垃圾滲濾液濃縮液資源化技術(shù)研究

林鈺婷

摘? 要：垃圾滲濾液濃縮液資源化技術(shù)是現(xiàn)代新產(chǎn)業(yè)技術(shù)之一，其能夠?qū)⒗鴿B濾液中很多污染物轉(zhuǎn)化為可回收利用的資源，通過技術(shù)處理后能夠使其成為可利用資源，創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益，有效降低垃圾滲濾液對環(huán)境的污染，同時也能夠降低垃圾滲濾液處理的成本，創(chuàng)造出更多的剩余價值。文章首先闡述垃圾滲濾液濃縮液的概念和相關(guān)內(nèi)容，再分析垃圾滲濾液濃縮液資源化技術(shù)方法，最后針對垃圾滲濾液濃縮液資源化技術(shù)未來發(fā)展做出簡要的分析和探討。

關(guān)鍵詞：垃圾滲濾液;濃縮液;資源化技術(shù)

中圖分類號：X703? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）36-0126-02

Abstract： The resource utilization technology of landfill leachate concentrate is one of the modern new industrial technologies， which can transform many pollutants in landfill leachate into recyclable resources. after technical treatment， it can become available resources to create certain economic benefits， effectively reduce the environmental pollution of landfill leachate， at the same time， it can also reduce the cost of landfill leachate treatment and create more surplus value. This paper first describes the concept and related contents of landfill leachate concentrate， then analyzes the technology and methods of landfill leachate concentrate resource utilization， and finally makes a brief analysis and discussion on the future development of landfill leachate concentrate resource technology.

Keywords： landfill leachate; concentrated liquid; resource utilization technology

引言

近年來，科學(xué)技術(shù)水平不斷進(jìn)步，各行各業(yè)都取得了良好的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)全球化也刺激了國內(nèi)企業(yè)的快速成長。在技術(shù)生產(chǎn)力推動商品經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展下，雖然人們生活水平有所提高，所產(chǎn)生的生產(chǎn)垃圾和生活垃圾數(shù)量也不斷上漲。如何防止垃圾對生態(tài)環(huán)境造成污染影響，實現(xiàn)垃圾回收再利用成為人們所關(guān)注的熱點，由此，垃圾滲濾液處理技術(shù)和資源化技術(shù)的研究成為現(xiàn)代研究的重要課題。

1 膜過濾濃縮液的相關(guān)概述

垃圾滲濾液是產(chǎn)生于生活垃圾的收集和存放以及處理過程中，大部分生活垃圾自身所含有的水分經(jīng)過發(fā)酵后會分解，產(chǎn)生大量的水分，同時降水也會融入到垃圾當(dāng)中成為垃圾滲濾液。我國對于垃圾分類的推廣和普及程度仍然較低，很多城市當(dāng)中垃圾仍然是混類堆放和處理，無法做到干濕、可回收與不可回收的準(zhǔn)確分類，其所含有的污染物質(zhì)含量較高，并且成分也因為垃圾種類繁多而十分復(fù)雜。垃圾當(dāng)中的微生物和水在常溫條件下使得污染物從固態(tài)垃圾中逐漸轉(zhuǎn)移到滲濾液當(dāng)中，使得垃圾滲濾液中COD、氨氮與重金屬、無法降解或降解緩慢的有機(jī)物、鹽分等物質(zhì)的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過城市的生活污水，這直接導(dǎo)致垃圾滲濾液的處理難度直線升高，當(dāng)前我國所使用的處理技術(shù)多為多種技術(shù)混合使用進(jìn)行聯(lián)合處理，才能夠勉強(qiáng)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但整體的成本投入較高。

我國目前對于城市垃圾滲濾液的污染處理技術(shù)研究極為重視，當(dāng)前應(yīng)用的主要工藝是生化組合膜濾工藝，在實際應(yīng)用過程中具有占地面積小和透水效果好等優(yōu)點，但在達(dá)到垃圾排放清液標(biāo)準(zhǔn)的同時也會產(chǎn)生膜濃縮液。這些膜濃縮液體積主要占垃圾滲濾液原液的8%到20%，其運(yùn)輸成本較高，而如何降低濃縮液量使?jié)饪s液達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)且使膜濃縮液成為可回收利用的資源具有很高的實際意義。

在現(xiàn)代垃圾滲濾液的處理過程當(dāng)中，對于滲濾液當(dāng)中某些物質(zhì)含量較高，且處理成本較高、技術(shù)較為復(fù)雜，于是人們開始嘗試針對垃圾滲濾液處理所產(chǎn)生的濃縮液進(jìn)行資源化利用的研究。最早進(jìn)行垃圾滲濾液資源化研究的方向是利用厭氧發(fā)酵方法，使垃圾滲濾液能夠發(fā)酵生產(chǎn)沼氣、回收氨氮、生產(chǎn)腐植酸肥料，根據(jù)試驗結(jié)果顯示，對于垃圾滲濾液濃縮液進(jìn)行資源化的可行性基本可以達(dá)到人們的要求。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，一些新興的垃圾滲濾液資源化技術(shù)研究取得了一定的進(jìn)展，逐漸開始從更多方向來進(jìn)行研究。

