城市生活垃圾渗滤液土地处理的模拟研究

摘要：通过静态与动态试验以及小试，从5种土壤中筛选出适合重庆地区垃圾渗滤液土地处理的基质土壤，确定了土地渗滤和芦苇湿地等两级土地处理系统净化城市垃圾渗滤液的有关参数。模拟处理结果表明垃圾渗滤液经两级土地处理后，其氨氮和CODcr的去除率均达到90%以上，出水水质达到国家一级排放标准。

关键词：垃圾；渗滤液；土壤渗滤；湿地

城市生活垃圾渗滤液是一类高浓度的有机污水，其排放量几乎与垃圾排放量同步以每年10%的速度增长。虽然目前国内外已开发出了渗滤液的多种处理技术，但在高新技术不断飞速发展的今天，垃圾渗滤液的土地处理仍不失为广大发展中国家进行污染治理的一种有效模式[1]。本文通过模拟试验，初步确定了适合重庆地区垃圾渗滤液土地处理的有关参数，以期为其大规模的生产应用提供理论依据。

1材料和方法

1.1试验材料

供试土壤取自重庆北碚，风干，过1mm筛备用。供试植物为芦苇。5种土壤理化性质见表1。

表1供试土壤的理化性质

垃圾渗滤液取自重庆金刚碑垃圾填埋场。其主要污染物浓度CODcr为652.3-1333.6mg/L，氨氮为186.2-267.8mg/L，色度为250-400倍（黄褐色-褐黑色），SS为44-163mg/L，其它污染物均未超过GB8978-96中的一级排放标准，故本研究选定氨氮与CODcr为污染控制指标。

1.2试验方法

1.2.1基质筛选试验

土壤初筛采用静态试验，称取各土样15.0g于三角瓶中，加入100mL渗滤液，振荡30min后，静置，测定上清液污染指标。

土壤复筛采用间歇动态试验，即称取各土样100.0g于（<×H=5×6cm），底部用纱布固定的圆筒中，从上部依次加入渗滤液50mL，自然落干时，测定出水指标；继续加入渗滤液50mL，如此反复进行（进水氨氮与CODcr浓度分别为186.2，1009.5mg/L）。

1.2.2模拟土柱试验

选取<11cm的聚乙烯管，下端用筛网固定，内铺5cm厚的石英砂垫层，然后分别装入30，60，90cm厚的优选土壤，其上再铺设5cm厚，由<1.0cm建筑碎石组成的布水层。试验采用间歇布水，每次布水500mL，自然落干后测定出水指标。如此进行10d，再干化15d，又依次进行第2轮与第3轮，试验重复3次。

1.2.3模拟芦苇湿地试验

在3个<20cm，H23cm的盆钵中，分别装入优选土壤6.0kg，每钵清水培育芦苇60d，剪去老枝，保留10根长势一般的芦苇，然后分别加入不同浓度（原液、2倍、4倍稀释液）的垃圾渗滤液3.0L，在不同的停留时间测定其去除效率，重复3次。原液氨氮与CODcr浓度分别为264.8，1333.6mg/L。

2结果与讨论

2.1不同土壤对垃圾渗滤液的净化效率

通过静态试验可以看出，所有土壤都对渗滤液有一定的净化效果，但去除率并不高（表2），是因为静态试验是没有达到最大吸附量的吸附操作。

表2土壤对渗滤液的静态平均去除率%

从表2中仍可看出氨氮去除率均显著高于相应的CODcr，表明氨氮的吸附能力高于CODcr，而且土壤V对两种污染物的去除率高于其它土壤。将动态试验中的出水氨氮浓度与处理水量作散点图，发现各种土壤对氨氮的去除可用吸附穿透曲线方程来近似模拟，即

式中：y为氨氮浓度（mg/L），x为处理（L）；a，b为与土壤理化性质相关的常数（表3）。经检验，所有土壤均达到显著水平以上。当y等于进水浓度186.2mg/L时，由（1）式可算出各种土壤的耗竭点（即最大处理水量），并依此标出各土壤相应的累积去除量与平均去除率见表3。

表3土壤对氨氮的动态去除

土壤对CODcr的去除效应不同于氨氮，但5种土壤之间具有相似性，即处理初期（出水100mL之前），出水CODcr浓度急剧下降，随后又逐渐增加至某一稳定值，表明CODcr的初期去除机制是大孔吸附过滤→中孔吸附过滤→微孔吸附过滤，微孔过滤的水质最好。而后期水质变差主要由2方面原因造成，其一，微孔吸附过滤已趋饱和；其二，渗滤液中存在一部分不溶性或胶体基质，它们被吸附后又经微生物的酶解变成可溶性物质而又重新回到水相中，从而使出水浓度增加，这与废水的吸附生物降解工艺机理有点类似[2]。由此计算出各土壤处理600mL渗滤液时CODcr的累积去除量分别为1.780、1.847、2.367、2.352mg/g，平均去除率分别为36.04%、29.39%、30.49%、39.08%、38.83%。