膜分离技术在垃圾渗滤液处理中的应用

摘要：随着我国城市化进程的不断推进，垃圾数量与日俱增，垃圾处理压力越来越繁重。垃圾填埋作为垃圾处理常规方式之一，应用最为广泛。虽然该种垃圾处理机制拥有诸多优点，但是经过填埋处理后的垃圾会产生大量由垃圾分解水和地下渗水组成的垃圾渗滤液，它属于高浓度污水，对地下水和环境造成非常大的威胁。本文对渗滤液的来源、特性及危害进行简单阐述，分析和研究了膜分离技术在垃圾渗滤液处理中的应用以及膜污染的防治方法，为垃圾处理提供参考和借鉴。

关键词：膜分离技术;垃圾渗滤液;应用

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：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 垃圾滲滤液的来源、特性及危害

1.1 垃圾渗滤液来源

首先，雨雪水分是垃圾渗滤液的主要来源，降雨降雪形成降水渗入垃圾填埋场形成垃圾渗滤液。其次垃圾进场时本身含有的水分也是垃圾渗滤液的主要来源之一。

同时，来自于地表的水分也会流入填埋场形成垃圾渗滤液。此外，垃圾填埋场附近地下水位情况对垃圾渗滤液也有着重要的影响。若垃圾填埋场底部低于地下水位，地下水则会深入填埋场形成垃圾渗滤液。最后，微生物降解时也会形成水分，而这部分水分也是垃圾渗滤液的来源之一。

1.2 垃圾渗滤液特性

垃圾渗滤液属于高浓度污水，对环境和地下水污染严重。第一，垃圾渗滤液成分复杂，污染物种类众多。其中含有可降解或难降解的有机污染物、有毒物质、有害物质、重金属物质等。第二，垃圾渗滤液中含有污染物浓度过高，随着垃圾填埋的时间增长，渗滤液可生化性越差。第三，垃圾在填埋场年限不断增长，有机氮转无机氮，渗滤液中磷元素缺乏，导致溶解磷酸盐浓度降低。第四，垃圾渗滤液中金属离子浓度各异，且种类众多。

1.3 垃圾渗滤液危害

垃圾渗滤液作为高浓度污染废水，浓度高，污染重，流动性慢，渗滤持续性久，对环境和地下水污染严重，甚至对周围土壤也会造成严重且难以挽救的污染。因此垃圾渗滤液是目前最难处理的污染废水之一，其中含有大量的碳水化合物和有机物质，难以降解。同时，垃圾渗滤液中也存在着大量的微生物病毒，随着渗滤液持续污染环境和地下水，造成严重的环境污染。

2 膜分离技术在垃圾渗滤液处理中的应用

2.1 反渗透工艺

近几年来，随着我国反渗透工艺的日益精进，这项技术也被应用在垃圾渗滤液的处理工作中。通过渗透膜两侧的压力差，阻截离子渗透，通过选择性透过溶剂将离子物质截留，完成分离工作。通过反复的实验和实践操作发现膜分离项目中复合膜膜材料较好，同时满足国家排放标准。通过利用 UASB、SBR 以及连续微滤等进行辅助处理，达到RO系统运行的整体性。而RO系统本身就是压力驱动型的膜分离技术。

2.2 MBR系统

在传统活性污泥处理法上进行改良，就是目前较为常见的膜生物反应器。膜组件替代二次沉淀池，快速完成生化处理单元的构建，使整体处理效率提升显著。其中MBR系统能去除70%的CODCr以及90%的氨氮，因此近几年MBR系统优势显著，被广泛应用。同时MBR系统在低污泥负荷下运行时，产生污泥量极低，从理论上甚至可以达到零污泥排放，不仅减少对环境的污染还可以降低污泥处理费用，提高MBR系统应用效率。此外，生物反应器处理装置容积负荷高，将节省大量的占地面积。同时，工艺程序简单，适用于任何场合，地面式、半地下式和地下式皆可，不受场所限制。

2.3 NF系统

介于超滤技术和反渗透技术之间的一种新型分子级的膜分离技术就是NF系统。这种新型技术将截留率保证在95%以上，从根本上提高了整体的工作效率。NF系统能够有效去除渗透液中有机物、细菌、病毒及部分盐类。与反渗透相比，纳滤膜的网络结构更加疏松，因此操作更加简易。此外，NF系统能使浓缩和脱盐同步进行，因此对进水要求较低，不仅使整体费用大大降低，同时更加节能减排。

