根據(jù)危險廢物填埋場滲濾液的高鹽和高有機(jī)物含量特征 ，提出了一種可行的滲濾液固化填埋處置方法 。結(jié)果表明 ，危險廢物填埋場滲濾液最佳固化方式為 cao 調(diào)節(jié) ph 至 9～10 ，主要固化基料為水泥 0.6kg/l 、偏高嶺土 0.4kg/l 、活性炭 2.5g/l 、硅藻土 5.0g/l及玻璃纖維 25 g /l ，該配方可提高污染物固定率和固定塊抗裂效果 。在最佳固化配方下 ，cod 和鹽度的固定率分別可達(dá) 95.1％ 和 86.1％ 。連續(xù) 165d 的模擬降雨淋溶下 ，填埋固化塊能牢固束縛其中各種污染物 ，且固化塊機(jī)械性能不變 ，固化塊填埋處置時裝袋與否對污染物釋放影響不大 。研究結(jié)果為危險廢物填埋場高鹽高有機(jī)物滲濾液的處置提供可行方法 。

安全填埋具有操作簡單 、耗費低等優(yōu)點 ，是工業(yè)危險廢物處置的常用方法 ，該技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵是滲濾液的處理處置問題 。與一般城市生活垃圾填埋場滲濾液相比 ，危險廢物安全填埋產(chǎn)生的滲濾液鹽度更高 ，還含有大量有機(jī)物和重金屬等有毒物質(zhì) ，對環(huán)境污染風(fēng)險更高 ，亟需安全處置 。

對于高鹽廢水 ，常用的處理手段有馴養(yǎng)活性污泥 、蒸汽機(jī)械再壓縮結(jié)晶 、膜過濾等 。有研究發(fā)現(xiàn) ，添加活性污泥可以處理含有一定濃度氯化鈉和硫酸鈉的廢水 ，但當(dāng)廢水含鹽量超過 50 g /l時 ，單純添加活性污泥的處理效果迅速下降；蒸汽機(jī)械再壓縮技術(shù)可從高鹽廢水中結(jié)晶出大量廢鹽 ，但這種工藝也存在一定缺陷 ，設(shè)備機(jī)器壁上的結(jié)晶物需要定期清理 ，并且滲濾液對設(shè)備具有腐蝕作用 ；膜過濾處理看似能克服上述兩種技術(shù)的缺陷，如納濾膜技術(shù)可以實現(xiàn)將廢水中大部分的鹽分與其他污染物分離 ，但該技術(shù)費用較高且不可避免地存在結(jié)垢問題 。由此可見 ，針對高鹽滲濾液的處理 ，現(xiàn)有各種技術(shù)不盡完善 ，仍有較大改進(jìn)空間 。

偏高嶺土經(jīng)激發(fā)后帶有凝膠性 ，并且具有一定耐鹽 、耐腐蝕性，向水泥中加入偏高嶺土可以進(jìn)一步提高混凝土的抗鹽性 ?；诖?，本研究嘗試通過構(gòu)建硅酸鹽水泥 、偏高嶺土基的固化體系對危險廢物填埋場滲濾液（以下簡稱為滲濾液）進(jìn)行固化處理 ，考慮到硅藻土對有機(jī)物和氨氮的吸附能力、活性炭對痕量金屬和惰性 cod 的吸附性能以及玻璃纖維對固化材料抗裂性的影響 ，對固化配方進(jìn)行優(yōu)化 ，并對固化塊在模擬降雨環(huán)境下污染物的淋溶特征進(jìn)行長期評估 ，為高鹽 、高有機(jī)物滲濾液的處理提供新的方法選擇 。

01材料與方法

1.1 實驗材料及裝置

1.1.1 實驗材料

滲濾液取自浙江省某危險廢物填埋場 ，滲濾液的水質(zhì)特性見表1。固化材料選擇 42.5r 型普通硅酸鹽水泥 、工業(yè)用偏高嶺土（800 目） 、工業(yè)用硅藻土（400 目） 、活性炭（cas 7440‐44‐0 ） 、工業(yè)用cao 、工業(yè)用玻璃纖維（短切） ，包裝材料為帶內(nèi)膜中號編織袋 。

