北極星水處理(lǐ)網訊:摘要：垃圾滲濾液膜過濾濃縮液是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，是目前垃圾填埋處理(lǐ)中必須解決的(de)關鍵問題。本文簡要分析了我國垃圾滲濾膜濾濃縮液的(de)相關處理(lǐ)方法、技術和(hé)研究進展，重點闡述了在工程實際中濃縮液處理(lǐ)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)污染是當前垃圾填埋技術要解決的(de)一(yī)大難題。國家曾在2008年(nián)頒布了《生活垃圾填埋場污染控制标準》，對處理(lǐ)垃圾滲濾液提出了更高(gāo)的(de)要求。随着要求的(de)提高(gāo)，垃圾滲濾液的(de)處理(lǐ)逐漸采用了生化組合膜濾的(de)工藝。實際滲濾液處理(lǐ)中越來越多的(de)采用NF、RO膜，這種薄膜具有很多優點，例如(rú)占地(dì)面積小、透水效果好。然而在達到排放上清液指标的(de)同時也不可(kě)避免的(de)産生了一(yī)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(gāo)。因此，研究如(rú)何減少濃縮液的(de)量及濃縮液的(de)達标排放有極大的(de)現實意義。文中筆(bǐ)者對國內(nèi)現有的(de)一(yī)些膜濾濃縮液處理(lǐ)技術進行簡要分析。

2、滲濾液處理(lǐ)濃縮液特點

濃縮液中的(de)主要成分是甲苯、N，N一(yī)二甲基甲酰胺、2，4一(yī)二甲基一(yī)苯甲醛、2，4一(yī)二（1，1一(yī)二甲基乙基）苯酚、三（2一(yī)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)4一(yī)羟苯基丙酸、乙酰胺、正十六酸、～t-A硫二烯酸，以及少量的(de)十八烷到二十五烷之間的(de)正烷烴等有機物。從這些有機物的(de)特點來看，基本不能作為(wèi)營養源參與生物反應。

根據我國幾家采用反滲透工藝的(de)項目運行經驗分析，要保證反滲透出水的(de)各項指标達标，濃縮液的(de)産量非常大，一(yī)般會占到進水量的(de)25% 一(yī)45%。濃縮液中的(de)COD主要成分是難降解有機物，一(yī)般随地(dì)域和(hé)當地(dì)居民飲食習慣的(de)差異，濃縮液的(de)COD濃度在1 000 mg/L一(yī)5000 mg/L之間，其中的(de)有機物很難作為(wèi)營養源參與微生物代謝。根據對不同地(dì)區滲濾液處理(lǐ)項目發現，濃縮液中的(de)總氮含量在100 mg/L一(yī)1 000 mg/L。濃縮液的(de)色度一(yī)般在500倍～1 500倍之間，并且生色團和(hé)助色團相對物質量越高(gāo)，色度越高(gāo)。根據反滲透截流性的(de)特點，100%的(de)二價以上的(de)無機鹽離(lí)子(zǐ)、85%～90% 的(de)一(yī)價鹽離(lí)子(zǐ)、30% 左右的(de)硝态氮、亞硝态氮都會存在于濃縮液中。通過數倍濃縮後，濃縮液中的(de)氯離(lí)子(zǐ)濃度約為(wèi)10 000 mg/L一(yī)50 000mg/L之間，TDS為(wèi)20000～60000mg/L，電導率為(wèi)40000～50 000 0μs/cm，這些含極難降解，且含鹽度極高(gāo)的(de)濃縮液成為(wèi)了所有滲濾液處理(lǐ)中的(de)一(yī)道(dào)難題。

3、濃縮液處理(lǐ)方法

3.1 回灌

回灌其實是将填埋場視(shì)為(wèi)一(yī)個以垃圾為(wèi)填料的(de)生物濾床。自(zì)上而下将回灌的(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。對于回灌過程來說，回灌頻率、回灌量以及回灌污染物濃度是回灌處理(lǐ)最重要的(de)3個控制參數。

