膜分離技術在垃圾滲濾液處理中的應用

摘要：隨著我國城市化進程的不斷推進，垃圾數量與日俱增，垃圾處理壓力越來越繁重。垃圾填埋作為垃圾處理常規方式之一，應用最為廣泛。雖然該種垃圾處理機制擁有諸多優點，但是經過填埋處理后的垃圾會產生大量由垃圾分解水和地下滲水組成的垃圾滲濾液，它屬于高濃度污水，對地下水和環境造成非常大的威脅。本文對滲濾液的來源、特性及危害進行簡單闡述，分析和研究了膜分離技術在垃圾滲濾液處理中的應用以及膜污染的防治方法，為垃圾處理提供參考和借鑒。

關鍵詞：膜分離技術;垃圾滲濾液;應用

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）07-00-02

Abstract：With the continuous advancement of urbanization in China，the amount of garbage is increasing day by day，and the pressure of garbage disposal is getting more and more heavy.Landfill is one of the most common methods of waste disposal and is the most widely used. Although this kind of garbage disposal mechanism has many advantages， the landfill treated garbage will produce a large amount of landfill leachate composed of garbage decomposition water and underground water seepage. It belongs to high concentration sewage and poses a great threat to groundwater and the environment.In this paper，the source，characteristics and harm of leachate are briefly described.The application of membrane separation technology in landfill leachate treatment and the prevention and treatment of membrane fouling are analyzed and studied， which provides reference and reference for waste treatment.

Key words：Membrane separation technology;Landfill leachate;Application

1 垃圾滲濾液的來源、特性及危害

1.1 垃圾滲濾液來源

首先，雨雪水分是垃圾滲濾液的主要來源，降雨降雪形成降水滲入垃圾填埋場形成垃圾滲濾液。其次垃圾進場時本身含有的水分也是垃圾滲濾液的主要來源之一。

同時，來自于地表的水分也會流入填埋場形成垃圾滲濾液。此外，垃圾填埋場附近地下水位情況對垃圾滲濾液也有著重要的影響。若垃圾填埋場底部低于地下水位，地下水則會深入填埋場形成垃圾滲濾液。最后，微生物降解時也會形成水分，而這部分水分也是垃圾滲濾液的來源之一。

1.2 垃圾滲濾液特性

垃圾滲濾液屬于高濃度污水，對環境和地下水污染嚴重。第一，垃圾滲濾液成分復雜，污染物種類眾多。其中含有可降解或難降解的有機污染物、有毒物質、有害物質、重金屬物質等。第二，垃圾滲濾液中含有污染物濃度過高，隨著垃圾填埋的時間增長，滲濾液可生化性越差。第三，垃圾在填埋場年限不斷增長，有機氮轉無機氮，滲濾液中磷元素缺乏，導致溶解磷酸鹽濃度降低。第四，垃圾滲濾液中金屬離子濃度各異，且種類眾多。

1.3 垃圾滲濾液危害

垃圾滲濾液作為高濃度污染廢水，濃度高，污染重，流動性慢，滲濾持續性久，對環境和地下水污染嚴重，甚至對周圍土壤也會造成嚴重且難以挽救的污染。因此垃圾滲濾液是目前最難處理的污染廢水之一，其中含有大量的碳水化合物和有機物質，難以降解。同時，垃圾滲濾液中也存在著大量的微生物病毒，隨著滲濾液持續污染環境和地下水，造成嚴重的環境污染。

2 膜分離技術在垃圾滲濾液處理中的應用

2.1 反滲透工藝

近幾年來，隨著我國反滲透工藝的日益精進，這項技術也被應用在垃圾滲濾液的處理工作中。通過滲透膜兩側的壓力差，阻截離子滲透，通過選擇性透過溶劑將離子物質截留，完成分離工作。通過反復的實驗和實踐操作發現膜分離項目中復合膜膜材料較好，同時滿足國家排放標準。通過利用 UASB、SBR 以及連續微濾等進行輔助處理，達到RO系統運行的整體性。而RO系統本身就是壓力驅動型的膜分離技術。

2.2 MBR系統

在傳統活性污泥處理法上進行改良，就是目前較為常見的膜生物反應器。膜組件替代二次沉淀池，快速完成生化處理單元的構建，使整體處理效率提升顯著。其中MBR系統能去除70%的CODCr以及90%的氨氮，因此近幾年MBR系統優勢顯著，被廣泛應用。同時MBR系統在低污泥負荷下運行時，產生污泥量極低，從理論上甚至可以達到零污泥排放，不僅減少對環境的污染還可以降低污泥處理費用，提高MBR系統應用效率。此外，生物反應器處理裝置容積負荷高，將節省大量的占地面積。同時，工藝程序簡單，適用于任何場合，地面式、半地下式和地下式皆可，不受場所限制。

