垃圾滲濾液是一種高濃度有毒有機廢水，成分十分復雜，水質(zhì)和水量的變化很大。不經(jīng)處理或處理不當排入環(huán)境，將會污染地下水、地表水、土壤，危害人體健康。吸附法是依靠吸附劑上密集的孔結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，或通過表面各種活性基團與被吸附物質(zhì)形成的各種化學鍵，達到有選擇性地富集各種有機物和金屬離子的目的。吸附法的優(yōu)勢在于對生物法難以處理的金屬離子和難降解的有機物有較好的去除效果，這在理論上為垃圾滲濾液的吸附法處理提供了基礎(chǔ)。
本文重點介紹了近期國內(nèi)外運用吸附法以及吸附法耦合其他技術(shù)處理垃圾滲濾液的研究進展。
1垃圾滲濾液的特性
(1)滲濾液的水質(zhì)和水量受到許多因素的影響，變化范圍大，沒有特定的規(guī)律。
(2)滲濾液中有機物濃度高，變化范圍大，濁度高，污染物種類繁多，有惡臭。垃圾滲濾液中的COD和BOD濃度最高可達幾萬;
(3)金屬離子含量高。垃圾滲濾液中含有多種金屬離子:Fe、Pb、Cu、Zn、Al、Hg等;
4)營養(yǎng)元素比例失調(diào)。滲濾液的C∶N∶P的比例不合適，一般垃圾滲濾液中的BOD5/P都大于300;氨氮濃度很高，并且隨著填埋時間的增大而增大，尤其是老齡滲濾液，氨氮含量更高，可生化性很差。
研究表明，滲濾液中的有機物，主要成分是腐殖質(zhì)，包括腐殖酸、富里酸以及少量親水性物質(zhì)，占到滲濾液DOC的70%～90%。腐殖質(zhì)是一個或多個芳核，通過醚鍵、氫鍵或亞胺鍵隨機結(jié)合而成的大分子有機物，結(jié)構(gòu)復雜，分子量范圍很大，外部的酚羥基和羧基是主要活性基團。腐殖質(zhì)是吸附法處理滲濾液主要考慮的吸附對象。
2 吸附法處理垃圾滲濾液
吸附法是一種高效的物化處理手段，通過使用各種類型的吸附劑，目前在化工廢水、重金屬污染、印染廢水的處理領(lǐng)域得到了廣泛而有效的應用。篩選一種合適而低廉的吸附劑，是吸附法處理各種廢水的關(guān)鍵。由于滲濾液中的有機物的主要成分是腐殖質(zhì)，而腐殖質(zhì)的分子量最高可以達到50000Da，且富含各種活性基團，因此，對滲濾液中有機物的吸附，首選孔徑較大，飽含活性基團的吸附劑。在吸附滲濾液的實際研究中，各種吸附劑都有應用。
2.1 活性炭吸附劑
活性炭是常用的吸附劑，具有發(fā)達的空隙結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積和各種活性基團。活性炭對絕大多數(shù)有機物的吸附都有效，但活性炭中很多微孔孔徑太小，對大分子有機物的吸附效果不是很好，且容易堵塞，再生困難。F.J.Rivas等研究了多種活性炭對老齡滲濾液的吸附，運用各種吸附模型對吸附數(shù)據(jù)進行擬合，并研究了吸附動力學，指出吸附動力學滿足修改后的一級Lagergren方程，但對COD去除效果不好。J.Rodr?guez等對進水COD為1300mg/L的滲濾液用顆粒活性炭吸附處理，COD的去處率可以達到85%。
2.2 礦物吸附劑
硅藻土是由海洋、湖泊中的微生物植物等的殘骸演變而成，含有大量的硅質(zhì)。質(zhì)輕，空隙率高，孔分布范圍大是硅藻土的特點，對滲濾液有較好的凈化效果。石超運用硅藻土處理滲濾液，進水COD濃度為12800mg/L，去除率為50%，吸附容量達到1300mgCOD/g，展現(xiàn)其良好的吸附性能。朱曉君等將PAC改性后的硅藻土，用于老齡垃圾滲濾液的預處理，可以去除主要懸浮物和色度，但COD的去除率僅為18%，結(jié)果表明，改性硅藻土雖然具有部分混凝的作用，但對老齡滲濾液的吸附作用并沒有加強。膨潤土是一種常用的吸附劑，其具有價格低廉，陽離子交換容量高的優(yōu)點，但吸附有機物的效果不好。然而在對膨潤土進行改性之后，可以大大提高其對有機物的去除效率，具有較高的研究價值，于瑞蓮等運用復合改性膨潤土處理進水COD濃度為7030mg/L的滲濾液，COD的去除率可以達到9514%，吸附效果大大優(yōu)于天然膨潤土。