西方國家從上世紀九十年(nián)代就開始将反滲透濃縮液利回灌填埋場。實踐證實：在全名考慮填埋場相關特征設計的(de)基礎上，可(kě)實現回灌處理(lǐ)濃縮液系統的(de)長(cháng)期使用，且填埋場排出的(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(zuò)回灌實驗，用重慶長(cháng)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(lǐ)濃縮液在實施中可(kě)行，回灌處理(lǐ)能有效過濾其中的(de)COD和(hé)NH3 - N，濃縮液回灌去(qù)除COD收水力負荷的(de)影響較大。然而，回灌處理(lǐ)可(kě)能對地(dì)下水産生污染，水流短(duǎn)路形成後，填埋層含水率增加。同時濃縮液直接回灌也将導緻垃圾場含鹽量升高(gāo)。

3.2 高(gāo)級氧化技術

蹇興超、吳天寶研究中用臭氧氧化納濾處理(lǐ)濃縮液。

德國柏林Ruh leben污水廠在三級出水經納濾後，用臭氧氧得到的(de)納濾濃縮液，結果證實臭氧氧化能夠有效地(dì)破壞濃縮液中的(de)有色集團的(de)大分子(zǐ)有機物，不足是降低(dī)總有機物含量的(de)速度較慢。初步研究發現臭氧投配量在55mg /L時，将取得最好效果的(de)濃縮液可(kě)生化降解性。

張龍、李愛明等研究了混凝沉澱- 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(lǐ)效果。MBR 在經納濾後，納濾膜濃縮液經混凝沉澱- 樹脂吸附- Fenton氧化後可(kě)将膜濾濃縮液的(de)COD 降至120m g /L，COD去(qù)除率達到98.0%。如(rú)果不加Fen ton，COD氧化深度就會降至402m g /L，COD的(de)去(qù)除率在94.0%。實踐得知，處理(lǐ)能力為(wèi)50t /d的(de)膜濾濃縮液處理(lǐ)，需要有110.5萬元的(de)投資成本，其後運行成本在15.4元/ t。混凝沉澱得到的(de)污泥要運至附近的(de)填埋場進行處理(lǐ)。

3.3 蒸發

蒸發技術在垃圾滲濾液膜濾濃縮液的(de)處理(lǐ)、垃圾滲濾的(de)處理(lǐ)中有越來越多的(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、劉建國等用蒸發法來驗證垃圾濃縮液滲濾經RO 處理(lǐ)的(de)效果。結果證實，在酸性條件下随着原液PH 的(de)升高(gāo)，冷凝液中的(de)COD就越小，同時NH3 - N的(de)濃度逐漸變大。有機物揮發主要出現在蒸發過程初期，而蒸發後期主要是NH3-N的(de)揮發。

浸沒燃燒蒸發技術是一(yī)種不固定傳熱面的(de)蒸發方式。過程中把燃料和(hé)空氣送入燃燒室進行充分燃燒，其後将高(gāo)溫煙氣直接引入液體中以使液體升溫。高(gāo)溫煙氣在進入液體後以大量小氣泡形式上升，由于煙氣與液體混合的(de)活動十分強烈，從而大大提高(gāo)了傳熱效率。若将尾氣在排放之前控制到液體一(yī)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(lǐ)經RO系統濃縮的(de)滲濾液。該項目自(zì)正式運行以來，性能穩定，處理(lǐ)效果好。處理(lǐ)能夠實現RO濃縮液的(de)10倍濃縮。該項目最初設計處理(lǐ)能力在30m3 /d，投入資金為(wèi)120萬元，處理(lǐ)開支在3.00元/m3。該系統最大的(de)不足是濾除NH3 - N的(de)效果差。

浸沒燃燒蒸發屬于常壓條件下的(de)高(gāo)溫蒸發，膜濾濃縮液中将會存在很高(gāo)濃度的(de)氯離(lí)子(zǐ)。氯離(lí)子(zǐ)在70℃ 以上的(de)溫度就會腐蝕金屬材料。同時其水分以蒸氣形式排出，有較高(gāo)能量散失率。

