水處理藥劑在垃圾滲濾液中的應用及發展方向

劉 雨

（無錫馬盛環境能源科技有限公司，江蘇 無錫 214000）

由于垃圾滲濾液中含有有機污染物、重金屬等，因此滲濾液的水質會發生翻天覆地的變化，微生物的生長環境受到了極大的破壞，會散發出一股刺鼻的味道，對人類的生活造成了很大的影響。通過對垃圾滲濾液的合理處置，可以促進城市生活用水、工業用水的再利用，同時也可以推動水處理藥劑的進一步發展。

1 相關概述

1.1 水處理藥劑概述

水處理藥劑是一種在石油化工、醫藥衛生、冶金、紡織、交通、建筑等領域中使用的化工原料。它的作用就是處理工業生產過程中產生的廢水污水以及節水。同時，水處理藥劑也被大量用于垃圾滲濾液的治理。

1.2 垃圾滲濾液概述

垃圾滲濾，就是從垃圾中滲出的水分，主要是由于雨水、地表水和地下水沖刷、浸漬堆積垃圾，再經過萃取、水解、發酵等過程中形成二次污染。垃圾滲濾液的來源包括：垃圾中轉站、垃圾綜合處理場、填埋場、垃圾焚化場等，進而使得垃圾滲濾液大量存在。同時，它還具備如下特征：一是水質和水量比較復雜。目前國內垃圾分類技術尚未大規模普及，即便有進行垃圾分類，但多數區域因技術、經濟等原因，除了少量可回收的垃圾以外，其余（如餐廚垃圾、生活垃圾、建筑垃圾等）全部通過垃圾運輸機運送到填埋場進行填埋。因此，垃圾的組成非常的復雜。且由于大部分的滲濾液是通過降雨而產生的，因此，不同地區、不同季節，不同的地區，不同季節的滲濾液濃度和產量都不同，使得滲濾液的治理更加困難。二是高濃度的有機物和氨氮含量高。通過對滲濾液處理后的廢水進行分析，發現滲濾液中含有93種有機物，其中NH4-N含量高，是垃圾填埋區滲濾液治理的主要問題。三是重金屬濃度高、色度高、氣味難聞。當工業垃圾與生活垃圾混埋后，滲濾液中含有大量的重金屬，使重金屬離子的融出量大大增加。在此基礎上，垃圾填埋區的滲濾液顏色從淡黃色逐漸轉為暗黑，其氣味也會隨著濃度的升高而加劇，產生強烈的刺鼻氣味。四是土壤中的微生物養分配比不平衡。垃圾滲濾液中的有機質和NH3-N濃度每升高達數萬毫克，而普通的填埋場地土壤中的含磷量則相對偏少。

2 水處理藥劑面臨的發展機遇

2.1 節能減排的需求

中國國土面積大、人口多，但水資源的使用率不高，存在著嚴重的水污染問題。統計數字表明，2018年全國工業用水135億m3左右，工業冷卻用水量占到了73%。目前，在工業生產中，經常會添加一定數量的溶解鹽和溶解氧，從而導致了在循環水中的水質不斷下降。因而，在工業冷卻水中加入水處理藥劑，通過調節酸度、堿度或鹽分的溶解度，減少水中的無機鹽沉淀，減少滲濾液的腐蝕，從而達到回收利用的目的。目前業內正致力于生態文明的構建和節約用水等方面的工作，進而使水處理藥劑獲得了發展的契機，從而促使水處理藥劑達到節能減排的需求。

2.2 滲濾液排放標準的提高

目前，我國的水體富營養化問題總體上較為突出。近年來，我國相繼制定了大量的滲濾液處理技術及相關的環保法規，以應對水資源的污染問題。以太湖和巢湖為主要的污染控制區域，滲濾液在排放之前都要進行脫氮除磷處理，進而使得滲濾液的排放符合國家有關規定。且隨著我國滲濾液排放標準的不斷提升，水處理藥劑的發展將迎來一個新的機遇。

2.3 治污科技發展的支撐

技術支撐是水處理藥劑發展必不可少的。隨著水污染問題日益嚴重，水資源問題日益突出，政府在污染防治上也不斷加大力度，在水質管理、水污染治理等領域也有了較大的進展。目前，水治理的目的已由總量管制轉向提高質量，逐步形成綜合治理技術和治理體制，進而為我國水處理藥劑的發展提供了強有力的理論支撐與技術支持。

