1.沈阳城市建设学院市政与环境工程系 辽宁沈阳 110167；
2.中交煤气热力设计研究院有限公司 辽宁沈阳 110126
摘要：随着城市化进程的加快，越来越多的固体废物产生，城市固体废物的任意堆放或管理不善都会引起地下水的污染，尤其是垃圾渗滤液的污染，这些污染物质的排放和渗漏导致了严重的地下水污染问题。垃圾渗滤液是一种难处理的高浓度有机废水，文章从垃圾渗滤液的产生及其特点出发，介绍了国内外垃圾渗滤液的处理技术，分析各种处理方法的特点、适用条件及存在的问题，并指出结合实践选用可渗透反应墙技术处理将是未来渗滤液处理研究的主要方向。
关键词：垃圾渗滤液；PRB；修复技术；研究进展
近年来，由于生活垃圾的不合理堆放、填埋，污染物的刻意排放，各种重金属、有机物以及放射性有害物质通过地表水或降水的淋滤作用进入地下系统，导致地下水污染状况日益严重。垃圾填埋过程中，由于厌氧发酵、有机物分解、雨水冲淋等产生多种代谢物质，形成高浓度的有机废液，即垃圾渗滤液[1]。渗滤液一旦进入外部环境就会造成严重的二次污染。针对地下水污染的治理尤其是修复技术的研究已逐渐引起国内外专家的重视，已成为当前环保领域的研究热点。由于地下水环境的特殊性及污染的严重程度的差异性，地下水污染修复技术在多次的工程实践应用中得到了多次创新与改进，其中应用较为广泛的地下水污染修复技术已达数十种[2]。文章对典型修复技术的工作原理、特点、运行维护和适用条件做了逐一阐释。
1 研究进展
垃圾渗滤液是垃圾经压实、生物降解生成的水以及渗入场内的雨水、地表水和地下水经垃圾层后滤出的污浊液体。具有浓度高、金属含量高、水质水量变化较大、营养元素比例失调等特点。垃圾渗滤液属高浓度有机废水，由于其浓度高，流动缓慢，渗滤持续时间长，对周围地下水和地表水均会造成严重的污染。一旦地下水和周围土壤被其污染，想用人工方法实施再净化，技术上将非常困难，其费用也极其昂贵，难以实施，从而严重威胁生活和生产。国内外有关垃圾渗滤液污染地下水和取水水源地的事件屡有发生，对经济造成了不可挽回的损失。国内外学者都在进行积极的研究，寻找最经济可靠的防治方法。目前国内外常见的垃圾渗滤液污染地下水的修复技术主要有：水力梯度法、地下曝气、可渗透反应墙技术等[3]。
1.1 水力梯度法
这种方法通过排水和注水两种方法人为的在地下水流经的路径上形成一定的水力坡降，并在该处挖沟渠以将浮于上面的不溶物质截留去除，达到净化地下水的目的。这种方式适合于不与水混溶且密度比水小的污染物。此方法要求能够准确的把握污染水流的流动路径，并设置有效的污染物水分离设施，耗资较大，但对于其适用的污染物去除效果较好[4]。
1.2 地下曝气法
有些地方的渗滤液中的有机烃类污染物含量很大时，可采用地下曝气法。因为被渗滤液污染的地下水中有机物质含量一般较高，利用曝气的方式使其发生生物好氧降解反应，可以促进其自净作用，同时通入空气或氧气还可使地下水中的挥发性或半挥发性的有机污染物由溶解相向气相转变，随气泡一起上升溢出，再用集气系统将气体收集处理。一般可使用预埋曝气管的方式使饱和带或包气带中的溶解氧含量提高，强化被污染水体中微生物的好氧生物降解，使其净化。从理论上讲，这种方法对有机物浓度高的渗滤液的处理效果较好。但该方法实施难度较大，投资高，适用于小范围重要地区污染地下水的处理。
1.3 可渗透反应墙技术