表 1 供試滲濾液特征

1.1. 2 測定儀器

儀器有 s210 ph 計 （瑞士梅特勒‐托利多） 、fe30 電導(dǎo)率儀（瑞士梅特勒‐托利多） 、萬通 882 離子色譜儀（瑞士萬通） 、dr/2800 型 cod 測定儀（美國哈希） 、v‐5800 型紫外分光光度計 。

1.1.3 實驗裝置

建立兩套內(nèi)徑 38 cm 、高 200 cm 的圓柱形模擬填埋反應(yīng)器（以下簡稱反應(yīng)器） 。反應(yīng)器頂部設(shè)有密封蓋 ，密封蓋內(nèi)部設(shè)置一個接連外部抽水裝置的布水圓環(huán) ，用于模擬降雨對填埋固化塊的淋溶作用 ；反應(yīng)器內(nèi)部上層沒有覆蓋層 ，頂空空置約 45 cm ；中間約 110 cm 用于填裝固化塊 ；底部設(shè)置帶孔的鋼板承重 ，鋼板下留有高 45 cm 的儲液空間用于收集固化塊的浸出液和一個控制排水的三通閥 ，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)見圖 1 。

圖 1 模擬填埋反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)

在室溫下進(jìn)行固化實驗和固化塊養(yǎng)護(hù) ，首先采用 cao 將滲濾液的 ph 調(diào)節(jié)至 9 ～ 10 。之后 ，分別調(diào)節(jié)水泥與偏高嶺土質(zhì)量比以及硅藻土 、活性炭 、玻璃纖維的添加量 ，多批次混合形成固化基料 ，在不同液固比下加入已調(diào)節(jié) ph 的滲濾液 ，攪拌均勻形成黏稠糊狀物平攤在一次性培養(yǎng)皿中 ，室溫下養(yǎng)護(hù)5 d 。對養(yǎng)護(hù)后的固化塊按《固體廢物浸出毒性浸出方法水平振蕩法》（hj 557 — 2010）進(jìn)行浸出實驗 。

1.3 模擬填埋實驗

根據(jù)最佳固化配方將滲濾液和固化基料攪拌混合均勻形成固化塊 ，每個固化塊直徑為 36 ～ 38 cm并且厚度相近 ，在室溫下養(yǎng)護(hù) 5 d ；養(yǎng)護(hù)完的固化塊修整打包填入反應(yīng)器進(jìn)行 165 d 的模擬填埋實驗 ，采用兩套反應(yīng)器分別模擬直接填埋（無袋）和帶內(nèi)膜編織袋包裝填埋（有袋） ，兩套反應(yīng)器填埋的固化塊總量均為 150 kg 。

1.4 分析方法

1.4.1 固化實驗分析方法

以被固化滲濾液中的污染物總量與固化塊浸出液中的污染物質(zhì)總量進(jìn)行對比 ，計算污染物質(zhì)的固定率 ，分別計算固化實驗中 cod 和鹽度的固定率 ，以此確定最佳固化配方 。

1.4.2 模擬填埋實驗分析方法

根據(jù)浙江省某市近 3 年降雨量 ，計算得到每周反應(yīng)器布水量（自來水）為 4 l 。反應(yīng)器運行前測量頂空高度 ，使用卷尺沿柱子橫截面直徑上等距取 3點測定頂空高度 ，取平均值 ；運行期間每隔 7 天從反應(yīng)器下部的儲液空間抽取水樣測定鹽度 、cod 、氨氮 、pb 、cd 、cr 、cu 、ni 、zn 、hg 、as 含量 ，每兩周測 1次頂空高度變化 。

