1.2 垃圾渗滤液的产生、来源及水质特点

1.2.1 垃圾渗滤液的产生

采用填埋的方法处理生活垃圾会产生大量的垃圾渗滤液。在城市生活垃圾填埋过程中,由于压实和微生物的分解作用,垃圾中所含的污染物溶入垃圾所含的水分中,当垃圾中所含的水分含量超出垃圾的持水量时,超出的那部分水就会在重力作用下通过废物之间的相互挤压渗透出来,形成垃圾渗滤液。

1.2.2 垃圾渗滤液的来源

垃圾渗滤液中的污染物质来源于垃圾本身含有的大量可溶的有机物,垃圾通过生物、物理、化学作用产生的可溶性物质以及覆土和周围土壤中进入渗滤液的可溶性物质。在雨水、地表水或地下水侵入垃圾的过程中会溶解这些有机物和无机物,从而使其进入渗滤液中。

垃圾渗滤液的来源包括以下几个方面。

(1)直接降水

渗入填埋层的降水是渗滤液中水分的最主要来源,降水流经垃圾层形成的渗滤液占渗滤液总量的绝大部分,因此降水的多少直接影响着渗滤液产生量的大小。一般情况下,垃圾的含水率为47%时,每吨垃圾可产生0.0722t渗滤液。

(2)外部地表水的流入

外部地表水包括地表径流和地表灌溉。地表径流是指来自场地表面上坡方向的径流水,对渗滤液产生量也有较大的影响,地表灌溉则与地面的种植情况和土壤类型有关。

(3)地下水

当填埋场内渗滤水水位低于场外地下水水位,并没有设置防渗系统时,地下水就可能渗入填埋场内。如果垃圾填埋场在设计施工中采取防渗措施,可以减少或避免地下水的渗入。

(4)垃圾中的自身含水

进入填埋场的垃圾除了自身含有水分外,还会从大气和雨水中吸附一定量的水分,入场垃圾的含水也是垃圾渗滤液的主要来源之一。

(5)垃圾在降解的过程中生成的水分

垃圾中的有机组分在微生物的作用下,会降解生成水,这部分水的产生量和垃圾组成、pH值、温度和菌种等因素有关。

(6)垃圾层覆盖材料中的水分

垃圾填埋覆盖层会给垃圾体带来水分,这部分水流经垃圾体后成为垃圾渗滤液的一部分。

目前垃圾渗滤液的主流来源有3个:传统的填埋场占20%~40%;焚烧厂占15%~40%;垃圾转运产生的渗滤液占10%~15%。

1.2.3 垃圾渗滤液的水质特点

垃圾渗滤液具有与城市污水不同的水质特点,其性质取决于垃圾的成分、填埋时间、气候条件和填埋场设计等多种因素。一般来说,垃圾渗滤液有以下特点。

(1)有机物浓度高,污染物种类繁多,水质复杂

渗滤液是一种化学物质,在流经垃圾层时带走了很多垃圾中的物质,因此新鲜渗滤液中的有机物浓度很高,COD一般可达几万毫克每升,有时甚至高达80000mg/L,由此可知垃圾渗滤液的COD浓度是生活污水的10~100倍。垃圾渗滤液中污染物种类复杂,其中的有机组分大多是难生物降解的有机化合物。渗滤液中含量较多的难生物降解有机物有杂环类有机物(主要是杂环芳烃和多环芳烃)、酸酯类有机物、醇酚类有机物、酮醛类有机物和酰胺类有机物等,这些难生物降解的有机物约占渗滤液中总有机组分的70%以上,其中列入我国环境优先控制污染物的5种。

(2)水质、水量变化范围大

水质、水量变化范围大是垃圾渗滤液的主要特点之一。填埋场的水文地质条件、气候条件、垃圾的组成、垃圾填埋场的构造方式以及垃圾填埋时间对垃圾渗滤液水质水量的影响极大。随着这些条件的不同,渗滤液的COD变化范围一般为200~60000mg/L,氨氮的变化范围一般为100~1200mg/L。雨季时填埋区汇入的降水量大于蒸发量,渗滤液产生量大;旱季蒸发量大于降水量,渗滤液产生量少。填埋垃圾层中不同填埋深度处的物理、化学和生物学特征及其中的微生物活动方式都不同。随垃圾累积填埋量的增多和填埋场使用年限的延长,渗滤液的水质会发生明显变化。

(3)氨氮浓度高

垃圾渗滤液的氨氮浓度一般在1000mg/L左右,是一般生活污水和工业废水的几十倍甚至上百倍,且随着垃圾填埋时间的增加而升高,最高时可达2000mg/L以上,是所有废水中的氨氮浓度最高的。而氨氮浓度过高,会对微生物产生毒害作用,导致渗滤液中营养元素比例失调,是垃圾渗滤液处理中的主要难点之一。

(4)重金属离子种类多,含量高

由于我国的生活垃圾一般不分类,因此一些废家电、废电脑等电子垃圾和生活垃圾混合填埋在一起,电子垃圾中的金属离子会在垃圾的酸性发酵阶段溶解到渗滤液中。此外,垃圾降解产生的CO2溶于渗滤液后,使得渗滤液的pH值进一步降低,溶解更多不溶于水的重金属,导致渗滤液中含有十多种重金属离子,且重金属离子的浓度高于一般的生活污水。渗滤液中的重金属离子主要包括Fe2+、Zn2+、Cd2+、Cr6+、Hg2+、Mn2+、Pb2+、Ni2+等。

(5)营养元素比例失调

一般认为,当污水中营养元素的比例为BOD5∶N∶P=100∶5∶1时,采用生化法处理污水是适宜的。但一般渗滤液中的BOD5/P的值都大于300,这与微生物生长所需的磷元素差别较大。同时,渗滤液的C/N过低,不利于微生物的生长繁殖。

(6)随着填埋时间的延长,渗滤液水质发生明显的变化

渗滤液根据垃圾填埋场的运动时间广义上可分为三类:年轻渗滤液、中年渗滤液、老龄渗滤液。填埋时间5年以下的年轻填埋场渗滤液的水质特点是:pH值较低,BOD5及COD浓度较高,色度较大,且BOD5/COD的比值相对较高,同时各类重金属离子浓度也较高。填埋时间在10年以上的老年垃圾填埋场渗滤液的水质特点是:pH值接近中性或弱碱性(一般在6~8),BOD5及COD浓度较低,色度较大,且BOD5/COD的比值也较低,渗滤液的可生化能力差,同时各类重金属离子浓度开始下降。填埋时间在5~10年的中年填埋场渗滤液的水质特点介于年轻渗滤液和老年渗滤液的水质特点之间。