关键词：生活垃圾填埋场渗滤液回灌渗透性中间覆盖层
渗滤液回灌是将收集后的渗滤液再次回灌入填埋场，利用填埋场堆体内的微生物对渗滤液进行处理的一种技术，它是渗滤液管理的一种有效方法。
由于垃圾堆体内存在大量的孔隙，因此垃圾堆体具有较强的额外贮水能力，并且该贮水能力随垃圾堆体填埋高度的增加而增加。有关研究表明[3]：当所填埋生活垃圾的饱和度为50%，填埋高度为50m时，每公顷生活垃圾填埋场额外贮水能力为125×103m3。
许多研究表明[1,2,4]，通过渗滤液回灌增加填埋场堆体内的湿度，不仅可以改善渗滤液的水质，降低渗滤液中BOD、COD及重金属的浓度，而且可以加速填埋堆体的稳定，使填埋场稳定期缩短至2～3a，并增加填埋场的甲烷产气率。
1回灌技术
将渗滤液回灌入填埋场的方式有多种，在生产中常用的方法通常有喷淋法、表面水塘回灌法、垂直竖井回灌法及水平回灌法。
1.1喷淋回灌法
喷淋回灌法就是将垃圾渗滤液喷洒至垃圾填埋场表面，为了增加渗滤液的渗透性，可在垃圾填埋场的表面开挖一些纵横交错的沟槽。喷淋回灌法相对较为灵活，由于管线敷设在填埋场的表面，当填埋区域发生变化时，回灌系统比较容易建设。
该种方法通常用在蒸发量较大的地区，用以减少渗滤液的处理量，减少率可达75%左右。在降雨量充沛或冰冻的地域，则不适合运用此种方法。
目前，由于渗滤液在喷洒过程中所产生微小的雾状水滴及气味会对人的健康带来危害，有些国家已经开始禁止使用这种回灌方式。当采用这种回灌方式时，建议渗滤液的浓度应小于1000mg/L[5]。
1.2表面水塘回灌法
表面水塘回灌法就是在生活垃圾填埋场的表面开挖基坑，内置级配碎石，渗滤液回灌到水塘内，然后渗透到填埋堆体内，通常水塘的直径大约为5m，深度约为1.5m。
此种回灌方法在美国佛罗里达州有较成功的应用实例。广州的李坑生活垃圾填埋场在运营管理时也采用了这种回灌方式，在渗滤液减量及改善水质方面取得了较好的效果。
渗滤液的表面水塘回灌法同样也会带来环境问题，如气味、苍蝇等，并且由于水塘的位置相对较为固定，其开挖深度较浅，在一定程度上影响了渗滤液的回灌频率与容量。
1.3垂直竖井回灌法
垂直竖井回灌法是渗滤液回灌比较常用的方法之一，具体结构见图1。为了避免短流，回灌井的底部是不透水的。
由于垂直回灌法回灌点相对比较固定，在设计时，回灌井的间距应适当，若回灌井的距离太密，则影响填埋场垃圾的堆放与压实，但太疏，则未充分利用填埋场的贮水能力，导致填埋场湿度不均匀。在国外，每个回灌井的服务范围通常为1600～8000m2[5]。
由于垃圾填埋场初期的沉降比较厉害，在沉降过程中可能会破坏垂直回灌井的整体性，并且，如果竖井的基础是支撑在膜上面的，则有可能导致膜的破损。
1.4水平回灌法
水平回灌法是在垃圾面一定深度下开挖盲沟，内置穿孔的HDPE管，盲沟内填充砾石或废弃的轮胎碎片，具体结构见图2。
由于水平管网覆盖面积大，该系统比其他回灌方式引入填埋场的渗滤液量大，但是也不能过度使用。有报道表明[5]，水平回灌系统的过度使用会导致渗滤液收集系统收集量的加大，并且渗滤液的浓度峰值也将会增加。
由于该系统是敷设在垃圾面底下的，无论是正在使用的填埋场还是封场后的填埋场，均可采用此系统进行渗滤液回灌。
图1渗滤液回灌竖井
图2渗滤液水平回灌系统
2影响渗滤液回灌效果的因素
渗滤液回灌可以改善渗滤液的水质情况，并加速填埋堆体的稳定。为了使渗滤液回灌获得较好的效果，应尽量使填埋堆体内湿度均匀，避免短流现象、局部饱和及顶部、边坡穿透现象的发生。在此，本文将就渗滤液回灌效果的影响因素进行论述分析，并提出操作建议。
2.1垃圾堆体特性
垃圾堆体各向同性就是指在各个方向上，垃圾具有相同的渗透性。渗滤液回灌时，垃圾堆体各向同性可使其持水均匀，达到比较好的渗滤液回灌效果。但实际上，由于目前大部分城市采用由环卫工人上门收集袋装垃圾的收集形式，而且，盛装垃圾的塑料袋很少采用可生物降解的垃圾袋，因此，大大影响了生活垃圾各向同性的性能，在渗滤液回灌的过程中，容易导致渗滤液的短流或渗滤液在垃圾堆体内的聚集，而不能均匀分布在垃圾堆体内，达不到充分利用填埋场内的生物群体降解渗滤液的目的。
在生活垃圾填埋前，进行垃圾破碎是达到垃圾堆体各向同性的一种比较有效的方法，但是在许多城市，由于日产垃圾量较大，填埋前对袋装垃圾进行破碎不太可行，因此向居民宣传使用可快速生物降解的环保垃圾袋是非常有必要的。
2.2压实度
垃圾在填埋时，先由推土机将垃圾均匀推开，然后由压实机来回压实，到达一定的压实度后再堆填另一层垃圾。在一定程度上，垃圾的压实度也影响渗滤液的回灌效果。有研究表明[6]，随着垃圾竖向渗透性的减少，渗滤液的横向扩散度将增加，这主要是在实际施工作业时，由于边坡比较难压实，垃圾堆体的纵向压实度通常都大于横向压实度，即横向渗透性大于纵向渗透性，因此很容易造成渗滤液的横向边坡穿透。
在敷设渗滤液回灌系统时，为了避免因纵、横向压实度不均匀而造成的边坡穿透，建议渗滤液的回灌系统的安装位置至少应距边坡6m远。
2.3中间覆盖层
当填埋单元轮换，前一个垃圾作业面上较长时间不再填垃圾时，会在其表面敷盖一层渗透性较低的中间覆盖层，以减少雨水渗入形成渗滤液，该单元继续填埋时，若是采用粘土作中间覆盖层，通常这一中间覆盖层将保留在垃圾堆体内。
当对垃圾填埋场进行渗滤液回灌处理时，应考虑这一低渗透性的中间覆盖层对渗滤液回灌效果所带来的负面影响。由于低渗透性的中间覆盖层的存在，渗滤液回灌入填埋场内时，会有部分的渗滤液滞留于中间覆盖层上，而不会沿垂直方向渗透，堆体内的湿度将会分布不均匀，当过饱和后，回灌的渗滤液会沿着渗透性较大的水平方向渗透，从而可能出现边坡穿透的现象。为了避免这种现象的发生，建议在渗滤液回灌的填埋场内，中间覆盖层采用可重复使用的人工覆盖层，或继续填埋时将中间覆盖层去除，这不仅可增加填埋容积，而且可改善渗滤液的回灌效果。
