北極星水處理網訊:摘要(yào / yāo)：垃圾滲濾液膜過濾濃縮液是(shì)垃圾滲濾液經過生物降解後經反滲透膜或納濾膜截留的(de)殘液，是(shì)目前垃圾填埋處理中必須解決的(de)關鍵問題。本文簡要(yào / yāo)分析了(le／liǎo)我國(guó)垃圾滲濾膜濾濃縮液的(de)相關處理方法、技術和(hé / huò)研究進展，重點闡述了(le／liǎo)在(zài)工程實際中濃縮液處理方法的(de)應用。

關鍵詞：垃圾滲濾液 膜濾 濃縮液

1、引言

控制城市垃圾滲濾液引起的(de)污染是(shì)當前垃圾填埋技術要(yào / yāo)解決的(de)一(yī / yì ／yí)大(dà)難題。國(guó)家曾在(zài)2008年頒布了(le／liǎo)《生活垃圾填埋場污染控制标準》，對處理垃圾滲濾液提出(chū)了(le／liǎo)更高的(de)要(yào / yāo)求。随着要(yào / yāo)求的(de)提高，垃圾滲濾液的(de)處理逐漸采用了(le／liǎo)生化組合膜濾的(de)工藝。實際滲濾液處理中越來(lái)越多的(de)采用NF、RO膜，這(zhè)種薄膜具有很多優點，例如占地(dì / de)面積小、透水效果好。然而(ér)在(zài)達到(dào)排放上(shàng)清液指标的(de)同時(shí)也(yě)不(bù)可避免的(de)産生了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)批膜濃縮液。

産生的(de)膜濾濃縮液，其體積占全部垃圾滲濾液原液的(de)8%-20%，且濃縮液的(de)運輸費用高。因此，研究如何減少濃縮液的(de)量及濃縮液的(de)達标排放有極大(dà)的(de)現實意義。文中筆者對國(guó)内現有的(de)一(yī / yì ／yí)些膜濾濃縮液處理技術進行簡要(yào / yāo)分析。

2、滲濾液處理濃縮液特點

濃縮液中的(de)主要(yào / yāo)成分是(shì)甲苯、N，N一(yī / yì ／yí)二甲基甲酰胺、2，4一(yī / yì ／yí)二甲基一(yī / yì ／yí)苯甲醛、2，4一(yī / yì ／yí)二（1，1一(yī / yì ／yí)二甲基乙基）苯酚、三（2一(yī / yì ／yí)氯乙基）磷酸、鄰苯二甲酸環己基甲基丁基醚、鄰苯二甲酸二丁酯、3，5-二叔丁基一(yī / yì ／yí)4一(yī / yì ／yí)羟苯基丙酸、乙酰胺、正十六酸、～t-A硫二烯酸，以(yǐ)及少量的(de)十八烷到(dào)二十五烷之(zhī)間的(de)正烷烴等有機物。從這(zhè)些有機物的(de)特點來(lái)看，基本不(bù)能作爲(wéi / wèi)營養源參與生物反應。

根據我國(guó)幾家采用反滲透工藝的(de)項目運行經驗分析，要(yào / yāo)保證反滲透出(chū)水的(de)各項指标達标，濃縮液的(de)産量非常大(dà)，一(yī / yì ／yí)般會占到(dào)進水量的(de)25% 一(yī / yì ／yí)45%。濃縮液中的(de)COD主要(yào / yāo)成分是(shì)難降解有機物，一(yī / yì ／yí)般随地(dì / de)域和(hé / huò)當地(dì / de)居民飲食習慣的(de)差異，濃縮液的(de)COD濃度在(zài)1 000 mg/L一(yī / yì ／yí)5000 mg/L之(zhī)間，其中的(de)有機物很難作爲(wéi / wèi)營養源參與微生物代謝。根據對不(bù)同地(dì / de)區滲濾液處理項目發現，濃縮液中的(de)總氮含量在(zài)100 mg/L一(yī / yì ／yí)1 000 mg/L。濃縮液的(de)色度一(yī / yì ／yí)般在(zài)500倍～1 500倍之(zhī)間，并且生色團和(hé / huò)助色團相對物質量越高，色度越高。根據反滲透截流性的(de)特點，100%的(de)二價以(yǐ)上(shàng)的(de)無機鹽離子(zǐ)、85%～90% 的(de)一(yī / yì ／yí)價鹽離子(zǐ)、30% 左右的(de)硝态氮、亞硝态氮都會存在(zài)于(yú)濃縮液中。通過數倍濃縮後，濃縮液中的(de)氯離子(zǐ)濃度約爲(wéi / wèi)10 000 mg/L一(yī / yì ／yí)50 000mg/L之(zhī)間，TDS爲(wéi / wèi)20000～60000mg/L，電導率爲(wéi / wèi)40000～50 000 0μs/cm，這(zhè)些含極難降解，且含鹽度極高的(de)濃縮液成爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)所有滲濾液處理中的(de)一(yī / yì ／yí)道(dào)難題。