2 垃圾滲濾液濃縮液資源化技術(shù)應(yīng)用

2.1 回收化學(xué)物質(zhì)

垃圾滲濾液濃縮液當(dāng)中含有大量的污染物質(zhì)，包括重金屬、氨氮等，這些物質(zhì)具有一定的回收價值，能夠通過一定的技術(shù)手段進(jìn)行回收，使其形成有用物質(zhì)，而且經(jīng)過處理后的垃圾滲濾液濃縮液后續(xù)整體處理難度也會相應(yīng)降低。這主要是從回收垃圾滲濾液濃縮液當(dāng)中化學(xué)物質(zhì)的角度去進(jìn)行研究分析，例如，已經(jīng)投入應(yīng)用的吹脫法、汽提法和磷酸氨鎂沉淀法，這幾種方法能夠?qū)⒗鴿B濾液濃縮液當(dāng)中的氨氮進(jìn)行回收，通過膜分離法進(jìn)行腐殖酸肥料的提取，但在實際的應(yīng)用中，由于技術(shù)處理能耗較高、成本較大，而且處理后的垃圾滲濾液濃縮液還存在二次污染的可能，對于設(shè)備結(jié)構(gòu)所造成的損耗較為嚴(yán)重，其所提取的氨氮和腐植酸肥料，在濃度方面也存在較低的問題，實際應(yīng)用效果并不理想，所以相關(guān)部門和技術(shù)人員不斷尋求提取滲濾液濃縮液當(dāng)中有價值物質(zhì)的研究。

2.2 固廢聯(lián)合處理

固廢聯(lián)合處理方法主要是基于垃圾當(dāng)中有機(jī)物含量較高部分處理的考慮。通過厭氧發(fā)酵處理，能夠進(jìn)行甲烷的生產(chǎn)，如此就可以降低有機(jī)物含量，減少垃圾滲濾液濃縮液后續(xù)處理的難度，能夠防止對環(huán)境造成二次污染，并且還可以創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)價值，但由于垃圾滲濾液濃縮液當(dāng)中氨氮，重金屬和有毒物質(zhì)含量過高，在進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)甲烷的過程當(dāng)中，極易出現(xiàn)由于反應(yīng)條件不穩(wěn)定導(dǎo)致甲烷生產(chǎn)率偏低的問題。

技術(shù)人員通過將垃圾滲濾液濃縮液與某些固體廢棄物聯(lián)合處理的方法，通過滲濾液濃縮液的處理與物體廢棄物聯(lián)合處理，實現(xiàn)所含物質(zhì)的互補(bǔ)，達(dá)到優(yōu)化處理效果和同時處理兩種污染物的效果。例如，將垃圾滲濾液濃縮液與餐余垃圾共同進(jìn)行處理，提高早期的生產(chǎn)率，并且具備一定的穩(wěn)定性，相比針對餐廚剩余垃圾單一消化處理失敗率較高的情況，餐廚剩余垃圾與滲濾液濃縮液厭氧泵消化表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，而且所生產(chǎn)的甲烷產(chǎn)量較高，pH值更加穩(wěn)定，并且發(fā)生揮發(fā)性脂肪酸抑制情況的概率較低。還有技術(shù)人員通過垃圾滲濾液濃縮液作為餐廚垃圾消化調(diào)節(jié)液，通過研究嘗試發(fā)現(xiàn)，整個處理工業(yè)過程中水解酸化速度和產(chǎn)氣速率以及總產(chǎn)氣量包括甲烷的純度含量都明顯高于以水作為調(diào)節(jié)液的消化處理實驗結(jié)果，所生產(chǎn)的甲烷產(chǎn)量相比餐廚剩余垃圾單相厭氧消化理論值高出近166%。

2.3 微生物的燃料

近年來我國對于可再生資源的研究和綠色新能源的研究正不斷加快腳步，新型燃料的汽車是其中一個研究重點，其最為重要的研究課題將重點放在了燃料電池上。技術(shù)人員通過研究分析，利用微生物的代謝作用，將有機(jī)物當(dāng)中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，取得了良好的效果。而垃圾滲濾液濃縮液當(dāng)中含有大量的化學(xué)物質(zhì)和有機(jī)物，對于微生物燃料電池的研究，融入垃圾滲濾液濃縮液的技術(shù)當(dāng)中，能夠?qū)⒗鴿B濾液濃縮液當(dāng)中碳源、氮源作為微生物燃料電池的材料能源，能夠發(fā)揮出較好的作用，垃圾滲濾液濃含有豐富的碳源和氮源以及含量較高的鹽分，促使燃料電池具備較高的電導(dǎo)率，使其成為潛在的基質(zhì)來源[1]。