2.4 DTRO系统

DTRO系统是DT系统的一个分类，DT 膜技术即碟管式膜技术，分为DTRO、DTNF、DTUF三大类，是一种专利型膜分离组件。DTRO系统料液流道較宽，避免堵塞的优点。同时，DTRO系统采用带凸点支撑的导流盘，最大程度上减少了膜表面结垢污染的现象产生。此外，由于膜的结垢较少，膜污染降低，从而清洗维护的周期较长，使用寿命大大延长。

3 膜污染的防治方法

在垃圾渗滤液处理过程中最大的问题就在于膜污染，污水中的溶胶，有机物质和胶体物质导致膜污染。这些物质沉积在膜表面或膜孔内部，导致膜孔堵塞，孔径缩小。膜污染通常分为膜孔污染和膜外污染，被污染后将直接影响膜分离技术，因此必须及时采取措施，降低膜污染影响。

3.1 实施膜材料改性

膜材料对膜分离技术有着藏药影响，因此选用或开发研究新型膜材料是改善或解决膜材料对膜分离效果影响的最根本方法。由于原液成分负载多样，因此应根据实际的水质特点和处理要求选择合理的膜材料。随着对膜分离技术要求的提高，工作人员应根据实际情况对膜材料进行改性，从而提高膜的耐压性和稳定性。工作人员首先应对污染物细致进行分析，之后将污染物性质与膜的性质进行比对。膜的亲水性会直接影响膜的无燃气卡，因此亲水性越低膜越容易被污染。在实践过程中，针对膜材料改性可利用纳米颗粒进行超滤膜改性，提高膜的通量，提高膜污染的条件，降低整体系统的损耗。此外，针对膜的表面改性可将海印衍生物结合在伤痛表面，提高反渗透膜的耐污性。

3.2 优化膜清洗工艺

在实际应用中，膜材料合理和操作的规范只是降低膜污染情况，但仍存在着膜孔堵塞等污染情况。膜污染处理最直接有效的方法就是膜清洗。膜的化学清洗主要应用酸碱和氧化剂等去除膜污染物，这种方法快速直接，但往往伴随着二次污染。膜的物理清洗主要是通过超声波、气水反冲洗和空气反吹洗的方式进行清洗。但这种方式效果与化学清洗相比略差，且会影响膜通过量。因此，二者结合的方式是实际工作中最长使用的。首先工作人员经膜用纯净水进行反复冲洗。其次将膜浸泡在柠檬酸中，进行短期循环清洗。之后对浸泡清洗的膜再次进行纯净水冲洗。用EDTA 溶液与氢氧化钠的混合液再次清洗膜。最后再次利用纯净水对膜进行冲洗，投入生产。膜的无机物污染有酸性清洗，膜的有机污染有碱性清洗完成。

3.3 保证渗透液预处理的有效性

在膜污染防治中，渗透液的处理至关重要。废水中的大分子有机物、颗粒或者胶体等物质处理效果不理想进行膜分离，就会造成膜的污染。目前渗透液的处理方法有生物法，絮凝组合和机械过滤等方式。根据渗透液的位置年龄选择对应合适的方法，避免逆效应的产生。在反硝化工艺中，排除垃圾渗滤液中的氨氮和硝态氮，提高系统的处理效果，加强系统工作效率。增加纳滤膜和反渗透膜的通量，降低污染，确保系统的稳定性。

4 结束语

目前渗滤液的处理方式众多，在运用时要因地制宜，根据不同的地理情况，环境情况以及垃圾分类情况，确定渗滤液的处理方式，不可生搬硬套。膜分离技术的应用既能保证垃圾渗透不影响环境造成污染，也能降级成本，高效节能。但随着科技的发展，膜分离技术还有很大的空间值得科研人员去探索，为垃圾渗透液处理带来更加科学高效的新技术。

参考文献

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收稿日期：2019-03-12

作者简介：韩蕾（1983-），女，汉族，本科学历，高级工程师，研究方向为给排水设计。