隨著滲濾液土地處理技術(shù)的發(fā)展，土壤作為一種吸附劑，對滲濾液的吸附也被研究的越來越深入。土壤成分非常復雜，本身含有大量腐殖質(zhì)，對滲濾液的吸附有著更復雜的機理。N.calace等提出，土壤是優(yōu)先吸附滲濾液中低分子量腐殖質(zhì)，由于低分子量腐殖質(zhì)中金屬離子的存在，在電負性的土壤和高分子量腐殖質(zhì)的陰離子基團之間起橋聯(lián)作用，從而促進了對高分子量腐殖質(zhì)的吸附，這個機理有助于更深層次了解滲濾液的吸附特性。王斐等利用土壤柱對滲濾液進行吸附凈化試驗，對COD的凈化效果可以達到97117%。
蒙脫石具有強烈的親水性，對有機物的吸附能力差，但有報道證實，層間含有高價態(tài)金屬陽離子的蒙脫石能增強對有機物的吸附能力，鄭紅等將富含各種陽離子的改性蒙脫石對垃圾滲濾液中的有機物進行吸附，將COD稀釋到161mg/L后，發(fā)現(xiàn)Cr3+蒙脫石的吸附效果最好，COD去除率達到6013%。
沸石是呈架狀結(jié)構(gòu)的多孔性含水鋁硅酸鹽晶體，具有較強的離子交換能力，孔隙發(fā)達，最早用于對重金屬污染的治理，目前未見其對滲濾液中有機物吸附的研究，但沸石對滲濾液中氨氮的吸附，卻有較好的效果。蔣建國等運用天然斜發(fā)沸石吸附滲濾液中的氨氮，進水氨氮濃度為1045mg/L，去除率達到7815%，吸附容量達到1515mg/g。由于滲濾液中高濃度氨氮的存在，加劇了滲濾液生物法處理的困難程度，因此高濃度氨氮的吸附去除，就可以直接降低滲濾液的處理成本，該技術(shù)有較好的實際運用前景。
2.3 高分子吸附劑
目前用于垃圾滲濾液吸附處理的高分子吸附劑主要是合成樹脂，除了與活性炭有同樣優(yōu)良的空隙結(jié)構(gòu)之外，樹脂還具可再生，選擇性高，可以調(diào)節(jié)孔徑的優(yōu)點。XAD-8樹脂吸附是國際上通用富集水生和土壤腐殖質(zhì)的主要手段，但XAD-8對滲濾液中有機物的去除效果卻一般，J.Rodrlgu2ez等對進水COD為1300mg/L的滲濾液用XAD-8樹脂進行吸附處理，COD的去除率約為60%，吸附性能高于離子交換樹脂和XAD-4樹脂。此外，開發(fā)一種新型的樹脂，提高對滲濾液中有機物的去除效果，可以提高樹脂在滲濾液吸附處理中的競爭力，因此在這個方面，樹脂的應用前景將非常廣闊。
綜上所述，各種吸附劑對滲濾液中有機物的吸附效果對比，見表1。
3 吸附法與其他技術(shù)耦合處理垃圾滲濾液用吸附法處理滲濾液主要的制約瓶頸在于，對于滲濾液，尤其是老齡化的滲濾液，腐殖質(zhì)、氨氮和金屬離子等多種污染物之間的競爭吸附導致了吸附法對滲濾液處理的不徹底，整體COD的去除效率也不高。在用吸附法單獨處理垃圾滲濾液的同時，吸附法與其他技術(shù)耦合處理滲濾液的研究，也同步開展起來，有些技術(shù)也取得了良好的效果，并有了實際運用。
3.1 混凝-吸附法處理垃圾滲濾液