3结论
（1）喷淋回灌法和表面水塘回灌法由于是在垃圾表面进行建设，施工容易，但是由于带来的气味、苍蝇等环境问题，日前已很少被人采用。
（2）垂直竖井回灌法和表面水塘回灌法因能引入较大量的渗滤液，并且不影响填埋场的使用，不会导致环境问题，而被广泛采用。
（3）渗滤液的回灌效果受垃圾场的垃圾特性、压实度及中间覆盖层的影响。使用可降解的垃圾盛装袋，尽量使垃圾堆体呈现各向同性；在垃圾填埋过程中，尽量使垃圾边坡的压实度与垃圾的纵向压实度接近；减少垃圾填埋场的中间覆盖层等措施将会增加渗滤液的回灌容量，使垃圾堆体湿度均匀，减少边坡穿透，从而达到较好的渗滤液回灌效果。
参考文献
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[关键词]垃圾渗滤液；陕北地区；DTRO
垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，主要来源于降水、生物降解水和垃圾本身的内含水，如果不能妥善处理，会严重污染生态环境和危害人体健康。垃圾渗滤液的成分与垃圾种类、填埋方式、填埋时间、气候等诸多因素有关，不仅水量变化大，而且变化无规律[1-2]。由于垃圾渗滤液水质、水量的时间和地域变化性，不仅采用单一的处理方法不能满足其处理要求，需要通过不同方法的优化组合与灵活应用才能进行有效地处理，而且适用于某一填埋场或某一地区填埋场渗滤液处理工艺方法往往不是普遍适用的技术，需要因地制宜采用不同的工艺[3]。
1垃圾渗滤液水质特征[3-5]
1.1水质复杂，危害性大
垃圾渗滤液中含有大量的有机物，含量较多的为烃类及其衍生物、酸酯类、酮醛类、醇酚类和酰胺类等。张兰英等人采用GC-MS-DS联用技术鉴定出垃圾渗滤液中有93种有机化合物，其中22种被列入我国和美国EPA环境优先控制污染物的黑名单中。此外，垃圾渗滤液中还含有10多种金属和植物营养素（氨氮等），水质成分十分复杂。
1.2CODcr和BOD5浓度高
通常情况下，垃圾渗滤液中CODcr最高浓度达到90000mg/L，BOD5最高浓度达到38000mg/L，和城市污水相比浓度高。一般规律是，垃圾填埋初期渗滤液中BOD5/CODcr可达0.5以上，表现出良好的可生化性，随着填埋时间的推移，BOD5/CODcr也随之降低，可生化性变弱。
1.3氨氮含量高
高浓度NH3-N是垃圾渗滤液重要水质特征之一，且随着填埋场年数的增加NH3-N浓度也随之增加，到最后封场时浓度可高达10000mg/L，C/N的比值失调且磷元素缺乏，严重影响到微生物活性，给生化处理带来一定的难度。
1.4重金属含量高
垃圾渗滤液中含有10多种重金属离子，主要包括Fe、Zn、Pb、Cd、Cr、Hg、Mn、Ni等。其中铁的浓度可高达2050mg/L，铅的浓度可高达12.3mg/L，锌的浓度可高达130mg/L。重金属含量与当地工业废弃物掺入比例紧密相关。在微酸环境下，渗滤液中重金属溶出率偏高，一般在0.5%～5.0%。
2垃圾渗滤液常用处理技术
2.1土地处理[2-3，6]
土地处理技术包括氧化塘、人工湿地及回灌。
⑴氧化塘技术是利用水塘天然自净能力处理生活污水的方法。通常垃圾渗滤液中污染物较高，且土地资源有限，很难满足氧化塘需要的大面积、低负荷的要求。
⑵人工湿地是近年来兴起的一种渗滤液土地处理技术，是人为创造一个适宜水生生物和湿生植物生长的环境，经预处理后的渗滤进入人工湿地系统处理。但该技术缺乏设计经验参数和规范，且处理负荷低，仅能起到辅助改善水质的作用。
⑶回灌技术是目前垃圾填埋场最常用的渗滤液处理方法，原理是通过土壤颗粒的过滤、离子交换、吸附和沉淀作用去除渗滤液中的悬浮固体颗粒和溶解成分，同时将填埋场垃圾层作为一个填料的厌氧生物反应器，利用其中的微生物达到降解有机物的目的。但受气候条件限制，一般只应用于干旱地区。
2.2生物处理
生物处理技术多种多样，具有处理效果好、运行成本低等优点，是目前垃圾渗滤液处理中采用最多的方法，主要包括厌氧处理、好氧处理以及厌氧-好氧联合处理三种类型。尤其是厌氧-好氧联合处理工艺，可有效去除COD、BOD、氨氮等高浓度有机污染物。
例如北京阿苏卫垃圾卫生填埋场采用"厌氧+氧化沟"的方法处理垃圾渗滤液[7]，杭州天子岭垃圾填埋场采用"缺氧+好氧两段活性污泥法"进行垃圾渗滤液的处理[8]。但根据调查，已建成的垃圾渗滤液污水处理普遍存在运行效果差的现象。主要是由于渗滤液废水复杂多变的特性使得微生物不能适应，渗滤液营养比例失调、重金属含量过高都将抑制微生物活性，导致污泥培养不起来或培养好的污泥难以维持。早期渗滤液可生化性高，可以依靠一系列的生物处理方法处理，但到了后期还得采用必要的化学-物理的处理方法来处理[3]。
2.3物化处理
目前，渗滤液处理采用的物化法主要有混凝沉淀、化学氧化、吸附、吹脱及膜分离等方法。
⑴混凝沉淀：是通过投加化学混凝剂与废水中可溶性物质反应发生沉淀或混凝吸附细微悬浮物、胶体下沉，主要用于渗滤液中悬浮物、高分子有机物、重金属的去除。
⑵化学氧化：是通过添加强氧化剂使废水中的无机物及有机物氧化分解，从而降低了废水的COD和BOD，以达到净化目的。该法处理中老年垃圾渗滤液的去除效果良好，但成本较高。
⑶吸附法：主要用作除臭、去色、重金属以及难生物降解有机物的去除，尤其对直径在10-8～10-5cm或分子量在400以下的低分子溶解性有机物的吸附性较好。吸附法易受pH值、水温及接触时间等因素的影响。