02結(jié)果與討論

2.1 滲濾液固化配方優(yōu)化

固化配方優(yōu)化實驗中 ，液固比對滲濾液固化效果具有明顯影響 ，液固比為 1 ml/g時固化效果最佳 ，滲濾液加入量過大時 ，固化體系無法適應(yīng)將導(dǎo)致固化效果變差 。適量的偏高嶺土在滲濾液中通過縮聚反應(yīng)形成聚合物增強固化體系的耐鹽性 ，固化體系中水泥與偏高嶺土的質(zhì)量比為 3∶2 時最合適 ，即20 ml 滲濾液中添加 12 g 水泥與 8 g 偏高嶺土混合固化 。在此固化基礎(chǔ)上添加硅藻土和活性炭提高固化效果 ，滲濾液中 cod 和鹽度的固定效果見表 2 。可以看出 ，在添加滲濾液 20 ml ，水泥 12 g ，偏高嶺土 8 g 的固化體系中 ，混合添加適量的硅藻土和活性炭可以提高污染物固定率 ，當(dāng)活性炭添加量為0.05g 時 ，同時添加硅藻土 0.1g ，cod 和鹽度固化效果最佳 ，固定率分別為 95.1％ 、86.1％ ，當(dāng)硅藻土與活性炭添加量過多時 ，兩者可能因為拮抗作用反而導(dǎo)致固化效果下降 。在此基礎(chǔ)上 ，對加入不同含量玻璃纖維的固化塊進(jìn)行養(yǎng)護(hù)觀察 ，發(fā)現(xiàn)當(dāng)玻璃纖維的添加量為 0.5g 時 ，養(yǎng)護(hù)后的固化塊表面光滑無裂痕 ，雖然增大玻璃纖維的添加量可以繼續(xù)提高抗裂效果 ，但是綜合考慮性價比 ，0.5g 的玻璃纖維添加量最為適宜 。綜上 ，滲濾液的最佳固化配方為：水泥 0.6kg /l 、偏高嶺土 0.4kg /l 、活性炭 2.5g /l 、硅藻土 5.0g /l及玻璃纖維 25 g /l 。

表 2 硅藻土和活性炭聯(lián)合作用下 cod和鹽度的固定率

2.2 固化塊填埋后的長期淋溶特征

2.2.1 有機(jī)物的淋溶特征

為評估滲濾液固化塊有機(jī)物的淋溶特征 ，連續(xù)監(jiān)測反應(yīng)器每周出水 cod ，結(jié)果見圖 2 ?？梢钥闯?，兩套反應(yīng)器出水 cod 相近 ，變化趨勢總體相同 。固化塊經(jīng)過 165 d 的淋溶后 ，只有極少量有機(jī)物浸出 ，反應(yīng)器出水 cod 波動不大 ，平穩(wěn)保持在 50mg /l以 下 ，遠(yuǎn) 低 于 《污 水 綜 合 排 放 標(biāo) 準(zhǔn) 》 （gb8978 — 1996）一級標(biāo)準(zhǔn)（100 mg /l） ；出水 cod 較原始滲濾液而言濃度極低 ，說明固化塊在模擬填埋過程中幾乎不會釋放有機(jī)物 ，并且固化塊裝袋與否對有機(jī)物的釋放影響不大 。由此可見 ，固化后再填埋能有效抑制滲濾液中有機(jī)物向環(huán)境釋放 。

圖 2 出水 cod的變化趨勢

2.2.2 鹽度淋溶特征

反應(yīng)器每周出水鹽度測定結(jié)果見圖 3 。兩套反應(yīng)器出水鹽度及變化趨勢相近 ，固化塊經(jīng)過 165 d的淋溶后 ，只有極少量鹽度浸出 ，在淋溶的前 42 天 ，兩套反應(yīng)器出水鹽度由 0.08 g /l提高到 0.15 ～ 0.34g /l ，而在淋溶 49 d 后 ，反應(yīng)器出水鹽度總體在 0.4g /l上下浮動 ，相較于原始滲濾液而言鹽度極低 ，僅為原始鹽度的約 0.5％ ，說明固化塊在模擬反應(yīng)器中只有極少的鹽分釋放 ，且裝袋與否對鹽分的釋放影響不大 。由此可見 ，固化后再填埋也能有效抑制滲濾液中鹽分向環(huán)境釋放 。

圖 3 出水鹽度的變化趨勢

2.2.3 重金屬淋溶特征

反應(yīng)器每周出水重金屬的測定結(jié)果見圖 4 。兩套反應(yīng)器重金屬浸出濃度變化趨勢相近 ，且重金屬浸出濃度均極低 。經(jīng)過 165 d 的淋溶后 ，浸出液中只有極少重金屬 ，pb 、cd 、cu 、cr 、ni 、zn 等的浸出質(zhì)量濃度均低于 0.1 mg /l ，這表明固化塊在模擬填埋過程中只有極少的重金屬釋放 ，裝袋與否對重金屬的釋放影響不大 ，也即固化方法可以有效穩(wěn)定滲濾液中的重金屬。

