垃圾渗滤液膜过滤浓缩液处置方式的探讨

杨雨桐

工艺与装备

垃圾渗滤液膜过滤浓缩液处置方式的探讨

杨雨桐

（沈阳建筑大学 市政与环境工程学院，辽宁 沈阳 110168）

在我们国家填埋仍是处理垃圾的主要方式，但是填埋会产生大量难处理的垃圾渗滤液，现阶段的研究表明，对于垃圾渗滤液的处理方法主要有微滤、超滤、纳滤、反渗透等膜技术。但是应用这类技术时，在分离的过程中会产生高度污染的浓缩液。叙述了垃圾渗滤液膜过滤浓缩液的特点，并介绍了膜过滤浓缩液的几种处置方式，其中着重介绍混凝沉淀、高级氧化和生化这几种方法。

垃圾渗滤液；膜处理；混凝沉淀；高级氧化；浓缩液

采用微滤、纳滤、超滤和反渗透通常可以对垃圾渗滤液进行处理，但长期使用后会产生垃圾渗滤液膜过滤浓缩液。因为浓缩液中含有许多难以降解的有机和无机污染物，如果直接排放可能会污染地表水、土壤、海洋等[3]，若排入市政污水处理系统，活性污泥中溶解度过高的固体对其生长也不利[4]，而且运输膜过滤浓缩液成本也比较高。因此进一步降低浓缩液的产量、研究浓缩液的后续处理问题是十分重要的，目前的一个热点问题就是开发和研究相关的技术。外运、高级氧化、回灌、膜蒸馏、焚烧、混凝沉淀与电絮凝等为膜滤浓缩液的处理方法，本文将着重介绍混凝沉淀、高级氧化和生化等相关技术，为以后的实验研究提供新思路。

1 垃圾渗滤液膜过滤浓缩液特点

1.1 膜浓缩液来源

现阶段的膜分离技术主要包括微滤（MF）、纳滤（NF）、超滤（UF）和反渗透（RO）[3]。它采用压力驱动膜，通过物质选择透过膜的原理，来截留物质，从而进行溶液和溶剂的分离[3]。垃圾填埋场处理垃圾渗滤液膜过滤浓缩液时大量应用膜过滤技术，从而产生了大量难处理的膜滤浓缩液。

1.2 水质特点

膜过滤浓缩液呈褐色或棕色，含有大量的有机污染物、腐殖质、重金属、微生物代谢产物、盐离子等[27]。其体积约占垃圾渗滤液水量的13%～30%，并具有以下特征：可生化性差，B/C低，有机物浓度高[3]；含无机盐的组分高；随着时间的变化，水质水量变化大；色度高、硬度大；含重金属的浓度高[21]。

2 膜过滤浓缩液的处理处置方式

2.1 外运

当填埋场附近有焚烧厂或者污水处理场时，可以利用污水处理厂或者焚烧厂来处理膜过滤浓缩液，这无疑是最便捷的处置方式，还能使各项指标都能达到标准。但当运送距离较远的时候，其成本会增加，环境风险也会增大，这种方法将不具有经济性和可操作性。

2.2 回灌

回灌也是我国现阶段处理垃圾渗滤液膜过滤浓缩液的重要方式之一[5]，因为其具有经济性，成本低，其处理原理与垃圾渗滤液的回灌相似。将垃圾填埋场看作一个巨大的生物滤床，回灌的浓缩液从上到下穿过填埋层，通过生物降解、吸附、过滤等多重作用来降解和稳定污染物[2]，实现无害化和稳定化处理。但同时回灌也存在一定的风险，主要是会增加污染物的浓度，提高浓缩液中无机盐离子和难降解物质的浓度，影响处理效率。

2.3 膜蒸馏

膜蒸馏技术是利用疏水性微孔膜来对膜过滤浓缩液进行处理，疏水性微孔膜两侧有压力差，使热侧的分子通过膜微孔在冷侧凝聚，从而实现分离的目的[22]。与其他技术相比，膜蒸馏有很多优点：条件温和，操作温度低，设备也比较简单。目前经常应用在海水和苦咸水淡化、超纯水制备、高盐废水等领域中。与传统蒸馏法相比，膜蒸馏技术速度比较快，占用的蒸馏空间也比较小。但是膜蒸馏技术成本较高，并且尚处于研究阶段。

2.4 混凝沉淀

处理污水另一个比较常见的技术为混凝沉淀，通过向废液中投加混凝剂或者助凝剂来完成，通过水解电离的方式与水中的胶体物质结合，其主要原理通过电性中和、压缩双电层、吸附架桥、网捕卷扫等作用形成大的容易沉降的胶体颗粒，最后通过泥水分离进行去除。但混凝沉淀无法处理高浓度的废水，通常作为预处理技术与其他技术联合使用。