例如，雙室微生物燃料電池，其是以質(zhì)子交換膜分隔電池的陰陽極室，在陽極室當(dāng)中產(chǎn)生電微生物氧化分解有機(jī)物，并由此產(chǎn)生電子和質(zhì)子，電子和質(zhì)子分別通過外電路和質(zhì)子交換膜到達(dá)陰極室，并與其中的電子受體結(jié)合，達(dá)到產(chǎn)生電流的目的。微生物燃料電池技術(shù)將垃圾滲濾液濃縮液作為基質(zhì)，能夠在回收能量的同時，將其中所含有的部分污染物有效去除，其整體生產(chǎn)成本較低，但其產(chǎn)電效率不高、穩(wěn)定性較差、電極制造成本偏高等是其目前需要重點研究的問題。

2.4 制取回收氫氣

垃圾滲濾液濃縮液在早期階段，其滲濾液有機(jī)物含量較高。很多技術(shù)人員通過嘗試將其轉(zhuǎn)化成為水、一氧化碳、甲烷等能源，結(jié)合考量后，部分技術(shù)人員認(rèn)為利用垃圾滲濾液濃縮液進(jìn)行氫氣制取是一個具有發(fā)展前景的研究方向，氫氣能夠作為清潔能源被人們所利用，在實際的研究過程當(dāng)中，早期的研究技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，一些微生物在特定的環(huán)境條件下能夠利用垃圾滲濾液濃縮液當(dāng)中的有機(jī)物來產(chǎn)出氫氣，部分技術(shù)人員利用厭氧膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器和初期垃圾滲濾液濃縮液進(jìn)行發(fā)酵來產(chǎn)生氫氣，實驗結(jié)果表明，在運(yùn)行條件為35℃左右，pH值為5.0-5.5，水力停留時間為24h，反應(yīng)器內(nèi)的液體上升速度為3.7m/h時，氫氣產(chǎn)生速率為1998-2218ml/（Ld）[2]。

2.5 培養(yǎng)能源微藻

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)技術(shù)的日益提升以及人口數(shù)量的不斷增長，對于能源的消耗需求日益增大，人們越來越關(guān)注對新型可再生能源的研究，培養(yǎng)能源微藻就是其中一項重點的項目，培養(yǎng)能源微藻能夠進(jìn)行無機(jī)碳固定和生物燃料生產(chǎn)。

例如，光生物反應(yīng)器培養(yǎng)微藻的技術(shù)方法，能源微藻的培養(yǎng)過程當(dāng)中需要消耗大量的氮元素、磷元素和水資源，利用自然資源當(dāng)中的元素和資源會導(dǎo)致成本增多，而垃圾滲濾液濃縮液當(dāng)中含有大量的氨氮、磷和水，能夠為微藻的培養(yǎng)提供大量的資源，并且成本較低，同時還能夠達(dá)到處理垃圾滲濾液濃縮液的效果，垃圾滲濾液當(dāng)中，氨氮和總磷含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的生活污水，能夠為微藻的培養(yǎng)提供良好的營養(yǎng)來源，利用光生物反應(yīng)器來培養(yǎng)高密度微藻菌團(tuán)效果良好，能夠用于固定無機(jī)碳和生物柴油的生產(chǎn)[3]。

3 垃圾滲濾液濃縮液資源化技術(shù)發(fā)展趨勢

垃圾滲濾液濃縮液的成分較為復(fù)雜，在實際的處理過程中，其處理難度較大、技術(shù)要求高、成本較大，而我國對于垃圾滲濾液排放的標(biāo)準(zhǔn)要求較為嚴(yán)格，所以，必須要進(jìn)行垃圾滲濾液濃縮液的妥善處理，但由此所帶來的成本消耗一直是人們所關(guān)注的研究課題。將垃圾滲濾液濃縮液當(dāng)中的有機(jī)物和污染物質(zhì)進(jìn)行回收利用，實現(xiàn)資源化，如此就能夠有效地降低成本并提高對能源的回收率，降低環(huán)境污染的同時，還能夠帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益，是非常值得繼續(xù)加以研究的課題，未來必然也會擁有更加良好的發(fā)展前景。

4 結(jié)束語

對于垃圾滲濾液濃縮液資源化技術(shù)的研究一直在不斷的完善，由于其成分復(fù)雜，為研究帶來了不小的難度，技術(shù)方面也往往存在一定的不足，仍需要相關(guān)部門和技術(shù)人員繼續(xù)提高從垃圾滲濾液濃縮液中回收資源或能源的效率并創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，未來需要重點注意對多項聯(lián)合技術(shù)的研究，考慮將多種技術(shù)有機(jī)結(jié)合，在回收多種資源的同時，降低垃圾滲濾液濃縮液的處理成本，為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)以及建設(shè)生態(tài)文明城市提供技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]李旭東，宗剛.脈沖電解處理垃圾滲濾液膜濾濃縮液研究[J].當(dāng)代化工，2019，48（02）：98-101.

[2]龔為進(jìn)，李賓賓，趙亮，等.應(yīng)用超臨界水氣化技術(shù)的垃圾滲濾液資源化制氫技術(shù)研究[J].環(huán)境污染與防治，2017（08）：70-76.

[3]莫汝松.垃圾滲濾液資源化技術(shù)研究進(jìn)展[J].廣東化工，2019，46（05）：181+190-191.