垃圾填埋场渗滤液的特性和特征[上]
(一) 渗滤液的组分
1.常见元素和离子,如Cd、Mg、Fe、Na、NH3、碳酸根、硫酸根和氯根等。
2.微量金属,如Mn、Cr、Ni、Pb等。
3.有机物,低分子有机物与高分子有机化合物夹杂在一起,几乎可以覆盖所有物质类型,很难做全分析,通常只是以TOC、COD来分析化验和计量,只有酚等主要有机有毒化合物才会做单独分析化验和计量。
4.微生物,有害有毒微生物与有益微生物大量滋生共存,包括病原体细菌、病毒等,数量庞大,种类繁杂。
(二)渗滤液特性
各地区垃圾渗滤液的性质变化范围较大,受填埋物种类、填埋方法、填埋场规模以及填埋周期、天气变化等各种因素的影响,尤其是在降水量大的地区,由于降雨时,大量雨水的冲刷,将填埋场内的污染物被雨水淋洗出来,使渗滤液水质恶化。
渗滤液的物质成分和浓度变化很大,取决于填埋废弃物的种类、性质、填埋方式、污染物的溶出速度和化学作用、降雨状况、填埋场场龄以及填埋场结构等。但主要取决于填埋场的使用年限和取样时填埋场所处的阶段,新老填埋场渗滤液的浓度变化范围的代表性特征见表1。其浓度随时间成高度的动态变化关系。填埋初期,填埋场处于产酸阶段,渗滤液中含有高浓度有机酸,挥发性有机酸占不到1%,此时BOD5、TOC、营养物和重金属的含量均很高。随着时间的推延,填埋场处于产甲酸阶段,挥发性有机酸比例将增加,则相应的COD、BOD5等浓度都降了下来。
表1 渗滤液随填埋场场龄而变化的水质特性
由于液体在流动过程中有许多因素可能影响到渗滤液的性质,包括物理因素、化学因素以及生物因素等,渗滤液的性质在一个相当大的范围内变动。一般来说,其pH值变化范围为4~9,CODCr和BOD5浓度高,COD在2000~62000mg/L的范围内,BOD5为60~45000mg/L,特别是在垃圾填埋场运行初期,垃圾渗滤液中的CODCr最高达到90000mg/L;渗滤液的性质及变化特征一般为:
1.色嗅
呈淡茶色或暗褐色,色度在2000左右,有时高达4000度左右,有较浓的有机物腐化臭味;其色深和恶臭会随场龄的增长而逐步消退或变淡,还会因自然降水和工业废弃物的性质和数量而变化。
2.PH值
填埋场初期PH值为6~7,呈弱酸性,随着时间的推移,PH值可提高到7~8,呈弱碱性;其PH值会随场龄的增长而逐步趋向偏碱性,同样也会因自然降水而和工业废弃物的性质和数量而发生变化。
3.BOD5
随着时间和微生物活动的增加,渗滤液中的BOD5也逐渐增加。一般填埋6个月至2.5年,达到最高峰值,此时BOD5多以溶解性为主,随后此指标开始下降,到6~15年填埋场安定化为止。
4.CODcr
填埋初期CODcr较低(但一般也可以达到上万),随着时间的推移,CODcr下降缓慢,而BOD5急速下降,这导致了B/C大为下降,可生化性变差。具体的CODcr与BOD5的关系见下文的有机污染特性分析。
5.TOC
浓度一般为265~2800mg/L。BOD5/TOC可反映渗滤液中有机碳氧化状态。填埋初期,BOD5/TOC值高;随着时间的推移,填埋场趋于稳定化,渗滤液中的有机碳以氧化态存在,则BOD5/TOC值降低。