⑷吹脱法：用于吹脱水中溶解气体和某些挥发性物质，针对中老年填埋场的渗滤液中营养比例失调，为调整C/N可对其进行氨吹脱预处理。目前氨吹脱主要形式有曝气池和吹脱塔，去除渗滤液中的氨氮效果明显，但处理产生的废气容易造成二次污染，且处理费用明显较高[9]。
⑸膜分离法：是指在一定压力差作用下，使高分子溶质流过膜表面时被截留，与溶剂分离，从而达到水质净化的目的。近几年膜处理技术在国内垃圾渗滤液处理方面发展较快，通常采用的膜技术包括微滤、超滤、纳滤和反渗透，其中以反渗透（RO）分离技术应用最为广泛。膜技术对渗滤液的水质处理效果明显，且不受渗滤液水质变化和气候因素的影响，系统运行灵活，自动化程度高[10]。
在实际工程应用中，单独采用一种技术不可能做到达标排放，因此在使用时往往采取组合工艺对渗滤液进行处理。垃圾渗滤液处理推荐采用"预处理+生物处理+深度处理"组合工艺，以达到较好的处理效果。
3渗滤液处理工艺实例
针对陕北地区干燥、少雨的气候条件，选择榆林市神木县、府谷县和榆阳区3个生活垃圾填埋场为例，同时选择与陕北地区气候相近的内蒙古自治区鄂尔多斯市（东胜区）生活垃圾填埋场、宁夏回族自治区吴忠市生活垃圾填埋场作为参考对象。
3.1填埋场实际运行情况
各垃圾填埋场基本情况见表1。
3.2渗滤液处理工艺
垃圾填埋场渗滤液处理的主流工艺为预过滤（砂滤/芯滤）+反渗透（DTRO），具体工艺流程示意见图1。
垃圾渗滤液首先汇集在调节池，经水量、水质调节后再泵入原水罐，通过加酸调节pH以防止无机盐类结垢，经加压后再进入砂式过滤器和芯式过滤器过滤降低SS浓度。根据实际情况，在进入芯式过滤器前加入适量阻垢剂防止结垢现象的发生，芯式过滤器为膜柱提供最后一道保护屏障。预处理后的渗滤液进入第一级DTRO系统，在膜组件中进行反渗透，产生的透过液进入第二级DTRO系统，第一级DTRO浓缩液排入浓缩液储罐用于回灌填埋区；第二级DTRO系统透过液进入清水储罐，浓缩液则回流进入第一级DTRO的进水端进一步处理。膜组件的清洗由系统根据压差自动执行，只需要在两个清洗剂储罐中分别置入酸性清洗剂和碱性清洗剂即可[11]。
3.3运行效果
垃圾填埋场渗滤液经二级DTRO工艺处理前后水质情况见表2。
根据垃圾填埋场渗滤液处理设施进、出口水质监测报告分析，对于不同填埋阶段的垃圾填埋场渗滤液水质，二级DTRO系统对CODcr、BOD5、NH3-N等污染物的去除均能达到理想效果，对CODcr的去除率为97.5%～99.8%，对BOD5的去除率为99.2%～99.6%，对NH3-N的去除率为97.6%～99.9%，出水水质满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）表2污染物排放浓度限值的要求。
3.4工艺参数对比
DTRO反渗透处理工艺对污染物的去除率主要取决于膜的截留率，而与膜的截留率有关的系统运行参数主要有：进水电导率、悬浮物浓度、温度、pH、膜通量以及水回收率等[12-13]。通过对比各垃圾填埋场渗滤液DTRO反渗透系统的运行参数，便可找出影响渗滤液处理效果的原因所在，见表3。
从工艺参数对比分析，DTRO反渗透系统在实际运行过程中，进水水质悬浮物浓度超出设计要求的7.3倍，电导率和pH值也超出最佳运行工况范围，由此导致的结果是水回收率大幅降低，并且出现了膜阻塞、频繁更换膜组件等问题。
电导率是间接衡量渗滤液含盐量的指标，主要反映渗滤液中的重金属离子含量。进水水质电导率和悬浮物浓度偏高，导致第一级DTRO反渗透膜的运行负荷增大，直接影响反渗透膜的使用寿命，对于在实际运行操作中，针对高电导率的渗滤液，可以通过优化膜配置，调整第一级DTRO系统的膜通量、水回收率及膜柱数等参数以满足处理要求。
pH值的高低对膜系统性能也有很大影响，垃圾渗滤液在进入DTRO之前需将pH值调为酸性，一方面可防止难溶无机盐结垢，另一方面可使渗滤液中游离氨与酸形成二价铵盐，而DTRO对类似多价离子的截留率很高，可以提高氨的去除率。透过液的流量与pH值成反比，pH值越高，透过液流量越小，最终导致水回收率的下降。
3.5DTRO处理工艺的可行性
陕北地区生活垃圾填埋场渗滤液采用二级DTRO工艺进行处理，出水水质良好，各项指标均能满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）表2规定的排放限值要求，不受渗滤液可生化性、碳氮比变化的影响，在处理老龄垃圾填埋场渗滤液、北方寒冷干燥地区的渗滤液方面具有明显优势。同时，DTRO反渗透系统具备运行灵活，可连续或间歇运行，安装及维修简单等优点[14-15]。
陕北地区气候干燥，蒸发量远大于降雨量，适宜采用回灌的方式处理垃圾渗滤液浓缩液，DTRO反渗透系统产生的浓缩液回灌填埋场，利用垃圾层作为生物反应器可以实现有机物的消解，是渗滤液处理过程中一个经济可靠的环节。
4结论
陕北地区垃圾填埋场渗滤液采用二级DTRO工艺进行处理，出水效果良好，各项指标均可达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）表2规定的排放限值要求。结合渗滤液浓缩液回灌，可以解决陕北地区垃圾渗滤液处理的问题。
DTRO系统运行过程中，在预处理达不到设计效果或运行管理不规范的情况下，反渗透膜容易受到污染，导致设备故障率较高，处理能力下降，渗滤液处理效果与设备的运行管理密切相关。
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【关键词】垃圾填埋；渗滤液处理；处理工艺；污染控制与治理
