推广应用到中西部地区的中

另外由于城市垃圾卫生填埋场建设年代的跨度极大，上世纪四十年代，至今已有六十年的历史。

就我国而言，

雏形出现，我国城市垃圾的文生填埋则始于八十年代中后期;

部沿海地区的小城市迅速得到普及，等以上城市。

而对于渗滤液处理系统的配套工程，国外也同样开展的较早，在我国始见于上世纪八十

年代，其时间跨度将近30年。

在这么漫长的年代里，污水处理的技术也在不断进步，时至

今日，各项技术的发展已经今非昔比，渗滤液处理的工艺和技术水平也必然会打上不同年代

的印记。

因此，我国所见到的渗滤液的处理技术和所采用的工艺方法，可以说应有尽有，几

乎囊括了水和污水处理的全部技术类型。

垃圾渗滤液的好氧生物处理

1.曝气稳定塘

与活性污泥法相比，曝气稳定塘体积大，有机负荷低，尽管降解进度较慢，但由于其工程简单，在土地不贵的地区，是最省钱的垃圾渗滤液好氧生物处理方法。

美国、加拿大、英国、澳大利亚和德国的小试、中试及生产规模的研究都表明，采用曝气稳定塘能获得较好的垃圾渗滤液处理效果。

例如英国在BrynPostegLandfill投资60000英镑建立一座1000m3的曝气氧化塘，设2台表面曝气装置，最小水力停留时间为10d，氧化塘出水经沉淀后流经3km长的管道入城市下水道。

此系统1983年开始运行，渗滤液最大CODCr为24000mg/L，最大BOD5为10000mg/L，F/M=0.05〜

0.3kgCOD/（kgMLSS-d），水量变化范围0〜150m3/d，出水BOD5平均为24mg/L，但偶然有超过50mg/L的时候，CODcr去除率达97%，但在运行过程中需投加P,考虑到日常运行费用，投资偿还及其利息，与渗滤液直接排至市政管网相比，每年可750英镑。

2.传统活性污泥法

活性污泥法因其费用低、效率高而得到最广泛的应用。

美国和德国的几个活性污泥法污水处理厂的运行结果表明，通过提高污泥浓度来降低污泥有机负荷,活性污泥法可以获得令人满意的垃圾渗滤液处理效果。

例如美国宾州FallTownship污水处理厂，其垃圾渗滤液进水的CODCr为

6000〜21000mg/L，BOD5为3000〜13000mg/L,。

曝气池的污泥浓度（MSS）为6000〜12000mg/L，是一般污泥浓度的3〜6倍。

在体积有机负荷为

0.3kgBOD5/（m3-d）时，F/M为0.0