衛生填埋法具有工藝簡單、成本較低、處理量大的優點，成為目前廣泛采用的垃圾處理方法。但是填埋產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酵作用、降水淋溶、地表水和地下水滲透而產生的污水。垃圾滲濾液的成分受垃圾組成、垃圾填埋時間、填埋技術、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)組成和濃度會發生季節性變化〔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，且不受水質水量變化的影響，出水水質相對穩定，被廣泛用于預處理和深度處理垃圾滲濾液。筆者在現有物化處理技術基礎上，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
 

　　2.1 吸附法
 

　　吸附法就是利用多孔性固體物質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。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，結果發現加入活性炭后，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律，結果表明活性炭的吸附等溫式符合Freundlich 經驗公式。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，結果發現：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，故其推廣應用受到限制。目前吸附法處理垃圾滲濾液大多為實驗室規模，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，使水中的揮發性溶解性物質穿過氣液界面向氣相轉移，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，結果發現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，另外吹脫塔內還會產生碳酸鹽結垢問題。
 

　　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，使滲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，研究發現：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。混凝沉淀法是垃圾滲濾液處理關鍵技術，既可作為前處理技術，減輕后處理工藝的負擔，又可作為深度處理技術，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。
 

　　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，通過化學反應生成沉淀，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，使之與某些物質反應生成沉淀。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。化學沉淀法操作簡單，生成的沉淀中含有N、P、Mg 和有機質等肥料組分，但沉淀物可能含有有毒有害物質，對環境有潛在危害。
 

　　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。其中高級氧化技術可以產生強氧化性的·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，研究結果表明：在Fe2+用量為275 mg/L、H2O2 用量為3 300 mg/L、pH 為3、反應時間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150 min 的方式能夠獲得zui好的COD 去除效果。S. Cortez 等〔18〕以O3/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，且反應過程中生成的中間產物可能會增加垃圾滲濾液的毒性，需進一步研究以適應日益苛刻的環保要求。
 

　　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生電化學反應，或利用電極表面產生的·OH、ClO-發生氧化還原反應，目前常見的是電解氧化。P. B. Moraes 等〔19〕用連續式電解反應器處理垃圾滲濾液，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，結果表明： 反應時間、反應溫度、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模。
 

　　2.7 光催化氧化
 

　　光催化氧化是一種新型的水處理技術，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用前景。該法的原理是在廢水中加入一定數量的催化劑，在光的照射下產生自由基，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%；反應完成后85%的TiO2 可被回收。R. Poblete 等〔23〕利用鈦白工業的副產品(主要成分是TiO2 和Fe)作催化劑，并以商業TiO2 作對比，從催化劑類型、難降解有機物的去除率、催化劑裝量和反應時間等方面比較了兩種催化劑的優劣，結果顯示該副產品的活性更高、處理效果更好，可用作光催化氧化的催化劑。有研究發現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器的類型和設計、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。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〕采用兩段連續的RO 膜進行凈化垃圾滲濾液的中試實驗，發現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 左右的微孔結構，可以截留分子質量為200~2 000 u 的分子； NF 膜本體帶電，對無機電解質具有一定的截留率。 H. K. Jakopovic 等〔28〕比較了NF、UF、臭氧3 種技術對垃圾滲濾液中有機物的去除情況，結果表明：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，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%。研究還發現 NF 膜對Cr3+、Ni2+、Cu2+、Cd2+的去除率分別達到99%、 97%、97%、96%。NF 結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垢，進而影響膜通量和截留率等性能，將其應用于工程實踐還需進一步研究。
 

　　3 結語
 

　　上述物化處理技術均能取得一定效果，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，垃圾滲濾液只經過單一的物化處理很難達到國家規定的排放標準，其處理工藝應是多種處理技術的結合。一般垃圾滲濾液的完整處理工藝應包括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。主處理應采用成本低、效率高的工藝，如生物法、化學氧化等聯合工藝，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。現階段垃圾滲濾液的處理技術各有優缺點，因此，升級改造現有技術，開發新型高效的處理技術，加強不同技術之間的集成研究與開發(如光催化氧化技術和生化處理技術的集成，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