由于卫生填埋所产生的垃圾渗滤液，其中包含了较多的有毒物质，对城市环境和土壤都产生了严重的污染，如果不能对其进行有效的处理，则会造成更为严重的污染。当前，针对垃圾填埋渗滤液的处理技术已经在国内外得到了较为广泛的研究，而且也在实际工作中进行了应用。
1.渗滤液的产与影响因素
1.1渗滤液产生
在城市垃圾处理时，进行卫生填埋是常用的以一种处理方式，其对于环境来说，一方面通过填埋的方式减少垃圾敞开对环境造成的影响，另一方面却容易产生渗滤液，对环境造成污染。渗滤液指的是垃圾在进行填埋之后，由于自然环境因素或者是其他因素影响下所产生的一种高浓度的有积水。渗滤液的产生途径主要有以下几个原因：一是垃圾本身所含有的水分；二是由于自然降水或者是江河径流所产生的水分；三是垃圾填埋后由于微生物的分解作用而产生的水分。由于垃圾本身就含有一定的水分，所以在南方部分地区所产生的垃圾渗滤液的主要来源仍然以降水为主，而其他地区的渗滤液则是多种因素形成的。
1.2渗滤液水质的影响因素
一方面，垃圾本身对于渗滤液的水质有着一定的影响，而且这种影响是原发性的。在渗滤液中所包含的BOD、COD等物质主要是来源于厨房垃圾中的有机物。而在炉灰、脏土中所包含的有机物则对于渗滤液中的物质浓度有着一定的影响，因此，如果在垃圾中含有大量的炉灰和脏土，则会对渗滤液中的有机物浓度产生较大的影响。同时，不同的城市由于居民生活水平和生活习惯的不同，使得城市垃圾中的BOD、COD等物质的含量也有所不同。另一方面，垃圾填埋工艺也会对渗滤液水质产生重要的影响。如果垃圾填埋场的周围存在着径流，在对径流和地下水进行有效的截留措施下，则能够减少渗滤液中的水分，使得渗滤液中的有机物含量较高；而如果无法对垃圾填埋场周围的径流和地下水进行有效的截留，则会使得水分流入到垃圾填埋场中，使得产生的渗滤液浓度较低，降低垃圾渗滤液中的有机物含量。
2.垃圾填埋渗滤液处理技术
2.1生物处理技术
生物处理技术一般可以分为好氧生物处理技术和厌氧生物处理技术两种，另外，在特殊情况下也会使用厌氧-好氧联合处理的方法。
（1）好氧生物处理。好氧生物处理技术在当前的垃圾填埋渗滤液处理中已经得到了广泛的应用，其中所包含的活性污泥法、生物滤池方法等也都在相关的研究领域取得了较大的进展。利用好氧生物法，能够使渗滤液中的BOD、COD等得到有效的降低，而且能够将渗滤液中的铁、锰等金属得到有效的去除。但是，由于渗滤液的质量随时可能会受到外界因素的影响而发生变化，所以在使用好氧处理技术时，一般很难达到要求的标准。
（2）厌氧生物处理技术。厌氧生物处理技术将以往传统的液体处理方法中的弊端进行了有效的避免，比如水力停留时间过长或者是负荷过低等问题，而且在实践方面也取得了较多的经验。厌氧生物处理技术在处理渗滤液方面，具有动力耗能低、剩余污泥量少的特点，因此在近年来也得到了广泛的应用，尤其是厌氧生物滤池法的应用，更是在针对废液处理方面取得了较大的进展，但是在实际应用过程中，将厌氧生物处理技术单独应用的实践还较少。
（3）厌氧-好氧联合处理法。由于垃圾填埋产生的垃圾渗滤液是一种有毒有害的物质，因此如果单独的采用好氧处理方法或者是厌氧处理方法，往往无法取得理想的效果。因此，当前的生物处理工艺中，将厌氧-好氧两种生物处理技术进行联合使用的工艺应用的较为广泛，将两种工艺进行有效的结合，处理的效率得到了明显的提高，而且对于渗滤液中BOD和COD也有更好的去除效果。
2.2生物膜处理技术
醋酸纤维在上世纪60年代产生，其促进了膜分离技术的快速发展与应用，也应用到了垃圾填埋渗滤液的处理方面。常用的膜处理技术中包括反渗透、超滤和纳滤等分离技术。反渗透和超滤技术联合处理垃圾填埋渗滤液的效果十分明显，能够将COD与色度等进行有效的去除，效率达到98%以上。膜处理技术也由于操作简单、处理效果较高等优势而得到了广泛的应用。当前，在国内很多大型的垃圾填埋场都使用或者是筹划使用生物膜处理技术。但是其中所涉及到的工艺中，反渗透工艺的重点环节的成本较高，而且消耗量很大。为了减少膜表面受到机械或者是污水中毒素的影响，需要在使用膜处理之前对渗滤液进行一定的处理，才能够确保膜的使用性能得到充分的发挥，延长膜的使用寿命。另外，使用膜处理技术进行处理的渗滤液中会遗留大量的污染物需要进行及时的安全处理，这样才能有效的消除渗滤液对环境和土壤造成的污染。
3.结束语
当前，垃圾卫生填埋已经成为了城市生活垃圾处理的主要方式，也是应用较为广泛的一种垃圾处理技术。虽然将垃圾进行填埋能够减少垃圾对开放的环境所带来的影响，但是埋入到地下的垃圾则会由于渗漏、排水等因素的影响，而产生渗滤液，对土壤、资源等造成一定的污染，因此，要不断的加强对渗滤液的分析并且对其进行有效的治理与控制，才能不断的减少生活垃圾填埋渗滤液对城市环境造成的污染。
【参考文献】
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关键词：浓缩液、回灌、蒸发、高级氧化、膜蒸馏
中图分类号：C35文献标识码：A
随着经济发展和社会进步，我国的垃圾产生量也在逐年增加，垃圾处理的方式主要有垃圾焚烧、卫生填埋、堆肥[1]。其中，卫生填埋以其运行费用低、管理相对简便、处理量大及适应性强，成为我国垃圾处理采用的主要方式[2]。
渗沥液是指垃圾在填埋和堆放过程中，由于垃圾中有机物的分解产生的水和垃圾中的游离水、降水以及入渗的地下水，通过淋溶作用形成的污水[3]。垃圾填埋场产生的渗滤液是一种含高浓度氨氮和难降解有机物、重金属等成份复杂的废水。