圖 4 出水重金屬的變化趨勢

2.2.4 氨氮淋溶特征

反應(yīng)器每周出水氨氮的變化趨勢見圖 5 。兩套反應(yīng)器的出水氨氮濃度以及變化趨勢相近 ，固化塊經(jīng)過 165 d 的淋溶后 ，只有極少的氨氮浸出 。

圖 5 出水氨氮的變化趨勢

淋溶過程中 ，反應(yīng)器出水氨氮濃度波動總體不大 ，基本穩(wěn)定在 12 mg/l左右 ，滿足 gb 8978 — 1996一級標(biāo)準(zhǔn)（15 mg/l ） 。較原始滲濾液而言 ，反應(yīng)器出水氨氮僅為原始滲濾液的 0.1％ 左右 ，固化塊在模擬填埋過程中幾乎沒有氨氮釋放 ，裝袋與否對氨氮釋放的影響不大 ，固化后再填埋可有效抑制滲濾液中氨氮向環(huán)境釋放 。

2.3 滲濾液固化塊長期淋溶下的沉降性能

經(jīng)測定 ，有袋和無袋反應(yīng)器初始頂空高度分別為 45.6 、44.0 cm ，經(jīng)過 165 d 的淋溶后 ，兩反應(yīng)器的頂空高度分別為 46 3． 、44 6． cm ，這說明長期填埋處理下固化塊基本不會發(fā)生明顯下沉現(xiàn)象 ，持續(xù)外部降雨淋溶的情況下 ，固化塊不會發(fā)生變形 、破碎等情況 。由此可見 ，滲濾液固化塊在填埋場內(nèi)能穩(wěn)定長期存在 ，在保持其機(jī)械性能不變形的同時 ，牢固地束縛滲濾液中的各種污染物 ，極大降低了處理難度 ，為當(dāng)前危險廢物填埋場后續(xù)的滲濾液處理難題提供新的選擇 。

為后續(xù)更方便地投入工程運用 ，對前述最佳固化配方進(jìn)行初步成本預(yù)算 ，所需要的材料 、設(shè)備和人工費用均參考適時市場行情 ，計算得到滲濾液固化處理成本約 1 238 元/m3 。當(dāng)前 ，對于此類滲濾液的處理還缺乏有效途徑 ，各種高級處理技術(shù)如膜法等雖然能使部分出水達(dá)標(biāo) ，但遺留下的濃縮液成分更復(fù)雜 ，處理難度更大 。因此 ，對滲濾液的處理需要轉(zhuǎn)換思維 ，本研究提出的固化處理后回填至危險廢物填埋場的方法相較于常規(guī)污水處理工藝更容易克服高鹽高有機(jī)物的處理難點 ，更為重要的是 ，通過固化處理 ，使得污染物能穩(wěn)定 、安全地“儲存”于危險廢物填埋場 ，切斷了鹽和有機(jī)物“填埋‐溶解”的釋放途徑 。此外 ，固化處理工藝設(shè)備簡單 、能耗低 、占地面積小 ，投資成本低 ，相較于其他滲濾液的處理工藝投資成本大大降低 。

03結(jié)論

經(jīng)過批次固化實驗 ，得到危險廢物填埋場滲濾液最佳固化方式為 cao 調(diào)節(jié) ph 至 9 ～ 10 ，主要固化基料為水泥 0.6 kg /l 、偏高嶺土 0.4kg /l 、活性炭2.5 g /l 、硅藻土 5.0 g /l及玻璃纖維 25 g /l ，在此條件下具有最佳的有機(jī)物和鹽分固化效果 ，cod 、鹽度固定率分別可達(dá) 95.1％ 、86.1％ ?；谠摴袒Ч麡?gòu)建模擬固化塊再填埋實驗 ，在 165 d 的連續(xù)模擬降雨淋溶下 ，固化塊能在填埋場內(nèi)穩(wěn)定長期存在 ，并牢固束縛其中各種污染物 ，且固化塊機(jī)械性能不變 。危險廢物滲濾液固化再填埋為當(dāng)前高鹽高有機(jī)質(zhì)滲濾液的處理提供了新的技術(shù)選擇 。