FO正渗透技术在垃圾渗滤液废水处理上的应用研究

林燕莉

摘 要：垃圾渗滤液由于其难生化性，且水质复杂，受季节变化影响大，在水处理领域一直是一个备受关注的难题，随着排放标准不断提高，对排放区域的限制，环保法规不断加紧，从而促使整个市场针对垃圾渗滤液的水处理工艺导向ZLD零排方向发展。曾经用于中水回用的NF/RO膜工艺也因此已经在很长时间内应用在垃圾渗滤液的处理后处理的提标减量上，因为采用膜工艺在提高排放水水质的同时，还能降低浓水量。而由于传统NF/RO随着进水盐分高，运行压力也高的原因，膜必须耐受高压，从而需要膜在结构上更厚实的特点，使得传统工艺+NF+RO工艺经过长期的实验验证，也确实存在后端膜容易污堵，运行和清洗成本高，更换周期长等问题。而FO正渗透是利用膜两侧渗透压作为驱动力使水透过膜的，运行过程中无需外界水里压力，对膜的支撑层结构要求低于传统高压膜，所以抗污染性要由于传统的NF和RO。也在仅几年不断被尝试用于难处理废水，如垃圾渗滤液的浓缩减量。

基于对FO几年应用的测试和实验，本文主要讨论FO在垃圾渗滤液上的应用，通过FO在垃圾渗滤液不同处理阶段的废水的测试及数据，说明FO应用在垃圾渗滤液整个处理流程不同使用点的可行性和优势。

关键词：垃圾渗滤液;废水处理;FO正渗透;浓缩

1、垃圾渗滤液的来源

1.1 不同垃圾渗滤液产生点

垃圾渗滤液主要产生于垃圾处理相关的场所，从小区的垃圾堆放点、垃圾中转站到最终垃圾填埋场或者垃圾焚烧站，都会产生垃圾渗滤液。小区的垃圾堆放点基本以生活污水的方式排放。从中转站、垃圾填埋场和垃圾焚烧厂等的垃圾渗滤液必须单独收集处理。

1.2 垃圾渗滤液的组成

垃圾渗滤液的组成主要有如下几个方面：

1）湿垃圾本身的水分，厨卫垃圾本身的水分，所以夏天的垃圾相对渗滤液会更多，这也是中转站主要的垃圾渗滤液的组成;

2）填埋场和部分露天中转站的自然降雨和径流，这个随季节和地区的变化影响较大，春节水量大，冬季相对较少;

3）垃圾进行填埋后由于微生物的发酵分解而产生的水，该部分组成以垃圾填埋场为主.其中填埋场的垃圾渗滤液以降水为主要部分，雨水渗过成分复杂的垃圾时，使垃圾发生分解、溶出、发酵，大量有机污染物、氮、磷和种类繁多的重金属类物质溶在水中，形成了难处理的填埋场垃圾渗滤液。

综上分析，垃圾渗滤液水质的变化由于垃圾组成、垃圾含水率、垃圾填埋时间、填埋规律、填埋工艺、降雨渗透量等因素的影响，垃圾渗滤液随时间、季节、气候等等影响因素都不一样，水质波动较大。

2、垃圾渗滤液的特点

由于垃圾渗滤液受垃圾季节、垃圾组成、气候、填埋时间和降雨量的区别，水质复杂，且波动也会比较大。

1）不仅含有耗氧有机污染物，还含有各类金属和植物营养素（氨氮等），如果含有工业垃圾，则渗滤液中还会有有毒有害有机污染物;

2）COD和BOD浓度高，最高可达几万，远远高于城市污水;

3）垃圾渗滤液中有机污染物种类多，其中有难以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化合物、磷酸酯、邻苯二甲酸酯、酚类化合物和苯胺类化合物等;

4）垃圾渗滤液中，特别是垃圾填埋场内的垃圾渗滤液含有10多种金属离子，这些的重金属离子会对生物处理过程有严重抑制作用，影响生化反应的顺利进行，从而影响垃圾渗滤液的处理;

5）氨氮含量高，季节不同，氨氮浓度的差别会很大，夏天高，且C/N比例失调，增加了后续生化处理的难度，如下表一是在2004年之前总结的我国垃圾渗滤液一般特点：

由于垃圾渗滤液在填埋過程中也有一个自然发酵和反应的过程，随着填埋场年龄的变化，垃圾渗滤液经过这样自然净化处理，随着时间，可生化性也相应发生变化，容易降解的有机物则优先反应降解，而难生化降解的则沉积下来，所以垃圾填埋场渗滤液，填埋时间越长，生化性越难，垃圾渗滤液越难处理，如下表2为我国垃圾填埋场晚期渗滤液典型的水质浓度：

所以，由于垃圾渗滤液的这些特点，以及垃圾填埋场的渗滤液处理处置的难度，国家环保部门为能避免垃圾渗滤液对市场污水、以及自然水源水域的影响，针对垃圾渗滤液制定了严格的法规和排放标准，传统的一级二级处理已经很难达到法规和标准的要求，从而促使三级膜处理及零排MVR等工艺设备最终作为垃圾填埋场的保障措施不断推广应用。

3、关于垃圾渗滤液处理的法规

关于垃圾渗滤液处理的规定早在GB 16889-1997 已经提出明确的要求，但由于垃圾渗滤液难生化降解以及难处理特性，为进一步避免垃圾渗滤液对市政污水和填埋场周边纳污水域的影响，2008年更新该处理标准，更新后的标准要求如下表所示：

且在标准中的9.1.3明确做出规定如下：

2011年7月1日前，现有生活垃圾填埋场无法满足表2规定水污染物排放浓度限制要求的，满足以下条件时可将生活垃圾渗滤液送往城市二级污水处理厂进行处理：

（1）生活垃圾渗滤液在填埋场经过处理后，总汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅等污染物浓度达到表2规定浓度限值：

（2）城市二级污水处理厂每日处理生活垃圾渗滤液总量不超过水处理量的0.5%，并不超过城市二级污水处理厂额定的污水处理能力;

（3）生活垃圾渗滤液应均匀注入城市二级污水处理厂;

（4）不影响城市二级污水处理厂的污水处理效果;

2011年7月1日起，现有全部生活垃圾填埋场应自行处理生物垃圾渗滤液并执行表2规定的水污染排放浓度限值。

且根据环境保护工作的要求，在国土开发密度已经较高、环境承载能力开始减弱，或环境容量较小、生态环境脆弱，容易发生严重环境污染问题而需要采取特别保护措施的地区，应严格控制生活垃圾填埋场的污染物排放行为，在上述地区的现有和新建生活垃圾填埋场自2008 年7 月1 日起执行表4 规定的水污染物特别排放限值：