近年(nián)來，機械壓縮蒸發技術逐步應用到垃圾滲濾液的(de)處理(lǐ)。MVC蒸發處理(lǐ)垃圾滲濾液的(de)基本原理(lǐ)是機械壓縮産生的(de)蒸汽，使高(gāo)溫蒸汽成為(wèi)熱源，同時将原滲濾液蒸發為(wèi)新蒸汽，之後又經壓縮提升溫度，如(rú)此循環。系統中的(de)原高(gāo)溫蒸汽冷卻成蒸餾水，在排出前将餘熱交換給進水來液，故有較高(gāo)能量利用率。該蒸發處理(lǐ)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%以上。

針對MVC高(gāo)效蒸發的(de)優勢可(kě)考慮将其引入到膜濾濃縮液的(de)處理(lǐ)中來。廣州某地(dì)垃圾滲濾過RO濃液通過MVC技術蒸發處理(lǐ)後，TDS 達到25%，配合沼氣進行幹燥，幹燥粉末在5%以下。

3.4 膜蒸餾

膜蒸餾是一(yī)種采用疏水微孔膜，用膜兩邊蒸氣壓力的(de)差值來力的(de)膜分離(lí)，當輸水微孔膜分隔開不同溫度水溶液時，則會因為(wèi)膜的(de)疏水性導緻兩側的(de)水溶液均不可(kě)透過膜孔穿入到另一(yī)側。暖側水溶液同膜之間的(de)水蒸氣壓會高(gāo)于冷側的(de)氣壓，水蒸氣能穿過膜孔由暖側過渡至冷側發生冷凝。減壓膜蒸餾主要是将傳統蒸餾技術和(hé)膜技術結合發明的(de)一(yī)種新型膜分離(lí)技術。該方法具有設備簡單，過程溫度低(dī)，對大分子(zǐ)等揮發物的(de)截留率能夠達到100%，能夠完成高(gāo)濃度溶液的(de)處理(lǐ)等優點。劉東等采用疏水性聚偏氟乙烯中空纖維膜來處理(lǐ)部分石化企業廢水經RO過程處理(lǐ)後得到的(de)污水，開展VMD處理(lǐ)實驗。結果證實，在75℃、壓強0.096MPa 條件下VMD過程初始通量達到33L /（m2# h），則VMD過程與化學(xué)絮凝發生良好的(de)結合。在将RO 濃縮至原來的(de)1/10倍時，VMD過程通量可(kě)以保持在15L /（m2# h）以上，産水電導率保持在5- 8us /cm，脫鹽率可(kě)以穩定在99.9%以上。

相比較于常規蒸餾法，膜蒸餾可(kě)以實現較高(gāo)的(de)蒸餾效率，該法系統占地(dì)面積更小，得到的(de)蒸餾液較為(wèi)純淨。同時膜蒸餾過程也不要求把溶液加熱至沸點，膜兩側維持适當的(de)壓差即可(kě)完成蒸餾處理(lǐ)。然而膜成本高(gāo)，蒸餾通量受到系統限制。溫度變化以及濃度極化也将影響膜蒸餾效果，難以保持運行狀态的(de)穩定。膜蒸餾是一(yī)個存在相變的(de)過程，熱量主要是通過熱傳導的(de)方法傳遞到液體中，所以能量轉化效率較低(dī)（通常在20%左右）。

結語

随着膜技術在垃圾滲濾液處理(lǐ)中越來越廣泛的(de)應用，實現濃縮液的(de)量也越來越多。目前大多數關于填埋場膜濾濃縮液的(de)研究還處于實驗階段，加快研究應用于實際處理(lǐ)的(de)膜濾濃縮液技術是廣大科學(xué)工作者需要面對的(de)一(yī)個重大課題，具有非常重要的(de)現實意義，必須引起足夠的(de)重視(shì)