垃圾滲濾液是垃圾填埋過程中產生的高濃度有機廢水，含有大量難降解有機物、重金屬和氨氮等污染物，其COD濃度通常高達4000～13000mg/L，一旦滲漏將嚴重威脅地下水環境安全。隨著我國城市化進程加快，每年新增垃圾約1億噸，歷年堆存垃圾已達60多億噸，導致200多個城市陷入"垃圾圍城"困境，滲濾液污染防控形勢嚴峻。冠清環保將系統分析垃圾滲濾液污染地下水的特征及其危害，重點探討滲透性反應格柵(PRB)、高級氧化技術、生物處理技術等主流COD去除方法的原理、應用及最新進展，并對技術選擇提出建議，為地下水修復工程提供參考。

一.垃圾滲濾液污染特征與危害

垃圾滲濾液由垃圾內含水、降水入滲和有機物分解水共同形成，其水質受垃圾組成、填埋年限和氣候條件顯著影響。年輕填埋場(1年以內)滲濾液pH呈弱酸性(6-7)，COD和BOD5濃度高，可生化性強；而老齡填埋場(5年以上)滲濾液pH升至7-8，COD下降但氨氮濃度增高，BOD5/COD比值常低于0.1，可生化性差。滲濾液典型污染特征表現為：

有機物組成復雜：含低分子脂肪酸、腐殖質類碳水化合物及灰黃霉酸等中分子物質，已鑒定出93種有機化合物，其中22種被列入中美EPA優先控制污染物黑名單。這些有機物導致滲濾液色度高達2000-4000倍，并伴有強烈腐臭氣味。

高氨氮與營養失衡：氨氮濃度可達87～590mg/L，而磷元素含量偏低，造成微生物營養比例失衡。隨著填埋時間延長，氨氮濃度持續升高，中老齡滲濾液氨氮可超過700mg/L。

重金屬風險：當工業與生活垃圾混埋時，滲濾液中Cu、Pb、Cr、Cd等重金屬離子溶出量明顯增加。這些污染物通過滲漏進入地下水后，會使水體缺氧惡化，氮磷富集引發富營養化，重金屬生物累積更可能威脅飲用水安全。

二.滲透性反應格柵(PRB)技術

滲透性反應格柵(PRB)是一種原位修復技術，通過在地下水流向垂直設置填充反應介質的透水結構，在滲濾液流經時實現污染物攔截與降解。PRB技術具有運行成本低、處理種類多、長期穩定等優勢，尤其適用于已污染地下水的修復。

反應介質選擇是PRB核心，過碳酸鈉(SPC)作為新型固體氧化劑受到關注。SPC化學式為Na2CO3·1.5H2O2，溶于水后分解為Na2CO3和H2O2，pH適應范圍廣(2-10)，儲存運輸安全。研究表明，SPC/Fe2?體系處理COD為200mg/L的地下水時，在n(SPC):n(Fe2?)=1:2.75、SPC投加48mmol/L、反應30min的最佳條件下，COD去除率達82.09%，出水COD降至35.82mg/L。該體系通過Fe2?催化H2O2產生羥基自由基(HO·)，將大分子有機物氧化分解，同時生成的Fe(OH)?膠體可絮凝去除部分污染物。

與傳統Fenton法相比，SPC/Fe2?體系具有明顯優勢：Fenton法需調節pH至2-4且需持續投加H2O2，而SPC作為固體氧化劑更適于地下水原位修復。三維熒光光譜分析表明，SPC/Fe2?體系對滲濾液中類色氨酸蛋白有機物(Em/Ex=337nm/230nm)和腐殖酸類有機物(Em/Ex=487nm/383nm)均有顯著降解效果。

三.高級氧化技術

高級氧化技術(AOPs)通過產生高活性自由基降解有機物，主要包括Fenton氧化、臭氧氧化及其組合工藝，對難降解COD具有突出效果。

Fenton法采用Fe2?催化H2O2產生HO·，操作簡單且無二次污染。工程應用中，Fenton-活性炭吸附協同處理滲濾液，先投加活性炭吸附30min，再加入Fenton試劑反應150min，可獲得良好COD去除效果。但傳統Fenton法需酸性條件且產生含鐵污泥，而改進的類Fenton技術如超聲-Fenton聯用可降低藥劑消耗，超聲空化效應促進HO·生成，使COD去除率提高20%以上。

臭氧氧化法常與H2O2組合，當O3進氣量5.6g/h、H2O2用量400mg/L、pH=7、反應1h時，滲濾液COD去除率達72%，B/C值從0.01提升至0.24，可生化性明顯改善。但臭氧氧化成本較高，中間產物可能增加毒性，需后續生物處理配合。

電化學氧化是新興高級氧化技術，以Ti/IrO?-RuO?為電極，在80℃、電流密度0.032A/cm2、pH=3條件下反應4h，可使COD從2960mg/L降至294mg/L，色度完全去除。該技術流程簡單、可控性強，但能耗較高限制了其大規模應用。

四.生物處理技術

生物法利用微生物代謝去除COD，具有成本低、二次污染小的特點，主要包括活性污泥法、生物膜法和厭氧工藝，常需組合使用以提高效果。

活性污泥法在好氧條件下對COD去除率可達90%以上。同濟大學徐迪民團隊采用低氧-好氧活性污泥法處理滲濾液，出水COD<300mg/L、BOD5<50mg/L，總去除率分別達96.4%和99.6%。改進型序批式活性污泥法(SBR)通過時間序列控制反應階段，吹脫-SBR-吸附混凝組合工藝對COD、氨氮和色度的平均去除率達91%、81%和95%。

膜生物反應器(MBR)將膜分離與生物處理結合，UASB-MBR-RO組合工藝處理焚燒廠滲濾液時，進水COD21410±2838mg/L，出水降至76.6±19mg/L，總去除率99.6%。MBR通過膜截留使污泥濃度提升至20-30g/L，但膜污染問題需通過優化運行管理控制。

厭氧處理適合高濃度有機廢水，上流式厭氧污泥床(UASB)在中溫(35-40℃)條件下COD去除率可達95%，容積負荷達5kgCOD/(m3·d)以上。厭氧復合床(UBF)結合UASB和厭氧濾池優點，在有機負荷15kgCOD/(m3·d)時，COD去除率超90%，甲烷含量達66%。

五.技術對比與應用建議

不同COD去除技術各有側重：PRB技術適用于原位修復，SPC/Fe2?體系在地下水修復中前景廣闊；高級氧化技術對難降解有機物效果顯著，但需考慮運行成本；生物法經濟性好，但對老齡滲濾液需預處理提高可生化性。

實際工程中，組合工藝更為常見。物化-生物復合系統通過調節池緩沖毒性物質，石灰沉淀去除重金屬，氣提池降低氨氮濃度，再進入活性污泥系統，可使COD、BOD5、NH3-N和Fe去除率分別達95%、99%、90%和99.2%。對于地下水修復項目，推薦采用"PRB(SPC/Fe2?)-生物膜法"組合工藝，先通過PRB實現COD初步削減，再經生物膜法深度處理，兼顧效果與經濟性。

未來研究應聚焦低成本材料開發、工藝參數智能優化及技術深度集成，以解決現有方法能耗高、抗沖擊負荷能力不足等問題，推動垃圾滲濾液污染地下水的有效防治。