垃圾滲濾液膜處理濃水處理技術綜述

向奕錦 劉蘭英 陳麗

摘 要：填埋與焚燒是現階段我國垃圾處理的主要方式，采用這兩種方式處置垃圾都會產生大量的垃圾滲濾液，這是一種成分復雜的高濃度有機廢水。近年來國內外廣泛應用以納濾和反滲透為代表的新型膜分離技術，但在這個過程中會不可避免的產生污染性極強的濃水，濃水的處理成為一個難題。本文就對當前關于濃水處理的研究進行了綜述。

關鍵詞：垃圾滲濾液；反滲透；納濾；膜處理；濃水

近年來，隨著我國城市化程度的加快和居民生活消費水平的提高，我國城市生活垃圾的產生量以每年9%～10%左右的速度增長[1]。膜分離技術是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過半透膜時，實現選擇性分離的技術。利用新型的膜分離技術處理滲濾液在近些年得到越來越廣泛的應用。目前常用的膜分離技術主要包括微濾（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力，利用膜的選擇透過性截留離子物質，實現溶液中混合物分離的技術，納濾也是一種壓力驅動型膜分離技術[2]。

1 濃水的特點

濃水中的成分極其復雜，主要是甲苯、苯酚以及眾多的衍生物。從這些有機物的特點來看，基本不能作為營養源參與生物反應。根據我國幾家采用納濾反滲透工藝的項目運行經驗來看，為了保證最終出水水質達標，濃水的產生量一般會占到進水量的25%～45%。濃水中的COD主要是難降解的有機物，由于地域、季節、居民飲食習慣等的差異，濃水的COD波動也較大，其中含有的有機物很難作為營養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到垃圾填埋場，噴灌進入垃圾堆體的處理工藝。垃圾填埋場可以當作是以垃圾為填料的巨大生物濾床，因為垃圾表面有很多菌膠團，可以用了吸附和降解水中的有機物[3]。

2.2 蒸發工藝

目前應用較多的有浸沒蒸發法、負壓蒸發法和機械壓縮蒸發法等。浸沒蒸發法是利用燃燒產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，屬于常壓蒸發工藝。但是由于垃圾滲濾液膜過濾濃縮液中通常都含有濃度很高的氯離子，而氯離子在70℃以上的溫度下會對金屬材料產生非常強的腐蝕作用，這使得設備腐蝕成為高溫蒸發處理垃圾滲濾液或濃水的最主要的限制因素。

2.3 高級氧化+混凝沉淀組合工藝

生化+高級氧化+混凝沉淀組合工藝可以把絕大多數有機物被氧化成二氧化碳，各種形態氮被變成氮氣形態，避免了濃水的回流帶來的許多弊端。高價態的鹽和重金屬也可以通過高級氧化工藝段完全固定，保證整個系統鹽平衡。

2.4 綜合回用工藝

從可持續發展的角度來看，對于濃水最好的處置方式是在經過一定的處理后可以回用于垃圾焚燒系統的各個用水單元。比如焚燒爐爐渣冷卻的漏灰輸送機、撈渣機的用水；石灰漿制備中的使用水；煙氣凈化過程用水；煙氣降溫噴嘴冷卻水；反應塔用水等。從資源化的角度來看，通過這些回用工藝可以使濃水問題得到最佳的解決；但是實際應用過程中，該回用工藝還需要改良。根據南方某垃圾發電廠的數據核算，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。因此回用工藝還有待完善。

2.5 焚燒工藝

濃水回爐焚燒是當前使用比較多的工藝。許多項目將濃水霧化焚燒，徹底處理濃水中的復雜有機物。與此同時，高鹽分的濃水易腐蝕焚燒設備，會造成高昂的設備維護保養費用。焚燒之后的排放物也需要重新處理，達標排放，這也意味著更高的處理成本。

2.6 堆肥工藝

海淀區生活垃圾焚燒發電廠采用濃水集中堆肥的處理方式，也實現了零排放的目標。但是濃水尤其是反滲透濃水肥效很低，鹽分很高，用來堆肥容易得不償失。

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物會積累到垃圾坑或者調節池中，長此以往，滲濾液處理工藝中的生化處理效果會下降，直至最終徹底失效。

濃水蒸發工藝存在一個較大的難點，建設成本過高，很多中小型企業無法承擔這種高額處理成本。同時，濃水蒸發運行產生的酸腐蝕和鹽腐蝕比較嚴重，設備需要頻繁的進行維護保養，這也會產生高額的保養費用。

高級氧化工藝是以羥基自由基作為主要氧化劑氧化分解有機物，直至最終生成水和二氧化碳，以此來達到分解有機物的目的。目前國內的排放標準都比較嚴格，部分指標達到直排標準，此時濃水里污染物的濃度較大，單一的高級氧化法很難保證將濃水處理達到排放標準。

濃水綜合回用工藝從資源化角度來看是最佳的，符合環保終端大循環理念。但是從實際應用的角度來看，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，回用于制備石灰漿、冷卻反應塔以及反應塔霧化器用水后，最終霧化設備和焚燒爐煙氣里某些污染物含量可能會超標，后續還需要想辦法將超標的污染物進行處理，實現污染物達標排放。

焚燒工藝可以徹底將復雜有機物完全變成水和二氧化碳，但是高昂的設備維護保養費用和燃燒排放物的污染處置費用使很多企業望而卻步。

堆肥工藝雖然有企業使用過，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 結語

目前濃水處理仍是滲濾液處理工藝中的難點，前文就現階段一些項目公司所使用的處理工藝進行了介紹。綜合回用工藝符合環保節能的理念，可以替代部分工業用水，增加經濟效益。希望成熟的濃水處理技術可以在不久的將來得到推廣。

參考文獻

[1]史謙，張學敏.中國城市生活垃圾處理方法現狀分析研究[J].環境科學與管理，2013，38（9）：41-44.

[2]李黎，王志強，陳文清.納濾在垃圾滲濾液處理工程中的應用[J].工業水處理，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].環境工程，2008，26（4）：89-93.

（作者單位：中國天楹股份有限公司）