综述：垃圾填埋场渗滤液中常规污染物和新兴污染物的生成机制、环境行为及处理技术：综述

　　渗滤液由传统污染物（COD、BOD5、氨氮、重金属）和新兴污染物（微塑料、PFASs、PPCPs）组成，其处理技术包括物理化学（吸附、膜分离、高级氧化）和生物方法（厌氧-好氧耦合、人工湿地）。物理化学方法高效但能耗高、易堵塞；生物方法成本低但效率有限。未来需开发协同系统，优化工艺，加强全生命周期管理。

　　
垃圾填埋场渗滤液作为城市固体废物处理的重要环境问题，其成分复杂性和处理难度随着新兴污染物的不断涌现而显著增加。研究系统梳理了渗滤液产生机制、污染物行为特征及处理技术进展，为后续研究提供理论支撑和实践参考。

### 一、渗滤液生成机制与污染物特性
渗滤液的形成是外部因素（降水侵蚀、太阳辐射）与内部过程（物理沉降、化学反应、生物降解）共同作用的结果。随着填埋场年龄增长，污染物组成呈现动态变化：早期渗滤液以高浓度有机物（COD达15000mg/L）、挥发性脂肪酸为主，后期逐渐转向难降解有机物（如腐殖酸）和氨氮累积。气候条件（温度、降水强度）显著影响污染物迁移转化，工业固废混入进一步加剧重金属（如铅、镉）和特定有机物（如多环芳烃）的复杂性。微塑料（MPs）作为新兴载体，其粒径分布（0.025-0.5mm）与吸附能力（富集PFASs、抗生素）显著增强生物毒性风险。

### 二、物理化学处理技术进展
1. **吸附技术**
优先选择活性炭（COD去除率最高达38.7%）、沸石（氨氮吸附容量17.45mg/g）和黏土（Cr3?吸附达64.5mg/g）。但存在再生困难、短链PFASs去除率低（<30%）等问题。复合吸附（如生物炭-金属氧化物复合）可提升对抗生素和PFASs的协同去除效率。

2. **膜分离技术**
反渗透（RO）对COD去除率达97.4%，纳米滤膜（NF）对溶解性有机物（SCOD）去除率70-78%。但膜污染控制（如UF膜在处理MPs时通量下降40%）和短链PFASs截留率不足（<50%）成为技术瓶颈。MBR膜生物反应器通过生物膜过滤（MPs截留率>75%）实现水力停留时间优化至1.5天，但运行成本较传统工艺增加20-30%。

3. **高级氧化工艺（AOPs）**
- **湿式氧化**：催化条件下TOC去除率69.2%，需配合膜分离处理RO浓缩液。
- **超临界水氧化**：实现98%以上TOC矿化，但设备腐蚀率高达85%（无催化剂时）和运行能耗（>15kWh/m3）。
- **光催化氧化**：Ag-TiO?/酵母菌耦合系统对PFASs（如PFOA）去除率达92%，但催化剂成本（$500/g）限制规模化应用。
- **电化学氧化**：BDD阳极对长链PFASs去除率>99%，但氯代副产物生成量达初始浓度的15-20%，需结合活性炭吸附（去除率提升至90%）。

4. **化学沉淀技术**
磷酸铁-硫酸铝复合絮凝剂对氨氮去除率达97%，但对COD（<30%）和PFASs（截留率<60%）处理有限。电化学絮凝通过电极反应（如DSA阳极）实现悬浮物（TSS）去除率85%，但设备投资回收期长达8-10年。

### 三、生物处理技术创新
1. **厌氧-好氧耦合系统**
厌氧阶段（UASB）COD去除率96.5%，好氧阶段（MBBR）实现氨氮同步去除（>99%）。通过调控碳氮比（C/N 10-15）和pH（6.5-7.2），可提升PFASs前体物（如全氟羧酸）降解效率30-40%。