随着人们对垃圾渗滤液处理日益重视，国家标准也越来越严格，2008年7月起正式实施的《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）明确了垃圾渗滤液中总氮、氨氮、重金属等污染控制指标，并提高了新建和现有填埋场的渗滤液污染物排放限值等要求[4]，对传统的处理技术提出挑战。
目前，国内外处理工艺主要以MBR、RO、NF为代表的膜处理技术为主，采用NF/RO，为了保证为保证膜工艺运行周期及出水水质，膜的回收率通75%~85%，即会产生15%~25%浓缩液。不经处理直接排放的浓缩液很容易造成二次污染，是膜处理技术应用过程中亟待解决的问题。
1.浓缩液的产生及特点
浓缩液主要是膜截留下来的高浓度污染物，反渗透膜可有效截流包括一价盐在内的小分子物质，故反渗透出水可以达到很高的排放标准，但其浓缩液盐分含量很高。纳滤膜具有选择透过性，一价盐(铵盐和硝酸盐、亚硝酸盐)均无法被纳滤膜截流，纳滤出水达标保障性不及反渗透膜，但是其浓缩液中含盐量较低[5]。
浓缩液的主要特点：1）有机物浓度高。根据NF或RO膜分离的选择透过性原理，水能够顺利通过膜，其他成分部分或完全被截留，有机物含量较高；2）可生化性差。膜滤浓缩液是垃圾渗滤液经过生物降解后，再通过膜处理得出的残液，主要为不易降生物降解的物质。3）成分复杂，垃圾渗滤液本身的复杂特性决定其膜滤浓缩液同样具有复杂特性。
2.浓缩液的处理方法
目前，针对浓缩液的处理方法主要有：回灌、膜蒸馏、蒸发、高级氧化。
2.1回灌
所谓回灌就是把垃圾填埋场本身看做生物滤床，浓缩液注入到堆体上端，贯
穿堆体而流出。在这个过程中，垃圾堆体里活跃的微生物发挥生化降解作用，结
合物理作用等实现污染物的降解。对渗滤液回灌处理屡见报道，且见应用于实际。
研究和实际工作都表明，渗滤液的回灌处理能够加速填埋场稳定化进程，促进有
机物降解，缩短产沼时间等。同时降解过程还有减容作用，使得场区内有效库容
增大[6]。
蒋宝军等[7]试验了重庆市某垃圾填埋场经碟管式反渗透处理后浓缩液的回灌影响。试验表明在技术上采用回灌处理浓缩液是可行的，通过回灌能有效去除COD和NH3-N，去除率分别为81.6%和70%。水力负荷对浓缩液回灌去除COD有较大影响，当水力负荷为32.38mL/(L・d)时，COD去除率为94%，而当水力负荷上升到202.36mL/(L・d)时，去除率下降到70%。
刘研萍等[6]对浓缩液回灌进行实验的结果表明亦证明回灌是处理浓缩液的有效手段。厌氧填埋条件下，回灌实现了81.6%的COD去除率，82.5%的BOD
5去除率和60%~70%的NH3-N去除率。在最佳水力负荷32.38mL/(L・d)下，达到了85%以上的COD去除率。对浓缩液pH进行调节后再回灌的研究发现，pH为9时，COD去除率最高，pH为11时，NH3-N去除率最高。
2.2膜蒸馏
膜蒸馏（MembraneDistillation，MD）的原理结合蒸馏的原理和膜的特性，疏水膜两侧的蒸气压力差作为传质驱动力，推动水蒸气从压力高即温度高的一侧通过疏水性膜到达压力低的一侧而冷凝，实现水相和溶液的分离[8]。
膜蒸馏过程几乎在常压下进行，设备简单，可以处理极高浓度的水溶液。由
于膜蒸馏过程的传质推动力为蒸气压差，因此只需维持膜两侧的温差即可，没有
必要耗费很大能量把溶液加热到沸点，便于就地取材，利用廉价能源推动膜蒸馏
过程发生。生产过程中产生的余热就是很好的廉价热源。
2.3蒸发技术
蒸发是将挥发性组分与非挥发性组分分离的物理过程，通过加热溶液使水沸
腾气化，不断去除气化的水蒸气。浓缩液蒸发处理时，水分从浓缩液中沸腾而出，
污染物残留在浓缩液中[9]。重金属和无机物以及大部分有机物的挥发性都比水弱，
因此会留在浓缩液中，部分挥发性烃、有机酸和氨等污染物与水蒸气最终存在于
冷凝液中。蒸发处理工艺把浓缩液处理到不足原液体积的2%~10%[10]。
浸没燃烧、负压蒸发、机械压缩蒸发是常见的蒸发方式。
浸没燃烧蒸发(Submergedcombustionevaporation，SCE)就是把燃烧产生的高温烟气浸没在液体中，烟气以气泡形式在液体中上升，剧烈的混合与搅动实现充分的热量传递[11]。
岳东北等[12]对垃圾渗滤液的反渗透浓缩液采用蒸发法开展了试验研究。结果表明，当浓缩液的pH在酸性范围内时，提高pH使得冷凝液中NH3-N的浓度增大，COD浓度减小。研究蒸发的不同阶段物质逸出情况时发现，蒸发初期以有机物挥发为主，蒸发后期则以NH3-N挥发为主。
采用这个工艺处理某卫生填埋场的垃圾渗滤液的RO浓缩液，利用填埋气（LandfillGas，LFG）作为燃料，岳东北等[13]发现经过两级SCE处理，进水COD从12000mg/L降低到出水的低于230mg/L，TDS也有大幅的下降。系统对RO浓缩液的浓缩倍数最高可达10倍。这种方法充分利用了填埋场内的LFG，消除环境污染同时提高能源利用率。然而这种方法对NH3-N没有去除效果。
膜滤浓缩液中的氯离子浓度很高，蒸发过程中温度大于70℃时，氯离子即会对金属材料产生强烈的腐蚀作用。为了解决常压高温蒸发所引起的设备腐蚀问题，采用负压蒸发的方法来处理含高浓度氯离子的废水。负压蒸发利用水在负压条件下沸点降低的规律，既避免氯离子对金属的腐蚀（<70℃），又保证了蒸发速率。