可渗透反应墙（permeable reactivebarrier，PＲB）是在受污染区域的下游设置具有渗透功能的障碍墙，当受污染的地下水流经该障碍墙时，污染物被截留在内并得以处理，从而使地下水得到净化，至少可以降低下游地区的受污染程度[3]。可渗透反应墙由两部分组成：反应单元和隔水漏斗（见图1），其中反应单元用来放置反应介质。当污染的地下水流经反应单元时，污染物与反应介质接触并反应得到处理。可渗透反应墙可安装成两种不同的形式：连续性反应单元（见图1a）和隔水漏斗-导水门系统（见图1b）。在隔水漏斗-导水门系统中，反应单元作为反应墙的一部分，隔水漏斗嵌入隔水层中，以防止受污染的地下水通过渗透作用进入下游未污染地区。利用隔水漏斗来引导或汇集地下水，使其流向渗透性反应单元。一般情况下是由封闭的片桩或泥浆墙组成，这种结构能更为有效地截获污染羽状体。例如，当污染物分布既不均匀又无规律可循时，隔水漏斗-导水门系统能有效地将进入反应单元的污染物浓度均质化。由于不同地区水文地质条件的不同，隔水漏斗有多种形状的选择[5-6]。此外，也可以布设多个反应单元，将其应用在污染物浓度较大、污染程度较高的地区，这种连续装填的反应介质可确保污染物最大程度地被降解或消除。
图1 PRB反应墙的布置形式
由此可见，PRB技术相当于多种修复技术的联合使用，将泵抽+处理系统的反应处理部分直接放入了地下水环境中。由于地下水流动速度较小，污染物在反应单元中的停留时间较长，可以达到几个星期甚至更长，处理效率得到很大提升，在某些情况下可高达到100%。值得注意的是，当受污染的区域位置深度较大时，从一定程度增大了PRB技术施工难度和成本较高，后期运行维护较为困难，此时可以考虑选用其它修复技术。
2 前景展望
综合上述，PRB 技术避免了传统处理法中效率低、造价高、处理能力有限、耗能大等缺点，对于处理地下水污染物具有较好的效果。因此，结合我国大部分地区水资源短缺、地下水污染严重的实际情况，高效、经济的 PRB 技术值得在我国范围内推广应用。国内研究人员现阶段应不断加强 PRB 的研究，不断完善理论和技术。在不久的将来，PRB 技术必然更好地应用于地下水污染修复工程当中，为地下水资源的合理开发与保护提供技术保障，同时也为社会经济和自然界的可持续发展作出贡献。
参考文献
[1]沈耀良，王宝贞，杨锉大等.城市垃圾填埋场渗滤液处理方案[J].污染防治技术，2000，13（1）：17-20
[2]张红梅，速宝玉.垃圾填埋场对地下水污染研究进展[J].水文地质工程，2003，6：110-116
[3]彭怡.PRB技术处理垃圾渗滤液污染地下水的研究[D].江云南：昆明理工大学，2008
[4]王俊辉，宋玉. 地下污染水原位处理 PRB 技术研究进展[J]. 中国资源综合利用，2007（10）：25-29
[5]汪水兵，贾永刚，罗先香等.PRBs与P&T技术处理地下水污染的比较研究[J].安徽农业科学.2006，34（13）：3142-3145
[6]董军等.垃圾渗滤液对地下水污染的原位处理技术[J].环境科学.2003，24（5）：151-156
基金项目：2017年沈阳城市建设学院“大学生创新创业训练计划”项目（201713208021）
2018年度沈阳城市建设学院校级教育教学改革研究与实践项目（JG201820）
论文作者:王宁1,李倩倩1*,张隆基2,陈金楠1
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年4期
论文发表时间:2019/6/25
标签：地下水论文; 污染物论文; 技术论文; 地下论文; 垃圾论文; 水污染论文; 漏斗论文; 《建筑学研究前沿》2019年4期论文;