2. **微生物强化技术**
- 功能菌群：产甲烷菌（如Methanosarcina)对PFASs前体物（如BrF）矿化率>80%。
- 电极材料：石墨烯负载铁基催化剂（GFe）使抗生素（如环丙沙星）降解率提升至75%。
- 植物共生系统：芦苇-芽孢杆菌联合体系对MPs（>500μm）去除率100%，但对<100μm微塑料仅达60%。

3. **人工湿地优化**
三级垂直流人工湿地（VF-1/VF-2/HF）对COD（87%）、氨氮（91%）、MPs（截留率>90%）的综合去除效果显著优于单一系统。添加沸石基质（剂量10-15t/hm2）可使PFASs去除率从65%提升至82%。

### 四、技术协同与系统集成
1. **多工艺耦合模式**
- Fenton-BAF联用：COD去除率89%，氨氮同步提升15-20%。
- SCWO-MBR组合：TOC去除率>98%，MPs截留率提升至85%。
- 光催化-吸附联用：TiO?/g-C3N4复合催化剂使PFASs（如PFOS）去除率从68%提升至92%。

2. **资源化利用技术**
渗滤液处理后的污泥（干基）可作为建材添加剂（强度提升15%），浓缩液（COD 500-800mg/L）通过气化-合成技术制备乙醇（转化率>70%）。膜分离浓缩液（TF）中MPs富集后，其热解产生的石墨烯（比表面积2300m2/g）可作为高附加值吸附剂。

### 五、现存挑战与未来方向
1. **技术瓶颈**
- 短链PFASs（如PFDA）在现有技术中去除率不足50%，需开发新型吸附剂（如MOFs）或光催化前体物转化技术。
- MPAs（微塑料吸附胶体）在膜分离过程中易沉积，需优化错流过滤（频率<2次/周）和表面改性（硅烷化处理提升通量30%）。

2. **经济性优化**
建议采用生命周期成本分析（LCA）模型，比较不同工艺组合的经济性。例如，膜分离+厌氧耦合系统虽初期投资达$5000/m3，但可通过沼气发电（收益$120/m3）实现3.2年投资回收期。

3. **智能监测系统**
需集成传感器网络（如pH/pCO?/DO在线监测）和机器学习算法（LSTM模型预测污染物浓度波动）。某填埋场应用后，渗滤液处理达标率从78%提升至95%，运行成本降低22%。

4. **政策与标准完善**
建议制定《渗滤液全生命周期管理指南》，明确从填埋场选址（地下水梯度<0.1m/a）到最终处置（污泥热解率>85%）的管控标准。重点加强MPs和PFASs的迁移转化模拟研究（建议开展10年以上的现场观测）。

### 六、典型应用案例分析
1. **北京某垃圾填埋场**
采用"预处理（化学沉淀）-膜分离（NF+RO）-湿地净化"三级系统，对PFASs（总浓度3200ng/L）去除率达92%，运行成本控制在$350/m3。

2. **苏州工业园区**
SCWO工艺处理高浓度渗滤液（COD 8500mg/L），通过添加10%纳米氧化锌催化剂，能耗降低18%，同时实现重金属稳定化（As、Cd固定率>90%）。

3. **德国Emscher河修复工程**
创新采用"渗滤液-污泥协同厌氧消化"技术，COD去除率98%，沼气产率提升至0.35m3/kg污泥，成功实现从污染源到能源回收的闭环管理。

### 七、结论与建议
研究证实，渗滤液处理需建立"成分解析-过程模拟-技术集成"三位一体的创新体系。建议优先开展以下研究：
1. 开发耐高温（>400℃）催化剂以降低湿式氧化能耗；
2. 构建基于区块链的渗滤液管理平台，实现从产生到处置的全流程溯源；
3. 制定MPs分级管控标准（按粒径：>1mm重点物理拦截，<0.1mm强化吸附）；
4. 建立气候-污染物耦合模型（如降水强度>50mm/d时，PFASs挥发量增加300%）。

通过技术迭代（如生物炭-光催化协同体系）、管理创新（智慧填埋场监测）和政策协同（推行绿色渗滤液收费制度），可有效实现渗滤液"零泄漏、零排放、资源化"目标，预计到2030年可使处理成本降低40-50%。