机械蒸发(MechanicalVaporizeCompression，MVC)是通过机械方式压缩蒸汽使其温度升高，蒸汽升高之后用作热源加热蒸发浓缩液。浓缩液受热后一部分液体气化形成蒸汽。形成的蒸汽受到机械压缩后充当新的热源。原先的热源由于热量散失导致温度降低，逐渐形成蒸馏水。形成蒸馏水的冷凝过程热量传递给新一批的浓缩液水样。这个循环过程充分实现能量利用，降低了系统能耗。但是，此技术需要注意的地方在于Ca2+和Mg2+在蒸发过程中存在结垢倾向，应采取缓垢和除垢的措施。设备接触部分还要充分考虑设备选材问题防止设备腐蚀。
2.4高级氧化工艺
高级氧化工艺(AdvancedOxidationProcesses，AOPs)由Glaze等人提出，以产生羟基自由基(・OH)产生与否进行判断。高级氧化工艺中一般都含有氧化剂，部分含有催化剂，或光、热、辐射等其它条件作为辅助强化产生・OH的能力。・OH
具有强氧化能力，且与有机物反应时无选择性。・OH与有机物发生反应后，大分子物质转化为小分子物质，复杂物质转化为简单物质，有毒物质转化为低毒物质。但是，高级氧化技术也存在氧化不彻底的缺点，需要进一步的絮凝沉淀，使得实际工程运行费用增加。
王东梅等[14]用Fenton氧化-絮凝-吸附法处理垃圾渗滤液浓缩液，实验结果表明：Fenton氧化-絮凝-吸附法对垃圾渗滤液反渗透浓缩液有较好的处理效果，对TOC的去除率为95.9％，UV254的去除率为97.1％，色度的去除率为99.6％。
徐K士等[15]采用UV-Fenton工艺对垃圾渗滤液的纳滤浓缩液进行处理，结果表明，UV-Fenton工艺能有效去除浓缩液中的有机污染物。TOC去除率随着H2O2和FeSO4・7H2O投加量的增加而升高，该工艺对pH具有缓冲性，在初始pH为2.0-6.0时，TOC去除率受pH的影响较小；随着初始温度从20℃升至60℃，TOC去除率小幅下降。
3.结论
对比膜滤浓缩液主要的四种处理方法，回灌存在地下水污染的潜在风险。导流措施不到位时，垃圾堆体内可能形成短流，导致堆体内含水率增加。此外高盐度的浓缩液加剧了盐积累问题。盐积累使得渗滤液电导率升高，膜产水率下降，甚至出现由电导率增高而导致膜过滤失效的问题。这些是采用回灌方式处理需要考虑的问题，目前多地已明确规定浓缩液禁止回灌。
膜蒸馏法则存在膜法处理中的共同问题，例如温度极化和浓度极化造成传质推动力下降和膜污染等。并且目前膜蒸馏处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液的研究尚未见报道。
蒸发工艺在实际运行过程中都会碰到设备结垢及腐蚀问题，并且纯物理过程无法完全保证出水达标，需要联合其他工艺。目前，蒸发工艺在渗滤液的处理领域已有成功应用。浓缩液中离子含量高，设备结垢问题在所难免，如果妥善解决这一问题，蒸发处理工艺不失为一种经济可行的方法。
高级氧化技术在化学氧化过程中多数有机物被分解成二氧化碳，高价态的盐和重金属得到了完全固定，解决了整个系统盐平衡的问题，系统水回收率高，抗负荷冲击能力强。但工艺链长，处理技术比较复杂，间接增加了运行管理上的难度，并且需要加入具有很强氧化性的氧化剂及絮凝剂、混凝剂，产生的污泥造成二次污染。高级氧化技术在很大程度上提高浓缩液的可生化性，可与生化处理联合，降低运行费用，达到标准排放。
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关键词：城市垃圾渗滤液；处理
Abstract:Cityoflandfillleachateisacomplexcompositionofhighconcentrationorganicwastewater,ithasbecomethemostseriousgroundwaterpollutionsources,iftodischargeuntreatedwithouttreatment;itcancauseseriousenvironmentalpollution.Thispaperanalyzedtheleachatetreatmentprocesstointroduceavarietyofleachatetreatmentmethods,andtreatmentmethodswerecomparedKeywords:urbanlandfillleachate;processing
中图分类号：R124.3文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）03-00
1概述
近年来,随着我国城市化进程迅速发展,城市垃圾填埋场数量剧增,产生的生活垃圾迅速增长.垃圾渗滤液的高浓度氨氮废水,排放量大,成分复杂,毒性强,对环境危害大,处理难度又很大,使得氨氮废水的污染及其治理一直受到全世界环保领域的高度重视.因此城市垃圾填埋场渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常棘手的问题。渗滤液是液体在填埋场重力流动的产物，主要来源于降水和垃圾本身的内含水。在垃圾填埋过程中产生的污染性极强的垃圾渗滤液极易下渗污染地下水，若处理不当会对生态环境和人体健康带来巨大危害，因此垃圾渗滤液的有效处理十分迫切已成为目前国内外环境工程领域的难点之一。以保护环境为目的，对渗滤液进行处理是必不可少的。
2渗滤液处理工艺
现有的垃圾渗滤液处理技术主要分为生物法、物化法和土地法三大类。生物处理法中厌氧处理有上流式厌氧污泥床UASB、厌氧折流板反应器ABR、厌氧塘、EGSB、IC等；好氧处理有好氧曝气塘、活性污泥法、生物转盘和滴滤池等，无氧/好氧(A/O)混合处理。物化法主要有化学混凝沉淀、活性炭吸附、化学氧化、催化氧化、膜处理、膜渗析、气提及湿式氧化法等多种方法等。土地处理如人工湿地等主要通过土壤颗粒的过滤,离子交换吸附和沉淀等.
