垃圾滲濾液膜處理濃水處理技術(shù)綜述

向奕錦 劉蘭英 陳麗

摘 要：填埋與焚燒是現(xiàn)階段我國(guó)垃圾處理的主要方式，采用這兩種方式處置垃圾都會(huì)產(chǎn)生大量的垃圾滲濾液，這是一種成分復(fù)雜的高濃度有機(jī)廢水。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用以納濾和反滲透為代表的新型膜分離技術(shù)，但在這個(gè)過(guò)程中會(huì)不可避免的產(chǎn)生污染性極強(qiáng)的濃水，濃水的處理成為一個(gè)難題。本文就對(duì)當(dāng)前關(guān)于濃水處理的研究進(jìn)行了綜述。

關(guān)鍵詞：垃圾滲濾液；反滲透；納濾；膜處理；濃水

近年來(lái)，隨著我國(guó)城市化程度的加快和居民生活消費(fèi)水平的提高，我國(guó)城市生活垃圾的產(chǎn)生量以每年9%～10%左右的速度增長(zhǎng)[1]。膜分離技術(shù)是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過(guò)半透膜時(shí)，實(shí)現(xiàn)選擇性分離的技術(shù)。利用新型的膜分離技術(shù)處理滲濾液在近些年得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。目前常用的膜分離技術(shù)主要包括微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）、反滲透（RO）等，反滲透是以高于溶劑滲透壓的外界壓力作為跨膜推動(dòng)力，利用膜的選擇透過(guò)性截留離子物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)溶液中混合物分離的技術(shù)，納濾也是一種壓力驅(qū)動(dòng)型膜分離技術(shù)[2]。

1 濃水的特點(diǎn)

濃水中的成分極其復(fù)雜，主要是甲苯、苯酚以及眾多的衍生物。從這些有機(jī)物的特點(diǎn)來(lái)看，基本不能作為營(yíng)養(yǎng)源參與生物反應(yīng)。根據(jù)我國(guó)幾家采用納濾反滲透工藝的項(xiàng)目運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，為了保證最終出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，濃水的產(chǎn)生量一般會(huì)占到進(jìn)水量的25%～45%。濃水中的COD主要是難降解的有機(jī)物，由于地域、季節(jié)、居民飲食習(xí)慣等的差異，濃水的COD波動(dòng)也較大，其中含有的有機(jī)物很難作為營(yíng)養(yǎng)源再參與微生物的代謝。

2 典型濃水處置工藝介紹

2.1 回灌工藝

回灌工藝是將垃圾滲濾液濃水收集回運(yùn)到垃圾填埋場(chǎng)，噴灌進(jìn)入垃圾堆體的處理工藝。垃圾填埋場(chǎng)可以當(dāng)作是以垃圾為填料的巨大生物濾床，因?yàn)槔砻嬗泻芏嗑z團(tuán)，可以用了吸附和降解水中的有機(jī)物[3]。

2.2 蒸發(fā)工藝

目前應(yīng)用較多的有浸沒蒸發(fā)法、負(fù)壓蒸發(fā)法和機(jī)械壓縮蒸發(fā)法等。浸沒蒸發(fā)法是利用燃燒產(chǎn)生的高溫氣體與濃水直接接觸，使其中的水分得以迅速蒸發(fā)，屬于常壓蒸發(fā)工藝。但是由于垃圾滲濾液膜過(guò)濾濃縮液中通常都含有濃度很高的氯離子，而氯離子在70℃以上的溫度下會(huì)對(duì)金屬材料產(chǎn)生非常強(qiáng)的腐蝕作用，這使得設(shè)備腐蝕成為高溫蒸發(fā)處理垃圾滲濾液或濃水的最主要的限制因素。

2.3 高級(jí)氧化+混凝沉淀組合工藝

生化+高級(jí)氧化+混凝沉淀組合工藝可以把絕大多數(shù)有機(jī)物被氧化成二氧化碳，各種形態(tài)氮被變成氮?dú)庑螒B(tài)，避免了濃水的回流帶來(lái)的許多弊端。高價(jià)態(tài)的鹽和重金屬也可以通過(guò)高級(jí)氧化工藝段完全固定，保證整個(gè)系統(tǒng)鹽平衡。

