城市垃圾衛(wèi)生填埋是當(dāng)今世界上使用最廣的垃圾處理方式。近年來，我國已陸續(xù)建成了一批垃圾填埋場，這對垃圾污染確實起到了很大的抑制作用，但同時也暴露出一些不容忽視的問題，其中以垃圾滲濾液的處理最為嚴(yán)重[1]。滲濾液是指堆放場中的垃圾由于填埋過程中及填埋后，因雨水入滲、地表水流入而產(chǎn)生的黑臭污水。滲濾液中有機物（如腐殖酸）的腐臭使污水呈現(xiàn)黃色、褐色甚至黑色[2]。如果滲濾液未經(jīng)嚴(yán)格處理或處理不達標(biāo)，會對周圍的地下水體、地表水體、土壤及生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染和危害。因此，尋找既經(jīng)濟又有效的滲濾液處理工藝十分必要。

現(xiàn)今滲濾液處理工藝主要有：生物法、物理化學(xué)法及兩者相結(jié)合的方法。其中物理化學(xué)處理技術(shù)包括混凝沉淀、化學(xué)氧化、化學(xué)還原、活性炭吸附、臭氧氧化、離子交換、反滲透、氣提法、吹脫法以及超濾法等[3]。

混凝技術(shù)是飲用水和廢水處理工藝中一種非常重要的物理化學(xué)處理技術(shù)，由于實施簡單，得以廣泛應(yīng)用[4]。1995年，美國環(huán)境保護局頒布了《消毒/消毒副產(chǎn)物條例》，美國的法規(guī)協(xié)調(diào)委員會最近要求美國環(huán)境保護局把強化混凝法列為此條例第一實施階段控制有機物的最佳方法[5]。

1  垃圾滲濾液處理中混凝劑的種類

1.1  幾種常用的鐵鹽、鋁鹽混凝劑

目前，混凝技術(shù)處理滲濾液時采用的混凝劑多為硫酸鋁、硫酸亞鐵、氯化鐵以及聚鐵、聚鋁等，這類混凝劑去除有機物的機理主要是：(1)混凝劑在水中生成氫氧化鋁或氫氧化鐵絮體，吸附滲濾液中有機物（如腐殖酸和富里酸），從而將其去除。氫氧化物絮體的表面電荷是影響有機物去除效果的主要因素。(2)有機物與混凝劑反應(yīng)生成不溶性的絡(luò)合物(如鋁、鐵的腐殖酸鹽和富里酸鹽等)，該機理類似于電性中和，去除效果主要受有機物酸度的影響，酸度不同會引起金屬與天然有機物中配位基絡(luò)合位置不同。一般認為，在混凝劑投量和pH較高條件下，第1個機理發(fā)揮主導(dǎo)作用；而在混凝劑投量和pH較低條件下，第2個機理發(fā)揮主導(dǎo)作用[6]。因此，混凝過程中影響處理效果的重要因素是混凝劑的投加量和滲濾液的pH。

Tatsi等[7]曾用硫酸鋁和氯化鐵處理滲濾液。對早期的滲濾液，其COD去除率為25%～38%，最佳鋁鹽投加量為3 000 mg/L；對穩(wěn)定的滲濾液，其COD去除率可達75%，當(dāng)pH調(diào)整為10，混凝劑離子濃度達到2 000 mg/L時，COD的去除率為80%。

由于混凝法要去除的物質(zhì)主要為懸浮固體和大分子的有機物等，而滲濾液中這部分有機物所占的比例相對較小，小分子的揮發(fā)性脂肪酸占了TOC的絕大多數(shù)，甚至可達90%以上。因此，用混凝法處理滲濾液，COD的去除率一般都不高，對年輕的填埋場產(chǎn)生的滲濾液COD和TOC的去除率一般為10%～25%；對于老的填埋場滲濾液，由于BOD5與COD的比值很小，COD和TOC的去除率可達50%～65%，很難再有突破性的提高。

目前，許多研究者在純鋁鹽、鐵鹽絮凝劑的基礎(chǔ)上做了進一步改進，主要可歸納為兩個方面：一是在鋁鹽或鐵鹽的制造過程中引入一種或一種以上的離子，在一定程度上改變聚合物的組成和結(jié)構(gòu)，研制出新型絮凝劑。二是依據(jù)協(xié)同增效的原理將鋁鹽和鐵鹽與一種或多種的其他化合物(包括有機的和無機的) 復(fù)合制得新型高效絮凝劑。