3、濃縮液處理方法

3.1 回灌

回灌其實是(shì)将填埋場視爲(wéi / wèi)一(yī / yì ／yí)個(gè)以(yǐ)垃圾爲(wéi / wèi)填料的(de)生物濾床。自上(shàng)而(ér)下将回灌的(de)濃縮液引入垃圾填埋層，垃圾中的(de)微生物會降解液體中的(de)有機污染物。對于(yú)回灌過程來(lái)說(shuō)，回灌頻率、回灌量以(yǐ)及回灌污染物濃度是(shì)回灌處理最重要(yào / yāo)的(de)3個(gè)控制參數。

西方國(guó)家從上(shàng)世紀九十年代就(jiù)開始将反滲透濃縮液利回灌填埋場。實踐證實：在(zài)全名考慮填埋場相關特征設計的(de)基礎上(shàng)，可實現回灌處理濃縮液系統的(de)長期使用，且填埋場排出(chū)的(de)滲濾液中含有的(de)污染物濃度變化幅度較小。蔣寶軍、李俊生等做回灌實驗，用重慶長生橋垃圾填埋場滲濾液經DTRO 過濾後的(de)濃縮液。實驗結果證實，回灌處理濃縮液在(zài)實施中可行，回灌處理能有效過濾其中的(de)COD和(hé / huò)NH3 - N，濃縮液回灌去除COD收水力負荷的(de)影響較大(dà)。然而(ér)，回灌處理可能對地(dì / de)下水産生污染，水流短路形成後，填埋層含水率增加。同時(shí)濃縮液直接回灌也(yě)将導緻垃圾場含鹽量升高。

3.2 高級氧化技術

蹇興超、吳天寶研究中用臭氧氧化納濾處理濃縮液。

德國(guó)柏林Ruh leben污水廠在(zài)三級出(chū)水經納濾後，用臭氧氧得到(dào)的(de)納濾濃縮液，結果證實臭氧氧化能夠有效地(dì / de)破壞濃縮液中的(de)有色集團的(de)大(dà)分子(zǐ)有機物，不(bù)足是(shì)降低總有機物含量的(de)速度較慢。初步研究發現臭氧投配量在(zài)55mg /L時(shí)，将取得最好效果的(de)濃縮液可生化降解性。

張龍、李愛明等研究了(le／liǎo)混凝沉澱- 樹脂吸附- Fen ton氧化工藝對垃圾滲濾液膜濾濃縮液的(de)處理效果。MBR 在(zài)經納濾後，納濾膜濃縮液經混凝沉澱- 樹脂吸附- Fenton氧化後可将膜濾濃縮液的(de)COD 降至120m g /L，COD去除率達到(dào)98.0%。如果不(bù)加Fen ton，COD氧化深度就(jiù)會降至402m g /L，COD的(de)去除率在(zài)94.0%。實踐得知，處理能力爲(wéi / wèi)50t /d的(de)膜濾濃縮液處理，需要(yào / yāo)有110.5萬元的(de)投資成本，其後運行成本在(zài)15.4元/ t。混凝沉澱得到(dào)的(de)污泥要(yào / yāo)運至附近的(de)填埋場進行處理。

3.3 蒸發

蒸發技術在(zài)垃圾滲濾液膜濾濃縮液的(de)處理、垃圾滲濾的(de)處理中有越來(lái)越多的(de)運用。目前使用較多的(de)有負壓蒸發、浸沒燃燒、機械壓縮蒸發等。

嶽東北、劉建國(guó)等用蒸發法來(lái)驗證垃圾濃縮液滲濾經RO 處理的(de)效果。結果證實，在(zài)酸性條件下随着原液PH 的(de)升高，冷凝液中的(de)COD就(jiù)越小，同時(shí)NH3 - N的(de)濃度逐漸變大(dà)。有機物揮發主要(yào / yāo)出(chū)現在(zài)蒸發過程初期，而(ér)蒸發後期主要(yào / yāo)是(shì)NH3-N的(de)揮發。

浸沒燃燒蒸發技術是(shì)一(yī / yì ／yí)種不(bù)固定傳熱面的(de)蒸發方式。過程中把燃料和(hé / huò)空氣送入燃燒室進行充分燃燒，其後将高溫煙氣直接引入液體中以(yǐ)使液體升溫。高溫煙氣在(zài)進入液體後以(yǐ)大(dà)量小氣泡形式上(shàng)升，由于(yú)煙氣與液體混合的(de)活動十分強烈，從而(ér)大(dà)大(dà)提高了(le／liǎo)傳熱效率。若将尾氣在(zài)排放之(zhī)前控制到(dào)液體一(yī / yì ／yí)緻的(de)溫度，則傳熱效率會達95%。嶽東北、許玉東等采用浸沒燃燒蒸發工藝處理經RO系統濃縮的(de)滲濾液。該項目自正式運行以(yǐ)來(lái)，性能穩定，處理效果好。處理能夠實現RO濃縮液的(de)10倍濃縮。該項目最初設計處理能力在(zài)30m3 /d，投入資金爲(wéi / wèi)120萬元，處理開支在(zài)3.00元/m3。該系統最大(dà)的(de)不(bù)足是(shì)濾除NH3 - N的(de)效果差。

