垃圾渗滤液膜处理浓水处理技术综述

向奕锦 刘兰英 陈丽

摘 要：填埋与焚烧是现阶段我国垃圾处理的主要方式，采用这两种方式处置垃圾都会产生大量的垃圾渗滤液，这是一种成分复杂的高浓度有机废水。近年来国内外广泛应用以纳滤和反渗透为代表的新型膜分离技术，但在这个过程中会不可避免的产生污染性极强的浓水，浓水的处理成为一个难题。本文就对当前关于浓水处理的研究进行了综述。

关键词：垃圾渗滤液；反渗透；纳滤；膜处理；浓水

近年来，随着我国城市化程度的加快和居民生活消费水平的提高，我国城市生活垃圾的产生量以每年9%～10%左右的速度增长[1]。膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术。利用新型的膜分离技术处理渗滤液在近些年得到越来越广泛的应用。目前常用的膜分离技术主要包括微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）、反渗透（RO）等，反渗透是以高于溶剂渗透压的外界压力作为跨膜推动力，利用膜的选择透过性截留离子物质，实现溶液中混合物分离的技术，纳滤也是一种压力驱动型膜分离技术[2]。

1 浓水的特点

浓水中的成分极其复杂，主要是甲苯、苯酚以及众多的衍生物。从这些有机物的特点来看，基本不能作为营养源参与生物反应。根据我国几家采用纳滤反渗透工艺的项目运行经验来看，为了保证最终出水水质达标，浓水的产生量一般会占到进水量的25%～45%。浓水中的COD主要是难降解的有机物，由于地域、季节、居民饮食习惯等的差异，浓水的COD波动也较大，其中含有的有机物很难作为营养源再参与微生物的代谢。

2 典型浓水处置工艺介绍

2.1 回灌工艺

回灌工艺是将垃圾渗滤液浓水收集回运到垃圾填埋场，喷灌进入垃圾堆体的处理工艺。垃圾填埋场可以当作是以垃圾为填料的巨大生物滤床，因为垃圾表面有很多菌胶团，可以用了吸附和降解水中的有机物[3]。

2.2 蒸发工艺

目前应用较多的有浸没蒸发法、负压蒸发法和机械压缩蒸发法等。浸没蒸发法是利用燃烧产生的高温气体与浓水直接接触，使其中的水分得以迅速蒸发，属于常压蒸发工艺。但是由于垃圾渗滤液膜过滤浓缩液中通常都含有浓度很高的氯离子，而氯离子在70℃以上的温度下会对金属材料产生非常强的腐蚀作用，这使得设备腐蚀成为高温蒸发处理垃圾渗滤液或浓水的最主要的限制因素。

2.3 高级氧化+混凝沉淀组合工艺

生化+高级氧化+混凝沉淀组合工艺可以把绝大多数有机物被氧化成二氧化碳，各种形态氮被变成氮气形态，避免了浓水的回流带来的许多弊端。高价态的盐和重金属也可以通过高级氧化工艺段完全固定，保证整个系统盐平衡。

2.4 综合回用工艺

从可持续发展的角度来看，对于浓水最好的处置方式是在经过一定的处理后可以回用于垃圾焚烧系统的各个用水单元。比如焚烧炉炉渣冷却的漏灰输送机、捞渣机的用水；石灰浆制备中的使用水；烟气净化过程用水；烟气降温喷嘴冷却水；反应塔用水等。从资源化的角度来看，通过这些回用工艺可以使浓水问题得到最佳的解决；但是实际应用过程中，该回用工艺还需要改良。根据南方某垃圾发电厂的数据核算，浓水回用之后，很容易引起一些排放物如氮氧化物含量的超标。因此回用工艺还有待完善。

2.5 焚燒工艺

浓水回炉焚烧是当前使用比较多的工艺。许多项目将浓水雾化焚烧，彻底处理浓水中的复杂有机物。与此同时，高盐分的浓水易腐蚀焚烧设备，会造成高昂的设备维护保养费用。焚烧之后的排放物也需要重新处理，达标排放，这也意味着更高的处理成本。

2.6 堆肥工艺

海淀区生活垃圾焚烧发电厂采用浓水集中堆肥的处理方式，也实现了零排放的目标。但是浓水尤其是反渗透浓水肥效很低，盐分很高，用来堆肥容易得不偿失。

3 工艺分析

回灌法处理浓水可以提高回收率，但浓水中的难氧化的有机物会积累到垃圾坑或者调节池中，长此以往，渗滤液处理工艺中的生化处理效果會下降，直至最终彻底失效。

浓水蒸发工艺存在一个较大的难点，建设成本过高，很多中小型企业无法承担这种高额处理成本。同时，浓水蒸发运行产生的酸腐蚀和盐腐蚀比较严重，设备需要频繁的进行维护保养，这也会产生高额的保养费用。

高级氧化工艺是以羟基自由基作为主要氧化剂氧化分解有机物，直至最终生成水和二氧化碳，以此来达到分解有机物的目的。目前国内的排放标准都比较严格，部分指标达到直排标准，此时浓水里污染物的浓度较大，单一的高级氧化法很难保证将浓水处理达到排放标准。

浓水综合回用工艺从资源化角度来看是最佳的，符合环保终端大循环理念。但是从实际应用的角度来看，还需要多加改良。浓水拥有含盐量高、氯离子含量高，总氮高等特点，回用于制备石灰浆、冷却反应塔以及反应塔雾化器用水后，最终雾化设备和焚烧炉烟气里某些污染物含量可能会超标，后续还需要想办法将超标的污染物进行处理，实现污染物达标排放。

焚烧工艺可以彻底将复杂有机物完全变成水和二氧化碳，但是高昂的设备维护保养费用和燃烧排放物的污染处置费用使很多企业望而却步。

堆肥工艺虽然有企业使用过，但是渗滤液浓水尤其是反渗透浓水盐分很高，肥效很低。因此这一工艺目前还未得到很好的推广。

4 结语

目前浓水处理仍是渗滤液处理工艺中的难点，前文就现阶段一些项目公司所使用的处理工艺进行了介绍。综合回用工艺符合环保节能的理念，可以替代部分工业用水，增加经济效益。希望成熟的浓水处理技术可以在不久的将来得到推广。

参考文献

[1]史谦，张学敏.中国城市生活垃圾处理方法现状分析研究[J].环境科学与管理，2013，38（9）：41-44.

[2]李黎，王志强，陈文清.纳滤在垃圾渗滤液处理工程中的应用[J].工业水处理，2012，32（10）：90-92.

[3]刘研萍，李秀金，王宝贞.渗滤液的反渗透浓缩液回灌研究[J].环境工程，2008，26（4）：89-93.

（作者单位：中国天楹股份有限公司）