滲濾液中的腐殖質(zhì)，在濃度很高的情況下，由于存在空間位阻等因素，不容易被吸附劑吸附，但腐殖質(zhì)由于表面活性基團的存在，使之很容易與絮凝劑發(fā)生反應而絮凝。因此混凝-吸附組合工藝處理滲濾液，無疑是一種良好的技術(shù)。沈耀良等采用PAC作為混凝劑，焦炭作為吸附劑，先混凝后吸附，COD的去除率可以達到5819%，金屬離子的去除率達到60%左右，并且證明了混凝和吸附各自的工藝段對污染物的去除具有互補性，克服了污染物之間競爭吸附帶來的負面效應，使得整個工藝有較好的靈活性和穩(wěn)定性。但即便如此，混凝-吸附法在處理垃圾滲濾液的應用上仍有一些缺點，例如泥量較大、投資成本和運行成本較高、吸附劑的回收效果不佳等。
3.2 活性炭-生物法處理垃圾滲濾液
長期以來，生物法由于其處理費用低，工藝成熟，成為廢水處理的主流形式，但是受高濃度氨氮和厭氧機理的限制，生物法對滲濾液的處理效果還不是很好，主要缺點有抗沖擊負荷差，去除有機物效果不穩(wěn)定，不適合老齡滲濾液等。針對以上問題，吸附法和生物處理耦合處理滲濾液的工藝逐漸發(fā)展起來，A.Imai等選用生物活性炭流化床降解老齡垃圾滲濾液，指出由于活性炭優(yōu)先吸附容易被生化的小分子腐殖質(zhì)并在活性炭上發(fā)生生物降解，因此對于可生化性不高的老齡滲濾液，生物反應仍然能持續(xù)進行，DOC的去除率可以達到60%
左右。蔣彬等投粉末活性炭于SBR反應工藝深度處理垃圾滲濾液，效果非常明顯，污泥負荷<013kgCOD/(kgMLSS•d)時，COD的去除率可以達到84%以上。活性炭-生物法的優(yōu)勢在于對老齡垃圾滲濾液的生化啟動，但活性炭在整個系統(tǒng)中只是作為選擇小分子腐殖質(zhì)的一個載體，大量大分子的腐植酸并未得到實際去除而容易引起出水水質(zhì)的惡化。
3.3 氧化-吸附工藝處理垃圾滲濾液
氧化吸附法用于滲濾液的處理也得到了較大的發(fā)展，尤其是針對老齡化的滲濾液，氧化作為前端處理，主要功效在于降低滲濾液中腐殖質(zhì)的分子量，從而整體提高滲濾液的可生化性和可吸附性。氧化的手段有濕式氧化、臭氧、Fenton試劑等。F.JavierRivas等運用先臭氧氧化，后活性炭吸附的方法處理COD在5000mg/L以上的老齡滲濾液，COD去處率在90%以上，優(yōu)于單一的臭氧氧化或活性炭吸附工藝，但滲濾液中有機物氧化的不徹底導致吸附的不完全也限制了該工藝的大規(guī)模應用。作者同時也指出，即使耦合氧化，混凝和吸附等多種物化法處理滲濾液，仍不能使出水直接達標排放。具體參見http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
4 總結(jié)與展望
各種吸附劑對不同滲濾液的吸附效果有很大的差別，一般來說，吸附劑對早期滲濾液的吸附效果要優(yōu)于老齡滲濾液，對滲濾液中小分子量腐殖質(zhì)的吸附能力要優(yōu)于大分子量腐殖質(zhì)。由于吸附劑飽和吸附量的限制，吸附法一般僅可作為滲濾液的后續(xù)深度處理方法。而由于單獨采用吸附法以及上述介紹的幾種耦合技術(shù)處理效果尚不能達到理想效果，因此吸附法與其他技術(shù)耦合也不能完全地處理垃圾滲濾液，目前多作為滲濾液的預處理手段。
鑒于目前吸附法處理滲濾液的實際情況，其將來的研究方向主要有2個方面:①研究開發(fā)新型廉價的高效吸附劑，高效吸附劑不但要有非常好的吸附效果，而且要再生容易，運行穩(wěn)定，處理成本低。②進一步加強其耦合技術(shù)的研究，如將吸附法和膜技術(shù)耦合，可以克服膜技術(shù)在處理垃圾滲濾液過程中受金屬離子及大分子量腐殖質(zhì)的影響而造成的膜污染，可以提高膜的運行穩(wěn)定性，減少膜的清洗頻率，從而降低膜分離設備的運行風險。這兩方面的研究不僅具有理論意義，而且還具有實際的應用價值。