浸沒燃燒蒸發屬于(yú)常壓條件下的(de)高溫蒸發，膜濾濃縮液中将會存在(zài)很高濃度的(de)氯離子(zǐ)。氯離子(zǐ)在(zài)70℃ 以(yǐ)上(shàng)的(de)溫度就(jiù)會腐蝕金屬材料。同時(shí)其水分以(yǐ)蒸氣形式排出(chū)，有較高能量散失率。

近年來(lái)，機械壓縮蒸發技術逐步應用到(dào)垃圾滲濾液的(de)處理。MVC蒸發處理垃圾滲濾液的(de)基本原理是(shì)機械壓縮産生的(de)蒸汽，使高溫蒸汽成爲(wéi / wèi)熱源，同時(shí)将原滲濾液蒸發爲(wéi / wèi)新蒸汽，之(zhī)後又經壓縮提升溫度，如此循環。系統中的(de)原高溫蒸汽冷卻成蒸餾水，在(zài)排出(chū)前将餘熱交換給進水來(lái)液，故有較高能量利用率。該蒸發處理技術能把滲濾液濃縮至原液體積的(de)3% ～ 10%，清水排放率達96%以(yǐ)上(shàng)。

針對MVC高效蒸發的(de)優勢可考慮将其引入到(dào)膜濾濃縮液的(de)處理中來(lái)。廣州某地(dì / de)垃圾滲濾過RO濃液通過MVC技術蒸發處理後，TDS 達到(dào)25%，配合沼氣進行幹燥，幹燥粉末在(zài)5%以(yǐ)下。

3.4 膜蒸餾

膜蒸餾是(shì)一(yī / yì ／yí)種采用疏水微孔膜，用膜兩邊蒸氣壓力的(de)差值來(lái)力的(de)膜分離，當輸水微孔膜分隔開不(bù)同溫度水溶液時(shí)，則會因爲(wéi / wèi)膜的(de)疏水性導緻兩側的(de)水溶液均不(bù)可透過膜孔穿入到(dào)另一(yī / yì ／yí)側。暖側水溶液同膜之(zhī)間的(de)水蒸氣壓會高于(yú)冷側的(de)氣壓，水蒸氣能穿過膜孔由暖側過渡至冷側發生冷凝。減壓膜蒸餾主要(yào / yāo)是(shì)将傳統蒸餾技術和(hé / huò)膜技術結合發明的(de)一(yī / yì ／yí)種新型膜分離技術。該方法具有設備簡單，過程溫度低，對大(dà)分子(zǐ)等揮發物的(de)截留率能夠達到(dào)100%，能夠完成高濃度溶液的(de)處理等優點。劉東等采用疏水性聚偏氟乙烯中空纖維膜來(lái)處理部分石化企業廢水經RO過程處理後得到(dào)的(de)污水，開展VMD處理實驗。結果證實，在(zài)75℃、壓強0.096MPa 條件下VMD過程初始通量達到(dào)33L /（m2# h），則VMD過程與化學絮凝發生良好的(de)結合。在(zài)将RO 濃縮至原來(lái)的(de)1/10倍時(shí)，VMD過程通量可以(yǐ)保持在(zài)15L /（m2# h）以(yǐ)上(shàng)，産水電導率保持在(zài)5- 8us /cm，脫鹽率可以(yǐ)穩定在(zài)99.9%以(yǐ)上(shàng)。

相比較于(yú)常規蒸餾法，膜蒸餾可以(yǐ)實現較高的(de)蒸餾效率，該法系統占地(dì / de)面積更小，得到(dào)的(de)蒸餾液較爲(wéi / wèi)純淨。同時(shí)膜蒸餾過程也(yě)不(bù)要(yào / yāo)求把溶液加熱至沸點，膜兩側維持适當的(de)壓差即可完成蒸餾處理。然而(ér)膜成本高，蒸餾通量受到(dào)系統限制。溫度變化以(yǐ)及濃度極化也(yě)将影響膜蒸餾效果，難以(yǐ)保持運行狀态的(de)穩定。膜蒸餾是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)存在(zài)相變的(de)過程，熱量主要(yào / yāo)是(shì)通過熱傳導的(de)方法傳遞到(dào)液體中，所以(yǐ)能量轉化效率較低（通常在(zài)20%左右）。

結語

随着膜技術在(zài)垃圾滲濾液處理中越來(lái)越廣泛的(de)應用，實現濃縮液的(de)量也(yě)越來(lái)越多。目前大(dà)多數關于(yú)填埋場膜濾濃縮液的(de)研究還處于(yú)實驗階段，加快研究應用于(yú)實際處理的(de)膜濾濃縮液技術是(shì)廣大(dà)科學工作者需要(yào / yāo)面對的(de)一(yī / yì ／yí)個(gè)重大(dà)課題，具有非常重要(yào / yāo)的(de)現實意義，必須引起足夠的(de)重視