垃圾收集運輸過程中的滲濾液特征研究

閆維佳　張　弛*　楊志宏　閆志強

(1.太原理工大學環境科學與工程學院，山西 太原　030024；　2.山西正陽污水凈化有限公司，山西 晉中　030600)

1　概述

生活垃圾不僅是固體廢物污染，其伴生的滲濾液也造成了液體形態的污染[1,2]。垃圾收集運輸過程中的滲濾液，一方面具有類似于垃圾填埋場滲濾液的水量水質特征，另一方面又有其獨特之處[3]。對垃圾收集運輸過程滲濾液的研究，有助于為垃圾箱、垃圾車、中轉站的選址建設、污染物治理工作提供決策依據[4,5]。以往的國內外研究者對填埋場滲濾液的研究較多[6,7]，而對垃圾收集運輸環節中的滲濾液特征缺乏關注。我國垃圾成分的南北差異較大，與季節、生活習慣、燃料結構有一定的相關關系[8]。垃圾中的廚余以及各種有機垃圾含水率較高，易產生滲濾液[9-11]。有學者對生化降解和應力壓縮與新鮮高廚余垃圾持水量的影響機理進行了研究[12]。但由于垃圾收集運輸環節中的滲濾液水量、水質的干擾因素復雜，難于界定[13]。垃圾箱、垃圾車的滲濾液難以收集，垃圾中轉站的滲濾液雖然可以收集，但由于其水量較小，處理難度大[14]，投資缺乏經濟性，直接排入下水道或送至污水廠又存在沖擊負荷隱患。

本文以山西省典型的城區與鄉鎮的生活垃圾滲濾液作為研究對象，對相應的垃圾箱、壓縮式垃圾車、壓縮中轉站滲濾液水量、水質進行了檢測分析。對精確掌握垃圾收運環節滲濾液的水量、水質變化特征具有重要的參考價值。

2　研究方法

2.1　水量特征的研究方法

選取山西省具有代表性的4個城區與4個鄉鎮的生活垃圾作為研究對象。在每個城區或鄉鎮選取1個代表性的居民小區，對其生活垃圾進行跟蹤采樣，取其7 d的數據的平均值作為一個標準樣本。對各采樣點的垃圾箱12 h自然瀝出滲濾液量、壓縮式垃圾車滲濾液產量、壓縮中轉站純滲濾液產量、壓縮中轉站沖洗用水排出量、壓縮中轉站總排水量進行檢測統計。

各環節的數據都折算成1 t生活垃圾所產出的滲濾液量。本文中的水量數據為每噸生活垃圾每天產生的滲濾液量，記作t(滲濾液)/(t垃圾·d)，簡寫為t/(t垃圾·d)。滲濾液水量的取樣分為夏季、冬季兩個季節。

本文的垃圾箱12 h自然瀝出滲濾液量，是先將垃圾箱中的物料自然放置于漏水托盤中，12 h后收集從托盤中自然排出的滲濾液量而得到。本文在對垃圾車的滲濾液產水量進行研究時，僅討論壓縮式垃圾車。對中轉站的滲濾液產水量進行研究時，僅討論水平壓縮式垃圾中轉站。

2.2　水質特征的研究方法

采用前述水量特征研究時的樣品，分別對4個城區與4個鄉鎮的垃圾收集運輸過程各個環節的夏季滲濾液CODCr,BOD5值進行了檢測分析。同時對生活垃圾樣本的含水率，滲濾液的可生化性(BOD5/CODCr值)進行了研究。

由于夏季是垃圾滲濾液各項指標相對較高的季節，為了更好地顯示滲濾液水質特征規律，本文僅研究了夏季的情況。

3　數據與討論

3.1　垃圾收集運輸過程中的滲濾液水量特征

經過采樣檢測分析，各個采樣點的垃圾箱12 h自然瀝出滲濾液量、壓縮式垃圾車滲濾液產量、壓縮中轉站純滲濾液產量、壓縮中轉站沖洗用水排出量、壓縮中轉站總排水量結果見表1,表2。

表1　垃圾收集運輸過程中的滲濾液水量(夏季)　t/(t垃圾·d)

表2　垃圾收集運輸過程中的滲濾液水量(冬季)　t/(t垃圾·d)

由表1,表2數據及相應的計算可知，夏季垃圾箱12 h自然瀝出滲濾液量為0.000 5 t/(t垃圾·d)～0.001 0 t/(t垃圾·d)，壓縮式垃圾車滲濾液產量為0.043 t/(t垃圾·d)～0.079 t/(t垃圾·d)，壓縮中轉站純滲濾液產量為0.051 t/(t垃圾·d)～0.091 t/(t垃圾·d)，壓縮中轉站沖洗用水排出量為0.08 t/(t垃圾·d)～0.29 t/(t垃圾·d)，壓縮中轉站總排水量為0.13 t/(t垃圾·d)～0.38 t/(t垃圾·d)。冬季垃圾箱12 h自然瀝出滲濾液量為0.000 2 t/(t垃圾·d)～0.000 6 t/(t垃圾·d)，壓縮式垃圾車滲濾液產量為0.015 t/(t垃圾·d)～0.064 t/(t垃圾·d)，壓縮中轉站純滲濾液產量為0.019 t/(t垃圾·d)～0.061 t/(t垃圾·d)，壓縮中轉站沖洗用水排出量為0.01 t/(t垃圾·d)～0.08 t/(t垃圾·d)，壓縮中轉站總排水量為0.03 t/(t垃圾·d)～0.14 t/(t垃圾·d)。

