垃圾渗滤液是垃圾填埋过程中产生的高浓度有机废水，含有大量难降解有机物、重金属和氨氮等污染物，其COD浓度通常高达4000～13000mg/L，一旦渗漏将严重威胁地下水环境安全。随着我国城市化进程加快，每年新增垃圾约1亿吨，历年堆存垃圾已达60多亿吨，导致200多个城市陷入"垃圾围城"困境，渗滤液污染防控形势严峻。冠清环保将系统分析垃圾渗滤液污染地下水的特征及其危害，重点探讨渗透性反应格栅(PRB)、高级氧化技术、生物处理技术等主流COD去除方法的原理、应用及最新进展，并对技术选择提出建议，为地下水修复工程提供参考。
一.垃圾渗滤液污染特征与危害
垃圾渗滤液由垃圾内含水、降水入渗和有机物分解水共同形成，其水质受垃圾组成、填埋年限和气候条件显著影响。年轻填埋场(1年以内)渗滤液pH呈弱酸性(6-7)，COD和BOD5浓度高，可生化性强；而老龄填埋场(5年以上)渗滤液pH升至7-8，COD下降但氨氮浓度增高，BOD5/COD比值常低于0.1，可生化性差。渗滤液典型污染特征表现为：
有机物组成复杂：含低分子脂肪酸、腐殖质类碳水化合物及灰黄霉酸等中分子物质，已鉴定出93种有机化合物，其中22种被列入中美EPA优先控制污染物黑名单。这些有机物导致渗滤液色度高达2000-4000倍，并伴有强烈腐臭气味。
高氨氮与营养失衡：氨氮浓度可达87～590mg/L，而磷元素含量偏低，造成微生物营养比例失衡。随着填埋时间延长，氨氮浓度持续升高，中老龄渗滤液氨氮可超过700mg/L。
重金属风险：当工业与生活垃圾混埋时，渗滤液中Cu、Pb、Cr、Cd等重金属离子溶出量明显增加。这些污染物通过渗漏进入地下水后，会使水体缺氧恶化，氮磷富集引发富营养化，重金属生物累积更可能威胁饮用水安全。
二.渗透性反应格栅(PRB)技术
渗透性反应格栅(PRB)是一种原位修复技术，通过在地下水流向垂直设置填充反应介质的透水结构，在渗滤液流经时实现污染物拦截与降解。PRB技术具有运行成本低、处理种类多、长期稳定等优势，尤其适用于已污染地下水的修复。
反应介质选择是PRB核心，过碳酸钠(SPC)作为新型固体氧化剂受到关注。SPC化学式为Na2CO3·1.5H2O2，溶于水后分解为Na2CO3和H2O2，pH适应范围广(2-10)，储存运输安全。研究表明，SPC/Fe²⁺体系处理COD为200mg/L的地下水时，在n(SPC):n(Fe²⁺)=1:2.75、SPC投加48mmol/L、反应30min的最佳条件下，COD去除率达82.09%，出水COD降至35.82mg/L。该体系通过Fe²⁺催化H2O2产生羟基自由基(HO·)，将大分子有机物氧化分解，同时生成的Fe(OH)₃胶体可絮凝去除部分污染物。
与传统Fenton法相比，SPC/Fe²⁺体系具有明显优势：Fenton法需调节pH至2-4且需持续投加H2O2，而SPC作为固体氧化剂更适于地下水原位修复。三维荧光光谱分析表明，SPC/Fe²⁺体系对渗滤液中类色氨酸蛋白有机物(Em/Ex=337nm/230nm)和腐殖酸类有机物(Em/Ex=487nm/383nm)均有显著降解效果。
三.高级氧化技术
高级氧化技术(AOPs)通过产生高活性自由基降解有机物，主要包括Fenton氧化、臭氧氧化及其组合工艺，对难降解COD具有突出效果。
Fenton法采用Fe²⁺催化H2O2产生HO·，操作简单且无二次污染。工程应用中，Fenton-活性炭吸附协同处理渗滤液，先投加活性炭吸附30min，再加入Fenton试剂反应150min，可获得良好COD去除效果。但传统Fenton法需酸性条件且产生含铁污泥，而改进的类Fenton技术如超声-Fenton联用可降低药剂消耗，超声空化效应促进HO·生成，使COD去除率提高20%以上。
臭氧氧化法常与H2O2组合，当O3进气量5.6g/h、H2O2用量400mg/L、pH=7、反应1h时，渗滤液COD去除率达72%，B/C值从0.01提升至0.24，可生化性明显改善。但臭氧氧化成本较高，中间产物可能增加毒性，需后续生物处理配合。
电化学氧化是新兴高级氧化技术，以Ti/IrO₂-RuO₂为电极，在80℃、电流密度0.032A/cm²、pH=3条件下反应4h，可使COD从2960mg/L降至294mg/L，色度完全去除。该技术流程简单、可控性强，但能耗较高限制了其大规模应用。
四.生物处理技术
生物法利用微生物代谢去除COD，具有成本低、二次污染小的特点，主要包括活性污泥法、生物膜法和厌氧工艺，常需组合使用以提高效果。
活性污泥法在好氧条件下对COD去除率可达90%以上。同济大学徐迪民团队采用低氧-好氧活性污泥法处理渗滤液，出水COD<300mg/L、BOD5<50mg/L，总去除率分别达96.4%和99.6%。改进型序批式活性污泥法(SBR)通过时间序列控制反应阶段，吹脱-SBR-吸附混凝组合工艺对COD、氨氮和色度的平均去除率达91%、81%和95%。
膜生物反应器(MBR)将膜分离与生物处理结合，UASB-MBR-RO组合工艺处理焚烧厂渗滤液时，进水COD21410±2838mg/L，出水降至76.6±19mg/L，总去除率99.6%。MBR通过膜截留使污泥浓度提升至20-30g/L，但膜污染问题需通过优化运行管理控制。
厌氧处理适合高浓度有机废水，上流式厌氧污泥床(UASB)在中温(35-40℃)条件下COD去除率可达95%，容积负荷达5kgCOD/(m³·d)以上。厌氧复合床(UBF)结合UASB和厌氧滤池优点，在有机负荷15kgCOD/(m³·d)时，COD去除率超90%，甲烷含量达66%。
五.技术对比与应用建议
不同COD去除技术各有侧重：PRB技术适用于原位修复，SPC/Fe²⁺体系在地下水修复中前景广阔；高级氧化技术对难降解有机物效果显著，但需考虑运行成本；生物法经济性好，但对老龄渗滤液需预处理提高可生化性。
实际工程中，组合工艺更为常见。物化-生物复合系统通过调节池缓冲毒性物质，石灰沉淀去除重金属，气提池降低氨氮浓度，再进入活性污泥系统，可使COD、BOD5、NH3-N和Fe去除率分别达95%、99%、90%和99.2%。对于地下水修复项目，推荐采用"PRB(SPC/Fe²⁺)-生物膜法"组合工艺，先通过PRB实现COD初步削减，再经生物膜法深度处理，兼顾效果与经济性。
未来研究应聚焦低成本材料开发、工艺参数智能优化及技术深度集成，以解决现有方法能耗高、抗冲击负荷能力不足等问题，推动垃圾渗滤液污染地下水的有效防治。