2.3 NF系統

介于超濾技術和反滲透技術之間的一種新型分子級的膜分離技術就是NF系統。這種新型技術將截留率保證在95%以上，從根本上提高了整體的工作效率。NF系統能夠有效去除滲透液中有機物、細菌、病毒及部分鹽類。與反滲透相比，納濾膜的網絡結構更加疏松，因此操作更加簡易。此外，NF系統能使濃縮和脫鹽同步進行，因此對進水要求較低，不僅使整體費用大大降低，同時更加節能減排。

2.4 DTRO系統

DTRO系統是DT系統的一個分類，DT 膜技術即碟管式膜技術，分為DTRO、DTNF、DTUF三大類，是一種專利型膜分離組件。DTRO系統料液流道較寬，避免堵塞的優點。同時，DTRO系統采用帶凸點支撐的導流盤，最大程度上減少了膜表面結垢污染的現象產生。此外，由于膜的結垢較少，膜污染降低，從而清洗維護的周期較長，使用壽命大大延長。

3 膜污染的防治方法

在垃圾滲濾液處理過程中最大的問題就在于膜污染，污水中的溶膠，有機物質和膠體物質導致膜污染。這些物質沉積在膜表面或膜孔內部，導致膜孔堵塞，孔徑縮小。膜污染通常分為膜孔污染和膜外污染，被污染后將直接影響膜分離技術，因此必須及時采取措施，降低膜污染影響。

3.1 實施膜材料改性

膜材料對膜分離技術有著藏藥影響，因此選用或開發研究新型膜材料是改善或解決膜材料對膜分離效果影響的最根本方法。由于原液成分負載多樣，因此應根據實際的水質特點和處理要求選擇合理的膜材料。隨著對膜分離技術要求的提高，工作人員應根據實際情況對膜材料進行改性，從而提高膜的耐壓性和穩定性。工作人員首先應對污染物細致進行分析，之后將污染物性質與膜的性質進行比對。膜的親水性會直接影響膜的無燃氣卡，因此親水性越低膜越容易被污染。在實踐過程中，針對膜材料改性可利用納米顆粒進行超濾膜改性，提高膜的通量，提高膜污染的條件，降低整體系統的損耗。此外，針對膜的表面改性可將海印衍生物結合在傷痛表面，提高反滲透膜的耐污性。

3.2 優化膜清洗工藝

在實際應用中，膜材料合理和操作的規范只是降低膜污染情況，但仍存在著膜孔堵塞等污染情況。膜污染處理最直接有效的方法就是膜清洗。膜的化學清洗主要應用酸堿和氧化劑等去除膜污染物，這種方法快速直接，但往往伴隨著二次污染。膜的物理清洗主要是通過超聲波、氣水反沖洗和空氣反吹洗的方式進行清洗。但這種方式效果與化學清洗相比略差，且會影響膜通過量。因此，二者結合的方式是實際工作中最長使用的。首先工作人員經膜用純凈水進行反復沖洗。其次將膜浸泡在檸檬酸中，進行短期循環清洗。之后對浸泡清洗的膜再次進行純凈水沖洗。用EDTA 溶液與氫氧化鈉的混合液再次清洗膜。最后再次利用純凈水對膜進行沖洗，投入生產。膜的無機物污染有酸性清洗，膜的有機污染有堿性清洗完成。

3.3 保證滲透液預處理的有效性

在膜污染防治中，滲透液的處理至關重要。廢水中的大分子有機物、顆粒或者膠體等物質處理效果不理想進行膜分離，就會造成膜的污染。目前滲透液的處理方法有生物法，絮凝組合和機械過濾等方式。根據滲透液的位置年齡選擇對應合適的方法，避免逆效應的產生。在反硝化工藝中，排除垃圾滲濾液中的氨氮和硝態氮，提高系統的處理效果，加強系統工作效率。增加納濾膜和反滲透膜的通量，降低污染，確保系統的穩定性。

4 結束語

目前滲濾液的處理方式眾多，在運用時要因地制宜，根據不同的地理情況，環境情況以及垃圾分類情況，確定滲濾液的處理方式，不可生搬硬套。膜分離技術的應用既能保證垃圾滲透不影響環境造成污染，也能降級成本，高效節能。但隨著科技的發展，膜分離技術還有很大的空間值得科研人員去探索，為垃圾滲透液處理帶來更加科學高效的新技術。

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收稿日期：2019-03-12

作者簡介：韓蕾（1983-），女，漢族，本科學歷，高級工程師，研究方向為給排水設計。