分析可知，垃圾箱12 h自然瀝出滲濾液量在上述垃圾收集運輸環節的滲濾液產量總量中占比例較小。壓縮式垃圾車與壓縮中轉站純滲濾液產量數據接近，中轉站存在沖洗用水時，中轉站的總排水量遠大于純滲濾液產量。對于北方城鄉生活垃圾，其各環節的滲濾液產量數據普遍具有較明顯的季節波動特點，這與居民燃料結構、生活習慣、食品種類隨季節變化而變化的特點有關。在壓縮式垃圾車中，垃圾經過壓縮，含水物料包含的水分被擠壓流出，但垃圾的含水量不等于滲濾液產量，垃圾中的吸水物料會增加垃圾的持水能力，使其水分不能全部排出。對照城區與鄉鎮的情況可知，夏季垃圾含水率的差別不大，冬季差別較大。對于同一個采樣點而言，城區垃圾含水率的冬夏差別較小，鄉鎮垃圾含水率的冬夏差別較大。

從“減量化”角度而言，或者說從減輕垃圾填埋場接收滲濾液量的壓力角度而言，垃圾箱、壓縮式垃圾車、壓縮中轉站都存在使滲濾液減量的可能性。但不同于垃圾填埋場的滲濾液產量規律，收運環節的滲濾液產量，主要取決于垃圾成分及自身的含水率，以及垃圾清運過程時間、壓縮車的壓縮情況、中轉站的壓縮情況。當降雨難以混入垃圾箱、垃圾車、中轉站時，滲濾液產量與當地降雨量關系不大。

3.2　垃圾收集運輸過程中的滲濾液水質特征

垃圾收集運輸過程各個環節的夏季滲濾液CODCr數值如圖1所示。

由圖1中數據可知，垃圾箱的滲濾液CODCr濃度為5 382 mg/L～30 867 mg/L，壓縮式垃圾車的滲濾液CODCr濃度為6 150 mg/L～34 879 mg/L，壓縮中轉站的純滲濾液CODCr濃度為6 424 mg/L～31 170 mg/L，壓縮中轉站總排水的CODCr濃度為2 962 mg/L～25 472 mg/L。大多數城區比鄉鎮的CODCr略高。壓縮中轉站純滲濾液的CODCr值是總排水CODCr值的1.15倍～2.17倍。

對于鄉鎮采樣點，壓縮中轉站純滲濾液的CODCr值略高于“垃圾箱”“壓縮式垃圾車”的CODCr值。其原因可能是由于壓縮中轉站使居民垃圾袋加劇破裂，廚余中的水分更充分地排出，在水分排出過程中加劇了有機物的洗出，促使COD升高。對于城區采樣點，壓縮中轉站純滲濾液的CODCr值與“垃圾箱”“壓縮式垃圾車”的CODCr值差異規律不明顯。

垃圾收集運輸過程各個環節的夏季滲濾液BOD5值見圖2。

由圖2可知，垃圾箱的滲濾液BOD5濃度為1 170 mg/L～13 891 mg/L，壓縮式垃圾車的滲濾液BOD5濃度為1 253 mg/L～14 821 mg/L，壓縮中轉站的純滲濾液BOD5濃度為1 591 mg/L～12 820 mg/L，壓縮中轉站總排水的BOD5濃度為1 185 mg/L～5 859 mg/L。總體而言，BOD5的變化規律類似于CODCr值的規律。

對垃圾收集運輸過程夏季滲濾液的可生化性(BOD5/CODCr值)進行了換算，分析結果見表3。

表3　垃圾收集運輸過程夏季滲濾液的可生化性(BOD5/CODCr值)

由表3可知，BOD5/CODCr值處于0.17～0.48之間。除了個別樣本異常之外，大部分樣本的BOD5/CODCr值的總體趨勢是后端環節比前端高。這種特點表明，滲濾液的可生化性較好，建議在滲濾液處理工藝選型時，可采用生化處理工藝或生化法與深度處理相結合的工藝。

4　結語

1)本文以山西省典型的城區與鄉鎮的生活垃圾作為研究對象，對各采樣點的垃圾箱、壓縮式垃圾車、壓縮中轉站滲濾液水量、水質進行了檢測統計分析。獲得的研究成果可以反映出中國內陸北方城市生活垃圾收運環節滲濾液的特征規律，為相關的污染物減量化、無害化提供有價值的決策依據。

2)研究表明，各環節的滲濾液水量具有較明顯的季節波動。夏季垃圾箱12 h自然瀝出滲濾液量為0.000 5 t/(t垃圾·d)～0.001 0 t/(t垃圾·d)時，相應的壓縮中轉站總排水量為0.13 t/(t垃圾·d)～0.38 t/(t垃圾·d)，冬季數據明顯減小。中轉站的沖洗用水會大大增加污水產量。

3)各收運環節的垃圾滲濾液CODCr處于2 962 mg/L～34 879 mg/L之間，BOD5處于1 170 mg/L～14 821 mg/L之間。大多數城區垃圾滲濾液比鄉鎮的CODCr略高。壓縮中轉站純滲濾液的CODCr值是總排水CODCr值的1.15倍～2.17倍。BOD5/CODCr值處于0.17～0.48之間，可生化性總體較好。BOD5/CODCr值的總體趨勢是后端環節比前端高。