垃圾卫生填埋场渗滤液控制系统.doc

垃圾卫生填埋场渗滤液控制系统探析
摘要：上世纪80年左右，我国首次采用垃圾卫生填埋技术，目前已有十几个严格控制的填埋场。渗滤液的产生是填埋过程中不可避免的，为了显著提高垃圾掩埋的质量，必须进一步推进渗滤液控制。本文笔者从渗滤液的危害、特点入手，详细阐述了垃圾填埋场中渗滤液的控制技术和要点。
关键词：垃圾填埋；危害；特点；控制
渗滤液的危害主要分为两个方面。其一是由填埋场逐渐向地下渗漏，日积月累后，污染物会随着地下水逐步向四周扩散从而造成地下水污染。其二渗滤液在未经过处理之前就被用来灌溉农田或者直接被排入江河，这样会直接污染地表生物和水生生物，同时也会污染地下水。此外随着食物链的传递，渗滤液中的亚硝酸盐、重金属离子等最终会进入人类体内，对人们的健康造成巨大影响。镉会造成“骨痛病”，而汞会损害人的心脏、肠胃和神经系统。此外，渗滤液中还含有多种有机污染物，可能会致癌，不少存在于美国和我国epa优先控制污染物黑名单中。
1垃圾场渗漏液特点
垃圾填埋场的渗滤液不同于一般工业废水，有其特殊性，具有特征如下。
1.1垃圾成分：各个垃圾填埋场主要含有的垃圾种类不同，这就造成了渗滤液的组分不同。若垃圾主要是由废弃的纸张、厨余和植物等组成时，有机物含量较高，则渗滤液中就会含有大量cod、bod和氨气。若垃圾主要由旧金属构成，则渗滤液中的重金属含量就会相应较高。
1.2垃圾分解：垃圾在逐步分解阶段可能会消耗部分氧气，导致填埋场内氧气含量的变化，一般由以下五个步骤组成：
①调整。在垃圾处理最初，由于填埋场内有充足的氧气，垃圾会逐渐消耗这部分氧气，持续过程大约只有几个小时。消耗氧气的原因主要是由于垃圾中的糖类和氧气发生氧化还原反应生成水和二氧化碳。由于氧气的存在，垃圾中的氮和硫也会被氧化为硝酸根和硫酸根离子。这个步骤中的氧化过程能够减少垃圾中的可溶糖类，从而也使得后续步骤中的酸积累相应减少。此步骤中产生的渗滤液一般较少，产生的污染物主要是垃圾中的颗粒，渗滤液中含有一定浓度的硝酸根和硫酸根离子。
②过渡。在上一步骤之后，填埋场内的氧气基本被消耗完，水分含量达到饱和，填埋场由富氧状态转变为缺氧状态，硝酸根和硫酸根离子代替氧气成为了电子受体，在还原菌的影响下两者浓度均有减少。此过程历时较短，产生的渗滤液也不多，没有甲烷生成。由于填埋场逐渐形成水解酸化环境，渗滤液的ph值下降，并能检测出少量vfa。
③发酵。随着填埋场的氧气逐步减少，厌氧微生物如产酸菌和水解菌快速繁殖，使填埋场的环境完全酸化。水解是指含氮有机物和碳氢化合物在脂肪分解菌、蛋白质分解菌、纤维素分解菌等微生物的作用下转化为糖类、细胞原生质和醇类的过程。酸性发酵最终生成的是氢气或醋酸，一般是通过产氢菌和醋酸分解菌在水解过程中产生可溶物质提供电子来实现的。在这个步骤中，垃圾中固体有机物迅速水解，产物经过酸发酵产生氢气和醋酸囤积在渗滤液中，渗滤液中有机物含量增加，ph值进一步下降。但在后期会受到vfa影响，水解和酸化速率均被抑制。
④生成甲烷。上述步骤产生氢气和醋酸后，甲烷菌会利用其作为电子供体来进一步在厌氧环境下发酵生成甲烷。此步骤进行过程中，也伴随着持续进行的水解反应和酸发酵反应。当越来越多的含氮有机物发生水解和酸转化后，渗滤液中氨氮浓度增大，同时硝酸根和硫酸根离子持续被还原为氮气和硫离子。由于脂肪酸的消耗，渗滤液的ph值在此过程中会逐步上升到7以上，在碱性溶液中重金属离子会生成沉淀而脱离渗滤液。可见，当在厌氧环境下产甲烷过程开始后，渗滤液中的易降解物质如挥发性脂肪酸逐渐成为沉淀分离，残留物质主要为难降解物质，渗滤液呈碱性，重金属离子浓度相较之前大大下降。
⑤成熟。当垃圾慢慢降解后，渗滤液的组成渐渐趋于稳定，vfa和cod浓度均已经达到很低的水平，满足排放标准。同时，也不再有甲烷产生，此时收集的气体中以二氧化碳、氮气和氧气为主。
1.3外部水的影响：填埋场之外的水进入填埋场会对渗滤液造成很大影响，主要体现在对渗滤液的稀释和对不同阶段降解的影响。若碰到多雨季节，大量外部水进入填埋场，使渗滤液的体积大大增加，从而起到了稀释的效果，使得污染物在渗滤液中的浓度相对较低。渗入的外部水越多，就越容易达到填埋场的持水能力，从而产生渗滤液，之后的水解、酸化、甲烷生成等步骤也会相应提前发生。同时，渗入的外部水越多，场内微生物分解垃圾的能力就越强，造成最初渗滤液中污染物浓度较高，但在污染物陆续降解后，其浓度就会很快下降。
2渗漏液控制系统构建分析
按目前技术水平，渗漏液控制系统一般可依次分设为四层：
2.1防止渗入层
该层的主要用途是防止运行过程中填埋场内的渗滤液渗漏到地下水体或者土壤，此外也能防止外部水进入填埋场。根据各国的国情，目前主要有两套防止渗入系统。其一是采用厚度为0.6米的压