試論處理垃圾滲濾液中"微濾+反滲透"工藝的應(yīng)用

肖娜娜

摘 要："微濾+反滲透"工藝技術(shù)能夠有效溶解垃圾滲濾液（Landfill leachate）中的有機污染物和無機污染物，在國內(nèi)的相關(guān)資料研究中，對現(xiàn)有的垃圾滲濾液"微濾+反滲透"工藝技術(shù)進行研究和總結(jié)，能夠符合我國政府的環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策，繼而得到廣泛地推廣和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞："微濾+反滲透"工藝技術(shù)；處理垃圾滲濾液；應(yīng)用價值

隨著我國社會的發(fā)展，城市進程也日益加快，因此產(chǎn)生的固體垃圾也呈現(xiàn)逐年上升發(fā)展趨勢。我國的固體垃圾在處理過程中，一般采取的是衛(wèi)生填埋方式，而生活固體垃圾處理之后經(jīng)過微生物的降解會溶出污染物，污染物經(jīng)過雨水淋溶之后會形成垃圾滲濾液。垃圾滲濾液是一種高濃度的有機廢水，對人們的生活環(huán)境產(chǎn)生了很大程度的影響，嚴(yán)重時會對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的威脅[1]。垃圾滲濾液是垃圾填埋過程中產(chǎn)生二次污染的主要影響因素，水質(zhì)既復(fù)雜又變化大。現(xiàn)階段來看，對垃圾滲濾液的處理技術(shù)一般有以下幾種：（1）生化方法；（2）回灌方法。在實際運行過程中，由于生物菌無法適應(yīng)垃圾滲濾液的水量和水質(zhì)等，因此采用臭氧氧化和氧化劑氧化等處理方法也只能處理滲濾液中的部分污染物質(zhì)，不能夠降解被吸附處理的物質(zhì)。在排放水體的過程中，一旦長期積累之后，勢必會對環(huán)境和地下水體等造成二次污染。其中，反滲透分離技術(shù)的應(yīng)用最為廣泛，與此同時也取得了良好的處理垃圾效果。

1.反滲透分離技術(shù)分析

1.1反滲透分離技術(shù)簡介

反滲透（reverse osmosis）處理技術(shù)中以垃圾滲濾液膜處理工藝應(yīng)用范圍較為廣泛，早在20世紀(jì)70年代，金祥福，王立江，盛浩等學(xué)者曾經(jīng)提出利用RO處理垃圾滲濾液能夠解決垃圾場中出水不夠穩(wěn)定問題[2]。諸多學(xué)者在RO處理垃圾滲濾液方面有諸多研究，國內(nèi)膜技術(shù)處理滲濾液的研究相比起國外膜技術(shù)而言起步比較晚。近年來，國內(nèi)陸續(xù)開展了膜處理垃圾滲濾液的相關(guān)研究，我國的一些發(fā)達城市也將膜工藝技術(shù)應(yīng)用到垃圾滲濾液的處理過程中，與此同時取得良好的處理效果。陶瓷膜是由一種經(jīng)過特殊工藝制備而成的無機陶瓷材料，具有以下幾個方面的特性：（1）化學(xué)穩(wěn)定性；（2）機械輕度大；（3）抗微生物的能力強；（4）耐有機溶劑[3]。超低壓反滲透膜是近年來發(fā)展的一項膜技術(shù)，在納濾過程中逐漸發(fā)展而來。納濾膜技術(shù)克服了反滲透膜運行壓力過高的缺點，但是其脫鹽率比較低，所以不能夠用于除鹽。超低壓反滲透膜有效改進了納濾膜的表面材質(zhì)，有效提高了膜的整體性能，從而有效克服了納濾的缺陷，其不僅僅能夠在比較低的壓力下實現(xiàn)脫鹽功能，而且還能夠在地表水的處理過程中做好相應(yīng)處理。超低壓反滲透膜技術(shù)的產(chǎn)水量比較大，抗污染能力比較強，具有性能穩(wěn)定和機械強度高等優(yōu)勢。采用“微濾+反滲透”工藝技術(shù)處理垃圾滲濾液能夠取得良好的污水處理效果[4]。

1.2實驗方法

采用廣東某地區(qū)的生活垃圾處理廢水，其滲濾液在穩(wěn)定塘中自然降解50d左右，水樣為棕褐色，pH：7.40～8.40；COD：1400mg/L～4000mg/L；電導(dǎo)率：11ms/cm～22ms/cm。實驗采用WUFVI實驗超濾系統(tǒng)，試驗系統(tǒng)由以下幾個處理單元組成：（1）一級反滲透裝置；（2）二級反滲透裝置；（3）多孔陶瓷微濾膜裝置。采用無機陶瓷膜，微孔孔徑：0.23um；單只膜面積：0.22m2；反滲透采用超低壓負(fù)荷半透膜，截留分子量：<100；孔徑：0.5nm。超低壓反滲透壓力運行范圍在納濾運行范圍：0.1MPa～1.1MPa。實驗裝置在垃圾滲濾液中經(jīng)過穩(wěn)定塘自然降解50d左右后，通過污水泵提升到滲濾液的貯槽中，打開進液閥之后，經(jīng)過多孔陶瓷微濾膜裝置和一級反滲透裝置等，達到標(biāo)準(zhǔn)之后再進行排放。陶瓷微濾系統(tǒng)出水之后，將一級反滲透系統(tǒng)出水作為二級反滲透進水裝置。在恒定操作情況下，一旦陶瓷微濾系統(tǒng)運行超過2小時，則要停止操作，進入清洗系統(tǒng)。反滲透處理單元的進水電導(dǎo)率超過17ms/cm時，清液回收率在64～72%范圍之內(nèi)，停止操作進行系統(tǒng)再生清洗。打開濃縮排放閥之后，再將濃縮液送回至回灌處理。