2.4 綜合回用工藝

從可持續(xù)發(fā)展的角度來(lái)看，對(duì)于濃水最好的處置方式是在經(jīng)過(guò)一定的處理后可以回用于垃圾焚燒系統(tǒng)的各個(gè)用水單元。比如焚燒爐爐渣冷卻的漏灰輸送機(jī)、撈渣機(jī)的用水；石灰漿制備中的使用水；煙氣凈化過(guò)程用水；煙氣降溫噴嘴冷卻水；反應(yīng)塔用水等。從資源化的角度來(lái)看，通過(guò)這些回用工藝可以使?jié)馑畣栴}得到最佳的解決；但是實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，該回用工藝還需要改良。根據(jù)南方某垃圾發(fā)電廠的數(shù)據(jù)核算，濃水回用之后，很容易引起一些排放物如氮氧化物含量的超標(biāo)。因此回用工藝還有待完善。

2.5 焚燒工藝

濃水回爐焚燒是當(dāng)前使用比較多的工藝。許多項(xiàng)目將濃水霧化焚燒，徹底處理濃水中的復(fù)雜有機(jī)物。與此同時(shí)，高鹽分的濃水易腐蝕焚燒設(shè)備，會(huì)造成高昂的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。焚燒之后的排放物也需要重新處理，達(dá)標(biāo)排放，這也意味著更高的處理成本。

2.6 堆肥工藝

海淀區(qū)生活垃圾焚燒發(fā)電廠采用濃水集中堆肥的處理方式，也實(shí)現(xiàn)了零排放的目標(biāo)。但是濃水尤其是反滲透濃水肥效很低，鹽分很高，用來(lái)堆肥容易得不償失。

3 工藝分析

回灌法處理濃水可以提高回收率，但濃水中的難氧化的有機(jī)物會(huì)積累到垃圾坑或者調(diào)節(jié)池中，長(zhǎng)此以往，滲濾液處理工藝中的生化處理效果會(huì)下降，直至最終徹底失效。

濃水蒸發(fā)工藝存在一個(gè)較大的難點(diǎn)，建設(shè)成本過(guò)高，很多中小型企業(yè)無(wú)法承擔(dān)這種高額處理成本。同時(shí)，濃水蒸發(fā)運(yùn)行產(chǎn)生的酸腐蝕和鹽腐蝕比較嚴(yán)重，設(shè)備需要頻繁的進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，這也會(huì)產(chǎn)生高額的保養(yǎng)費(fèi)用。

高級(jí)氧化工藝是以羥基自由基作為主要氧化劑氧化分解有機(jī)物，直至最終生成水和二氧化碳，以此來(lái)達(dá)到分解有機(jī)物的目的。目前國(guó)內(nèi)的排放標(biāo)準(zhǔn)都比較嚴(yán)格，部分指標(biāo)達(dá)到直排標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)濃水里污染物的濃度較大，單一的高級(jí)氧化法很難保證將濃水處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

濃水綜合回用工藝從資源化角度來(lái)看是最佳的，符合環(huán)保終端大循環(huán)理念。但是從實(shí)際應(yīng)用的角度來(lái)看，還需要多加改良。濃水擁有含鹽量高、氯離子含量高，總氮高等特點(diǎn)，回用于制備石灰漿、冷卻反應(yīng)塔以及反應(yīng)塔霧化器用水后，最終霧化設(shè)備和焚燒爐煙氣里某些污染物含量可能會(huì)超標(biāo)，后續(xù)還需要想辦法將超標(biāo)的污染物進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)污染物達(dá)標(biāo)排放。

焚燒工藝可以徹底將復(fù)雜有機(jī)物完全變成水和二氧化碳，但是高昂的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用和燃燒排放物的污染處置費(fèi)用使很多企業(yè)望而卻步。

堆肥工藝雖然有企業(yè)使用過(guò)，但是滲濾液濃水尤其是反滲透濃水鹽分很高，肥效很低。因此這一工藝目前還未得到很好的推廣。

4 結(jié)語(yǔ)

目前濃水處理仍是滲濾液處理工藝中的難點(diǎn)，前文就現(xiàn)階段一些項(xiàng)目公司所使用的處理工藝進(jìn)行了介紹。綜合回用工藝符合環(huán)保節(jié)能的理念，可以替代部分工業(yè)用水，增加經(jīng)濟(jì)效益。希望成熟的濃水處理技術(shù)可以在不久的將來(lái)得到推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]史謙，張學(xué)敏.中國(guó)城市生活垃圾處理方法現(xiàn)狀分析研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2013，38（9）：41-44.

[2]李黎，王志強(qiáng)，陳文清.納濾在垃圾滲濾液處理工程中的應(yīng)用[J].工業(yè)水處理，2012，32（10）：90-92.

[3]劉研萍，李秀金，王寶貞.滲濾液的反滲透濃縮液回灌研究[J].環(huán)境工程，2008，26（4）：89-93.

（作者單位：中國(guó)天楹股份有限公司）