3渗滤液处理方法介绍
目前的渗滤液的处理方法大致可分为回灌法、物化法、生物法、土地法等.
3.1滤液回灌法将垃圾填埋场产生的未经处理的渗滤液或者处理不充分的滤液部分或全部喷灌至填埋场的表面，利用土壤的物化吸附作用及土壤层和填埋层中微生物的代谢净化作用，使渗滤液得到净化。但是回灌存在许多问题，滤液进水过高或者微生物过量繁殖容易造成土壤堵塞，垃圾填埋层中因厌氧消化而出现的有机酸积累水质酸化严重，同时回灌技术对氨氮的去除效果不够理想。一些地区雨季降水量大，容易随水地表径流产生二次污染，回灌时表面喷灌会散发臭味对环境造成不良影响。
3.2物化法物化法包括混凝、吹脱、活性炭吸附、蒸发法、化学沉淀、电解催化氧化、离子交换、膜分离等多种方法。物化法相对稳定，一般不受垃圾渗滤液水质、水量变化的影响。物化法出水水质稳定,尤其对可生化性较低的垃圾渗滤液有较好的处理效果。但由于物化法处理费用高,通常只用于渗滤液的预处理或深度处理。
3.3生物法在众多方法中生物法由于其投资运营费用低为各污水厂首选。生物法一般可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类,好氧处理工艺有活性污泥法、曝气氧化塘、稳定塘、生物转盘、滴滤池等。厌氧处理工艺有厌氧生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床、厌氧混合床等。生物法是垃圾渗滤液处理中最常用的一类方法,因其运行费用低、处理效率高、不会出现化学污泥等特点而被世界各国广泛采用。当渗滤液的BOD5/CODCr值大于0.3时,表明渗滤液的可生化性较好,可采用生化法处理。生化处理具有处理效果好、成本低等优点,它是目前应用最广泛的处理方法。3.3.1好氧处理
用活性污泥法、氧化沟、好氧稳定塘，生物转盘等好氧法处理渗滤液都有成功的经验，好氧处理颗幼小的降低BOD5、COD和氨氮，还可以去除另一些污染物质如铁、锰等金属。在好氧法中又以延时曝气法用的最多，还有曝气稳定塘和生物转盘（主要用以去除氮）。下面将对目前主要工艺予以介绍
1.传统活性污泥法渗滤液可用生物法、化学絮凝、炭吸附、膜过滤、脂吸附、气提等方法单独或联合处理，其中活性污泥因其费用低、效率高而得到最广泛的应用。美国和德国的几个活性污泥法污水处理厂的运行结果表明，通过提高污泥浓度来降低污泥有机负荷，活性污泥法可以获得令人满意的垃圾渗滤液处理效果。
2.曝气稳定塘与活性污泥法相比,曝气稳定塘体积大,有机负荷低,尽管降解进度较慢,但由于其工程简单,在土地不贵的地区,是最省钱的垃圾渗滤液好氧生物处理方法.美国、加拿大、英国、澳大利亚和德国的小试、中试及生产规模的研究都表明，采用曝气稳定塘能获得较好的垃圾渗滤液处理效果。
3.生物膜法与活性污泥法相比,生物膜法具有抗水量、水质冲击负荷的优点，而且生物膜上能生长世代时间较长的微生物，如消化菌之类。加拿大BritishColumbia大学的C.Peddie和J.Atwater用直径0.9m的生物转盘处理CODCr
3.3.2厌氧生物处理
厌氧生物处理的有目的运用已有近百年的历史.但直到近20年来,随着微生物学、生物化学等学科发展和工程实践的积累，不断开发出新的厌氧处理工艺，克服了传统工艺的水力停留时间长，有机负荷低等特点，使它在理论和实践上有了很大进步，在处理高浓度(BOD5≥2000mg/L）有机废水方面取得了良好效果。
厌氧生物处理有许多优点，最主要的是能耗少，操作简单，因此投资及运行费用低廉，而且由于产生的剩余污泥量少，所需的营养物质也少，如其BOD5/P只需为4000：1，虽然渗滤液中P的含量通常少于1mg/L，但仍能满足微生物对P的要求，用普通的厌氧硝化，35℃、负荷为1kgCOD/(m3.d),停留时间10d，渗滤液中COD去除率可达90％。
近年来，开发的厌氧生物处理方法有：厌氧生物滤池、厌氧接触池、上流式厌氧污泥床反应器及分段厌氧硝化等。
3.3.3厌氧与好氧的结合方式
虽然实践已经证明厌氧生物法对高浓度有机废水处理的有效性,但单独采用厌氧法处理渗滤液也很少见.对高浓度的垃圾渗滤液采用厌氧-氧处理工艺即经济合理,处理效率又高.COD和BOD的去除率分别达86.8％和97.2％。
3.3.4处理工艺的分析比较
与好氧方法相比，厌氧生物处理具有以下优点:⑴好氧方法需消耗能量（空气压缩机、转刷等），而厌氧处理却可产生能量（产生甲烷气）。COD浓度越高，好氧方法耗能越多；厌氧方法产能越多，两者的差异就越明显。⑵厌氧处理时有机物转化成污泥的比例（0.1kgMISS/kgCODCr)远小于好氧处理的比例（0.5kgMISS/kgCODCr），因此污泥处理和处置的费用大为降低。⑶厌氧处理时污泥的生长量小，对无机营养元素的要求远低于好氧处理，因此适于处理磷含量比较低的垃圾渗滤液。⑷根据报道，许多在好氧条件下难于处理的卤素有机物在厌氧时可以被生物降解。⑸厌氧处理的有机负荷高，占地面积比较小。
鉴于以上原因，目前对COD浓度在50000mg/L以上的高浓度垃圾渗滤液建议采用厌氧方法（后接好氧处理）进行处理，对COD浓度在5000mg/L以下的垃圾渗滤液建议次啊用好氧生物处理法。对于COD在5000-50000mg/L之间的垃圾渗滤液，好氧或厌氧方法均可，选择工艺时主要考虑其它因素。
3.4土地法