Amokrane等[8]用三氯化鐵和硫酸鋁做的滲濾液混凝處理實驗中，當(dāng)兩者的投量均為0.035 mol/L時，濁度的去除率分別為95%和87%，COD的去除率分別為55%和42%，達到最佳效果的pH分別為5.0和5.5，加入中性聚丙烯酰胺后提高了混凝效果。蔣建國等 [9]采用復(fù)合混凝劑(90%PAC＋10%PAM)及試劑A(1種殼聚糖)在不同pH及投加量情況下，對滲濾液COD去除效果進行了比較分析，在pH為5.5和8，復(fù)合混凝劑投加量為400 mg/L時，COD去除率分別為38.63%和37.84%；試劑A在pH為8，投加量為100 mg/L時，COD去除率達到39.85%。

1.2  生物混凝劑

傳統(tǒng)的混凝處理通過增加藥劑投量，提高了處理效果，但這樣產(chǎn)生了較大量的廢渣，對環(huán)境造成了二次污染。為減少對環(huán)境的危害，開發(fā)安全有效的混凝劑勢在必行。生物混凝劑就是其中的一種。I.Anastasios等[10]采用生物混凝劑去除滲濾液中的有機物，特別是其中的腐殖酸。針對同一種滲濾液，采用生物混凝劑和硫酸鋁都可以達到45%的去除率，生物混凝劑的投加量僅為硫酸鋁投加量的1/10，相應(yīng)產(chǎn)生的廢渣也迅速減少，而且這種混凝劑處理滲濾液時不需要調(diào)節(jié)pH，節(jié)約了成本。

2  基于混凝技術(shù)處理滲濾液的組合工藝

滲濾液的水質(zhì)水量特征決定了單純采用生物法進行處理，其出水水質(zhì)很難達到排放標(biāo)準(zhǔn)，須采用物化法與生物法相結(jié)合的工藝。而混凝技術(shù)作為一種簡便經(jīng)濟的物化水處理技術(shù)，也廣泛應(yīng)用于垃圾滲濾液中。

2.1  混凝作為預(yù)處理技術(shù)

滲濾液含有的有機物濃度均比較高，COD和BOD5濃度最高值可達數(shù)千至幾萬mg/L，氨氮含量高達幾千mg/L且變化范圍大，容易導(dǎo)致營養(yǎng)因素比例、C/N的比值失調(diào)的情況，且磷缺乏，一般BOD5/TP>300，與微生物生長所需的碳磷質(zhì)量比(100∶1)相差甚遠。直接采用生物法處理滲濾液時遇到的問題較多，甚至無法運行。混凝技術(shù)作為預(yù)處理技術(shù)處理滲濾液，可以削減滲濾液中的COD、氨氮、重金屬離子、色度等，為后續(xù)的處理工藝創(chuàng)造良好條件。其中作為滲濾液預(yù)處理技術(shù)的工藝如：“混凝－吸附”、“混凝沉淀－SBR－活性炭吸附”、“混凝－Fenton－SBR”、“混凝－光致氧化”和“混凝－臭氧氧化”等。

Amokrane等[8]利用混凝技術(shù)作為反滲透法的預(yù)處理，解決了膜結(jié)垢問題。

尚愛安、趙慶祥等[11]51研究混凝在滲濾液處理中的作用時，發(fā)現(xiàn)混凝預(yù)處理能夠去除部分生物難降解有機污染物和對微生物增殖有抑制作用的有毒有害物質(zhì)，可以降低生化處理的負荷，提高可生化性，顯著改善活性污泥的生長狀況，有助于后續(xù)生化處理中活性污泥的增殖，確保生化處理系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行。

王寶貞[12]采用“混凝－吸附”工藝處理滲濾液，以PAC作混凝劑，焦炭作吸附劑，可有效去除滲濾液中的COD和各種重金屬離子，其中PAC的用量為400 mg/L，焦炭8～10 g/L時，COD、重金屬和色度去除率分別為58.9%、60%和68%。張富韜等[13]采用聚合氯化鋁作為混凝劑，膨潤土為吸附劑處理滲濾液，其結(jié)果：滲濾液中的COD、氨氮和重金屬的去除率分別為79%、46%和53%～98%。