3 我國垃圾滲濾液處理現狀

根據統計，國內符合國標的工廠不超過20%，而符合國標的焚化廠也有不少使用了反滲透技術，雖然可以確保水的質量，卻無法確保出水效率。經調研，有的焚化工廠雖然水質達標，但其出水量只有70%～80%。另外，垃圾填埋場的滲濾液的處置也很關鍵，根據統計，目前全國每天的垃圾量已經達到了6.4萬多噸，而能夠達到一級排量標準的只占1/10左右，雖然應用反滲透技術可以將滲濾液的處理達到一級標準，但成本高，運行費用高，出水量少，而且還會出現一些問題。總之，我國垃圾滲濾液的排泄及其在城市中的遷移轉化過程，對生態和地下水的安全產生了嚴重的影響，并對公眾健康構成了極大的威脅，進而下文對水處理藥劑在垃圾滲濾液中的應用進行探討，希望能對相關人員的工作有所幫助。

4 水處理藥劑在垃圾滲濾液中的應用

4.1 消泡劑在垃圾滲濾液中的應用

其主要特性為：能迅速減少氣、液兩相的表面張力，使泡沫快速膨脹，長期抑制泡沫，并可有效地阻止填埋場滲濾液的外溢。滲濾液主要成分為低分子量的脂肪酸，大分子量的腐植酸和中分子量的腐植酸。其中有機物含量高，氨氮和重金屬離子含量高，這種水比較難對付。垃圾滲濾液的生化體系會產生大量的泡沫，泡沫的來源包括生物、化學和機械泡沫等。在生產過程中，三種不同類型的泡沫會產生共振，從而形成不易破裂的粘稠泡沫。該產品以特種有機化合物、環丙烷、環氧乙烷等為原料，能有效地對泡沫進行破壞、清除，能長期抑制泡沫的生成，并能有效地控制生化池的液面，防止滲濾液外溢。

4.2 阻垢劑在垃圾滲濾液中的應用

在膜深加工工藝中，主要是利用錯流法進行滲濾，不僅生產出了清液，而且還生產了其他較重的滲濾液，這些滲濾液含有約98%的無機鹽、有機物、鋁、鐵和硅膠；根據體系回收率和膜片布置的差異，在濃水一側的難溶性鹽分濃度也不盡相同，在濃水端的難溶性鹽分含量達到一定程度時，薄膜上就會產生污物，從而對RO膜的脫鹽率、操作壓力、水通率等指標產生一定的影響。此時，若不能將這些微細顆粒清除，則會使結晶顆粒體積增加，并穿透薄膜的表層，從而損壞反滲透設備，因此應在反滲透生產線上安裝阻垢藥劑。阻垢劑可以提高難溶鹽類在水溶液中的溶解程度，從而改變水溶液中的固相組成，達到正常的KSP標準，但不會在濃水中結晶沉淀，進而保證了反滲透裝置的長時間、穩定工作。

4.3 混凝劑在垃圾滲濾液中的應用

目前我國的混凝劑有：氯化鋁、氯化鐵、硫酸亞鐵和助凝劑聚丙烯酰胺。隨著此類制品的大量使用，對其的需求量也隨之增長，制定有關規范已刻不容緩。近幾年，隨著技術發展和與世界接軌的需要，我國開始修改混凝劑的主要標準規范，新的混凝劑在業界產生了一定的影響，例如：在生產飲水用的氯化鐵絮體中，必須采用工業合成的氯鹽和鹽酸，避免了國內企業利用酸洗廢液、廢鐵屑等來制取氯化鐵，造成重金屬含量超標現象的產生，這是一種很好的保障。在重金屬測定中，采用原子吸收技術，大大提高了測定結果的準確性；結果表明，聚合硫酸鐵的全鐵和氯化鋁的鹽基指數都明顯改善，從而有效地確保了混凝效果，大大改善了產品的性能。

4.4 緩蝕劑在垃圾滲濾液中的應用

這類化合物的品種比較多，包括有機鹽、無機鹽和芳烴類。目前，有機磷緩蝕劑已得到了越來越多的使用。有機磷酸類緩蝕劑的生產規范中，著重強調了有效成份的質量，而對于氯化物、鐵、亞磷酸、磷酸等的質量要求也非常高。如果產品中的雜質濃度過高，不但無法起到緩沖和阻垢作用，反而會對滲濾液裝置產生一定的腐蝕作用。近兩年，我國關于此項標準的修改內容包括：在檢驗中添加包含多種有效成份的物質，在檢驗時對其進行主成份的測定；其有效成份的分析方法是以磷鉬酸鹽的喹啉比值法為主；提高了鐵和氯化物含量的測定指數；在測定氯離子時，采用常規的比濁法和標準比例的方法，采用銀離子電勢滴定方法，進而促使測定結果準確可靠，操作簡便。