采用的主要方法：（1）pH采用玻璃電極法；（2）COD采用微波快速消解法；（3）電導(dǎo)率采用電導(dǎo)率儀測定方法。

1.3實驗結(jié)果

陶瓷膜微濾處理過程COD有一定下降，滲濾液中的有機污染物去除效果更為顯著。經(jīng)過陶瓷微濾預(yù)處理之后，出水的COD維持在50.2%。出水達到反滲透膜的進水要求，與此同時能夠提高反滲透系統(tǒng)的回收率。定時清洗陶瓷微濾處理系統(tǒng)，清洗周期一般為2h左右， 采用堿洗和酸洗的方法能夠恢復(fù)到新膜97%的通透量。污染物的電導(dǎo)率滲濾液為15～25，一級RO進水為7～12，一級RO出水為0.63～3.44，二級RO出水為0.14～0.19，膜總?cè)コ食^98.9%。COD的電導(dǎo)率滲濾液為1500～3500，一級RO進水為700～2200，一級RO出水為9.33～96.02，二級RO出水為4.00～25.00，膜總?cè)コ食^99.10%。

2.膜法深度處理工藝

膜法深度處理工藝隨著生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)的實施，應(yīng)用范圍比較廣泛，技術(shù)也比較成熟，出水達到國家規(guī)定的滲濾液排放標(biāo)準(zhǔn)，其中最具有代表性的工藝有以下兩種：（1）DT-RO；（2）MBR+NF+RO[5]。每噸滲濾液的投資成本目前來看會大幅度降低，在一般情況下均難以承受。

3.綜合工藝

膜技術(shù)與化學(xué)處理、生化處理和吸附處理等常規(guī)分離技術(shù)結(jié)合能夠得到合理的處理效果。相關(guān)學(xué)者提出了新型的垃圾滲濾液綜合處理技術(shù)，此類技術(shù)采用回灌填場厭氧生物處理技術(shù)之外，還可以將混凝沉淀工藝根據(jù)填埋場的具體范圍來布置或者保留膜技術(shù)。在設(shè)計進水過程中，將COD進水濃度設(shè)置為1400mg/L～20000mg/L，經(jīng)過工藝流程處理之后，最終COD出水濃度小于110mg/L。上述工藝?yán)煤醚跎锾幚砦V工藝，能夠有效提高有機污染物的去除能力，為反滲透的正常運行提供合適的條件。充分利用反滲透的分離性能，不僅能夠使得分離之后的滲濾液COD濃度能夠達到標(biāo)準(zhǔn)要求，而且能夠為后續(xù)生物硝化提供生長環(huán)境，從而最大幅度地降低NH3-N濃度，減少生物硝化的電耗，最終降低運行費用。RO處理技術(shù)的應(yīng)用能夠確保重金屬離子的有效排放，使得處理過后的水質(zhì)能夠符合我國的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.結(jié)束語

綜上所述，由于膜分離技術(shù)的主要分離對象是流體，具有以下幾個方面的特點：（1）設(shè)備占地比較少；（2）實施閉路循環(huán)；（3）無二次污染；（4）能耗低。在發(fā)達國家中，對垃圾濾液凈化處理，采用“微濾+反滲透”工藝技術(shù)處理垃圾滲濾液能夠取得良好的污水處理效果。

參考文獻：

[1] 羅丹，晏云鵬，全學(xué)軍等.膜分離技術(shù)在垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用[J].化工進展，2015，10（8）：3133-3141.

[2] 金祥福，王立江，盛浩等.TMF在垃圾滲濾液膜濾濃縮液處理上的應(yīng)用研究[J].科技與創(chuàng)新，2014，10（10）：144-145.

[3] 葉長明，王明花，楊艷琴等.組合膜-沸石綜合法處理垃圾滲濾液中氨氮的試驗研究[J].安全與環(huán)境工程，2012，19（5）：31-34.

[4] 王英，李兵，董志穎等.某生活垃圾衛(wèi)生填埋場滲濾液的梯度分離與表征[J].環(huán)境工程學(xué)報，2012，6（4）：1281-1287.

[5] 譚懷琴，全學(xué)軍，陳波等.電化學(xué)處理改善垃圾瀝濾液生化出水的微濾性能[J].工業(yè)水處理，2013，33（12）：21-24.