2.2  混凝技術(shù)作為深度處理技術(shù)

滲濾液中的大部分有機物可以通過生物法去除，但一部分生物難降解物質(zhì)仍然存在于滲濾液中，使其難以達到排放標(biāo)準(zhǔn)。采用混凝技術(shù)作為深度處理技術(shù)可以進一步降低水中生物難降解物質(zhì)的濃度，進一步降低COD值和色度，如在“厭氧－SBR－混凝沉淀”、“缺氧－SBR法－混凝法”、“Fenton－混凝法”、“兩級SBR－PAC吸附混凝”、“A2/O－混凝沉淀”、“吹脫－SBR－吸附混凝法”、“水解酸化－SBR法－混凝沉淀”、“厭氧－吹脫－缺氧－好氧－混凝沉淀”等物化－生化組合工藝中。

趙宗升等[14]采用了“A2/O－混凝沉淀”工藝處理垃圾填埋場滲濾液。試驗表明，當(dāng)進水COD為2 000 mg/L，好氧出水可降至900 mg/L；混凝沉淀出水COD可降至80 mg/L，達到了滲濾液一級排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。

范洪波、程潔紅等[15]采用了“水解酸化－SBR法－混凝沉淀”工藝處理滲濾液，試驗表明，當(dāng)進水COD 1 720 mg/L、氨氮127.6 mg/L時，SBR反應(yīng)器出水COD 891 mg/L，氨氮出水13.2 mg/L；混凝沉淀過程中將混凝劑的投加量控制在100～120 mg/L、pH＝9時，出水COD 148.4 mg/L，氨氮12.2 mg/L。

尚愛安、趙慶祥等[11]研究混凝在 滲濾液處理中的作用時，發(fā)現(xiàn)將混凝技術(shù)用于深度處理時，COD去除效率明顯高于預(yù)處理。研究發(fā)現(xiàn)，造成這種差異的原因是生化處理前、后滲濾液的組成發(fā)生了變化。生化處理前滲濾液中的有機物以易降解的小分子有機酸為主，其B/C值可達0.3～0.4；生化處理后則以難降解的大分子腐殖質(zhì)類化合物為主。對老港填埋場滲濾液好氧處理出水所進行的分析表明，有機物以溶解態(tài)物質(zhì)為主，其B/C<0.1，腐殖質(zhì)類化合物占出水總COD的61.5%，這與混凝對生化處理出水COD的去除率一致，說明混凝主要去除的就是這部分生物難降解的腐殖質(zhì)類化合物。

Ntampou等[16]分別采用“混凝－臭氧氧化”和“臭氧氧化-混凝”組合工藝分別處理穩(wěn)定的滲濾液。試驗表明：采用“混凝－臭氧氧化”工藝時，進水COD為1 000 mg/L，混凝過程中加入7 mmol/L的氯化鐵，調(diào)節(jié)pH為9，出水COD為250 mg/L，臭氧氧化50 min后，出水COD降為160 mg/L；而采用“臭氧氧化-混凝”的工藝時，雖然臭氧氧化可以去除很大部分的污染物，但是后續(xù)的混凝工藝對COD的去除效果并不好，出水COD高于180 mg/L。因此，混凝技術(shù)處理新鮮滲濾液可選擇作為預(yù)處理工藝，處理穩(wěn)定的滲濾液選擇作為后處理工藝。

3  結(jié)  語

（1）采用物化法處理滲濾液，混凝技術(shù)是一個主要技術(shù)方案和發(fā)展方向。基于新的混凝劑的不斷出現(xiàn)，如復(fù)合混凝劑、生物混凝劑，滲濾液中有機物去除效果將更加顯著。

（2）混凝技術(shù)用于深度處理，對COD的去除效率明顯高于預(yù)處理，作為預(yù)處理可以為后續(xù)的處理方法特別是生物法創(chuàng)造良好的條件，深度處理可以進一步去除生物難降解的有機物，達到垃圾滲濾液排放標(biāo)準(zhǔn)。

（3）混凝技術(shù)作為處理滲濾液組合工藝中的預(yù)處理技術(shù)或者深度處理技術(shù)，應(yīng)根據(jù)垃圾滲濾液的不同水質(zhì)特征選擇。

參考文獻

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