土地处理法包括慢速渗滤法、快速渗滤法、表面漫流、人工湿地和回灌等,其中人工湿地和回灌应用得较多。
4结论和建议
通过对上述几种处理方法及处理工艺的分析比较可得以下结论，并提出水质、水量等方面的建议和意见：
⑴垃圾渗滤液具有成分复杂，水质水量变化巨大，有机物和氨氮浓度高，微生物营养元素比例失调等特点，因此在选择垃圾渗滤液生物处理工艺时，必须详细测定垃圾渗滤液的各种成分，分析其特点，以便采取相应的对策。还应通过小试和中试，取得可靠优化的工艺参数，以获得理想的处理效果。
⑵多种方法应用于渗滤液的处理是可行的。在有条件的地方修筑生物塘，同时采用水生植物系统处理渗滤液，不仅投资省，而且运行费用低。
⑶我国目前真正能满足卫生填埋标准的填埋场并不多，许多填埋场因为投资所限无法按设计要求建造能达到环境保护要求的渗滤液收集系统。因此，宜发展投资省、效果好的渗滤液处理技术。垃圾填埋场渗滤液向填埋场回灌，利用土地吸附，土壤生物降解及垃圾填埋层的厌氧滤床作用使渗滤液降解，具有投资省、效果好，无需专门处理设施投资等特点。
关键词：垃圾渗滤液污染特性处理方法
中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1672-3791（2015）05（a）-0116-01
垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土层的饱和持水量，并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度的有机废水，以及堆积的准备用于焚烧的垃圾渗漏出的水分。垃圾渗滤液中CODcr、BOD5浓度最高值可达数千至几万，和城市污水相比，浓度高得多，所以渗滤液不经过严格的处理、处置是不可以直接排入城市污水处理管道的。一般而言，CODcr、BOD5、BOD5/CODcr随填埋场的“年龄”增长而降低，碱度含量则升高。
1项目基本情况
某个生活垃圾填埋场位于浦城县。垃圾填埋场总库容约63.27万m3，设计使用年限为15年，日处理规模确定为130t/d；填埋场采用“改良型厌氧卫生填埋处理工艺”对城市生活垃圾进行无害化处理。浦城县是重点林业县，乡镇居民多以木材为燃料，因此，生活垃圾中煤渣成分较少，而以果皮、塑料袋、厨余垃圾为主。
填埋场操作顺序的总体规划为按单元依次逐层推进，层层压实，依次类推直至最终填埋标高。卫生填埋处理场的防渗处理包括水平防渗和垂直防渗两种方式，由于该填埋库区内不具备天然防渗的条件，为了保障人工衬层的安全性，采取环保型高密度聚乙烯（HDPE）土工膜作水平防渗工艺，同时采用复合防渗系统；渗滤液导流层位于场底，主要是有利于产生的渗滤液迅速汇集到主支盲沟中。
2渗滤液污染特性
该项目处理对象为垃圾填埋场产生的渗滤液，渗滤液的水质受填埋垃圾的成分、规模、降水量和气候等因素的影响，通常而言，具有如下特点。
（1）渗滤液水质变化大：渗滤液的水质变化幅度很大，它不仅体现在同一年内各个季节水质差别很大，浓度变幅可高达几倍，并且随着填埋年限的增加，水质特征也在不断发生变化，如渗滤液的碳氮比、可生化性随着填埋年限的增加而降低。通常在填埋初期，氨氮浓度较低，用生物脱氮就可去除渗滤液中的氨氮，但随着填埋年限的增加，氨氮浓度不断增加，COD不断下降，最好采用物化法处理。
（2）有机物浓度高：垃圾渗滤液中的CODcr和BOD5浓度最高可达几万mg/L，与城市污水相比，浓度非常高。高浓度的垃圾渗滤液主要是在酸性发酵阶段产生，pH值略低于7，低分子脂肪酸的COD占总量的80%以上，BOD5与COD比值为0.5～0.6，随着填埋场填埋年限的增加，BOD5与COD比值将逐渐降低。
3渗滤液的处理工艺
渗滤液的水质较为复杂，含有多种有毒有害的无机物和有机物，且还含有较高色度。以氧化沟为主的生化处理工艺，不适合处理高浓度有机物和高氨氮含量的垃圾场渗滤液，不能有效去除污水中难生物降解的有机物和氨氮，同时对色度的去除率较低，脱氮效率也不高，氨氮出水的稳定性较差，不能建立稳定的硝化反硝化功能。因此建议增加预处理工序，采取高级氧化技术进行预处理，推荐FEO技术，该技术是利用微电解以及催化氧化的原理来达到脱色、分解大分子难生物降解有机物的目的，可有效去除重金属。同时，将氧化沟改为A/O工艺，由兼氧段、好氧段组成，A池在利用原水中碳源进行反硝化的同时，也起一定的水解作用将不易降解的大分子物质水解为小分子物质，利于好氧的降解，提高COD的去除效果。
该填埋场使用：“渗沥液调节池FEO预处理A/O+MBR纳滤+反渗透消毒排放”的工序；浓缩液使用：“浓缩液储池一体化设备臭氧反应池搅拌澄清池活性炭过滤消毒排放”。工艺流程详见图1所示。
4结语
渗滤液处理由于较高的投资和运行费用，在对其进行处理时应根据当地情况，采取综合处理的措施。对于北方降雨量少、且垃圾含水率较低的填埋场，采取回灌措施是比较经济、有效的方法，但对于南方部分城市，其应用却受到一定的限制。由于垃圾渗滤液的产生量直接与降雨量有关，因而垃圾填埋场的清污分流与防洪措施对于减少降水对渗滤液的影响起了至关重要的作用。一方面有利于减少进入垃圾堆体的雨水量，从而减少垃圾渗滤液的产量，另一方面合理设计防洪措施有利于降低渗滤液的事故排放。
参考文献
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