王云海[12]等采用了混凝沉淀的方法研究了上海老港生活垃圾卫生填埋场产生的垃圾渗滤液纳滤浓缩液，探究其初始pH值、投加混凝剂的数量、混凝沉淀效果中PAM和混凝剂的种类的影响。实验结果证实，混凝剂FeCl3在酸性条件下对垃圾渗滤液纳滤浓缩液的处理效果比中性和碱性都要好[12]。实验采用的几种混凝剂中FeCl3和Fe2(SO4)3的混凝效果较好，在最佳反应条件下，其COD和CN值的去除率分别为70.8%和92.6%[12]。由此可见，混凝沉淀对膜过滤浓缩液的处理有一定的效果，可作为预处理工艺与其他工艺联合使用[3]。

2.5 高级氧化法

高级氧化法是利用光、电、催化剂、辐射等产生的羟基自由基等强氧化性物质[5]将水中有机物降解的方法。按照其反应条件、氧化剂和催化剂的差异可将高级氧化分为Fenton氧化法、电化学氧化法、臭氧氧化法、光催化氧化法、湿式催化氧化法等[5]。高级氧化法适用于处置高浓度难生物降解的废水，得到了很多研究人员的关注。

覃芳慧[14]等采用Fenton法处理广州市某卫生填埋场的反渗透浓缩渗滤液，比较了渗滤液中COD和腐殖酸经Fenton处置后的处理效果，得到以下结果：在最优条件时，采用Fenton法来处理膜脱浓缩液，DOMs的去除率为60.78%，其中HA去除率为71.06%、HyI去除率为21.1%、FA去除率为65.14%，而COD的去除率为50.61%[14]，说明Fenton法处理膜脱浓缩液具有比较好的效果。

李旭东[15]等对垃圾渗滤液膜脱浓缩液采用电化学氧化法进行处理，得到在最佳条件下时，CODCr的去除率为35.7%；在脉冲强化电化学氧化的最佳反应条件下，CODCr的去除率为41%[15]。

高级氧化法可以对垃圾渗滤液膜滤浓缩液中难降解有机物进行去除，但是单一的方法很难将浓缩液处理达到排放标准，因此研究高级氧化工艺与其他方法联合以及低成本的高级氧化法是目前的研究重点与方向。

2.6 生物处理法

生物处理法就是微生物经过不断的繁殖和生长代谢，使水中的有机物进行分解转化进一步使污水净化[26]。生物处理是目前较为普遍的处理方式，其主要包括厌氧-好氧耦合生物处理法、好氧处理法、厌氧处理法[24]。

黄芳芳[13]等利用BAF反应器处理Fenton氧化处理后的出水，以生活污水处理厂好氧工艺的污泥为接种污泥，与生物污水混合后进行驯化培养，控制温度、进水流量、气水比、pH，经过22天连续驯化，COD的去除率可达78.5%，且去除率稳定，视为挂膜成功。完成驯化后，逐渐提高进水中经Fenton氧化处理后的出水，最后COD、TN和NH3-N的出水质量浓度分别为182.89 mg·L-1、19.22 mg·L-1和10.94 mg·L-1。此外经生物处理后，废水B/C也得到提高，可生化性得到改善。

但目前采用生物技术处理垃圾渗滤液还存在很多不足，渗滤液可生化性差，水质变化大，处理工艺和效果难以有长期的保证；氨氮比例较高，营养元素比例失去平衡，好氧处理过程中的硝化作用将被抑制，也会给后续处理带来困难，所以经常将生化技术与其他技术联合使用。

3 结束语

近年来，随着人口增多，垃圾数量增多，垃圾渗滤液产量也逐渐增多，其带来的环境及各方面的问题将十分严重。膜技术的广泛应用，使得膜浓缩液的处理将成为十分重要的环境问题。由于其成分复杂，各类污染物质浓度高，处理工艺也很复杂，因此探讨膜滤浓缩液的处置问题具有极强的现实意义。但随着垃圾渗滤液膜浓缩液的数量的急剧增多，单一的处置方式将很难进行有效的处理，使其达到排放标准，需要结合不同工艺的优点组合使用。混凝预处理之后采用高级氧化技术和生化技术联合处理膜脱浓缩液，可以尽可能地实现末端的无害化，具有广阔的应用前景。

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Discussion on the Treatment Method of Membrane Filtration Concentrate of Landfill Leachate

（School of Municipal and Environmental Engineering, Shenyang Jianzhu University, Shenyang Liaoning 110168, China）

In our country, landfill is still the main way to treat wastes, but the landfill will produce a large amount of difficult-to-treat landfill leachate. The current research shows that the main methods for the treatment of landfill leachate include microfiltration, ultrafiltration, and nanofiltration. However, in applying this kind of technology, a highly contaminated concentrate will be produced during the separation process. in this article, the characteristics of membrane filtration concentrate of landfill leachate were described, and several disposal methods of membrane filtration concentrate were introduced, including coagulation sedimentation, advanced oxidation and biochemical methods.

Landfill leachate; Membrane treatment; Coagulation precipitation; Advanced oxidation; Concentrate

辽宁省高校创新团队支持计划（项目编号：LNIRT）。

2021-06-02

杨雨桐（1998-），女，辽宁省辽阳市人，2016年毕业于沈阳建筑大学给排水科学与工程专业，研究方向：污水处理。

X703

A

1004-0935（2021）12-1884-03