4.5 膜清洗劑在垃圾滲濾液中的應用

膜清潔劑分為堿性和酸性兩類，它們是在深加工中使用的，通常情況下，酸性的膜清洗劑對氧化鐵和難溶解的無機鹽垢的化學清潔力度較好，堿性的膜清洗劑對有機和生物污染具有較強的凈化效果。這兩種方法都是通過化學藥劑的特性來溶解和剝離附著在薄膜上的污染物質，然后將其從反滲透設備中沖洗出來，良好的清潔作用能使膜使用時間得到延長。

5 水處理藥劑在垃圾滲濾液處理應用中的發展方向

5.1 需求增大，綠色發展

水處理藥劑在滲濾液處理中起到了很大的促進作用，而現在，隨著人類生活水平的提高，今后要進行的垃圾滲濾液處理將會越來越多，而對水處理藥劑的要求也會越來越高，因此，水處理藥劑產業必須要開發出更好的水處理藥劑產品，從而達到環保的目的。且隨著世界經濟與社會的發展，世界上許多國家都把環保工業視為發展的主要內容，同時也強調了在當前環境下綠色發展的重要性，進而水處理藥劑的應用也要與時俱進。因此，有關科研工作者必須通過科學方法生產出綠色的水處理藥劑，這樣不僅可以有效解決滲濾液問題，而且還可以達到對周圍環境保護的目的。

5.2 有機復合高分子絮凝劑

現代絮凝技術主要有：壓電雙電層、粘結橋、卷掃絮凝、電化吸收等。近幾年，隨著有機聚合物絮凝劑的發展，對吸附架橋、吸附電中和等機制的探索也逐漸深入，對聚合物的吸附和機理進行了深入的探討，且隨著國內外研究工作者的不懈努力，進而開發出了一種新型的有機復合高分子絮凝劑，使得水處理藥劑在滲濾液處理上取得了重大突破。

5.3 多元復合型水處理藥劑

多元復合型水處理劑是一種具有多重功能的藥劑，是水處理藥劑在垃圾滲濾液處理應用中重要發展方向。比如，聚硅酸鋁鹽類的復合絮凝劑，是一種由鋁鹽和聚硅酸混合而成的復合聚合物，不但具備電中和、吸收、搭橋等多種性能，且其成本低廉，對滲濾液的治理有明顯的改善，其絮凝性能比單一類型的水處理劑更好。同時，多元復合型水處理藥劑還可以充分利用各種化學成分的優點，實現對滲濾液的迅速、有效地清除。

5.4 采用新型材料的水處理藥劑

近年來，我國在水處理藥劑中使用了大量的新的原料。比如，由于納米材料的尺寸效應和表面效應等原因，可以將其用于水處理藥劑的開發，從而提高滲濾液的治理效率。目前，利用納米TiO2對有毒有機化合物進行光催化處理的方法已有很大的發展。另外，利用非毒性微生物作為一種功能性的蛋白或功能性的多糖類材料，在生產過程中也得到了廣泛的利用。未來，水處理藥劑的研究將涉及更多高性能的新型材料，從而提高藥劑處理效率和生活用水質量，保護生態環境。

6 水處理藥劑的發展建議

目前，國內有關水處理藥劑規范的研究已經有了長足的進展，并在提高苦堿水的利用率和降低環境污染等方面起到了積極的作用。為進一步完善我國水處理藥劑的質量標準體系，提出了如下建議：一是為有效地保證苦堿水處理產品的品質，維護市場有序、良好的競爭，必須嚴格按照有關標準對全國水處理藥劑的質量進行監測與監督，從而進一步強化質量監管。二是有關飲用水處置的某些化學品，應當盡早實施有關產品的品質證書，并實施市場準入。同時，要出臺相關的政策，以促進國內水處理藥劑的市場營銷，并積極創建國際知名品牌。三是對一些有發展潛力的水處理藥劑進行改造和研究，使之成為一種技術含量較高的水質處理藥劑，組織有關企業、高校、科研機構進行研究，逐步形成具有中國特色的水處理藥劑和系列產品。四是在開展有關水處理藥劑的知識產權的同時，利用我國的生態環境和豐富的資源，逐步取代國內普遍使用的含磷水處理藥劑。在加速發展綠色化學的過程中，大力發展和推廣易降解的水處理劑，使之逐漸取代一些難降解的聚丙烯酸等水處理藥劑。五是研究與水處理藥劑相關的作用機制、多功能水處理藥劑的協同作用，進而為我國的水處理技術的發展提供科學依據。

7 結語

采用水處理藥劑來處理垃圾滲濾液，可以促進環境保護和資源的合理使用，因此，如何有效地提高水處理藥劑的質量，確保滲濾液得到有效處理是目前我國環保的重要任務。同時，隨著水處理藥劑技術的發展，使得其在垃圾滲濾液處理的應用范圍越來越廣泛，進而為保護生態環境奠定了堅實基礎。