膜技术处理垃圾渗滤液特性分析

目前对于垃圾渗滤液的处理应用较为广泛的是预处理和生化系统的组合，利用微生物降解污水中的有机物和氨氮，为了提高垃圾渗滤液的可生化性，我们采用合适的方式来对渗滤液进行预处理，提高BOD，NH4+-N在生化系统的去除率，但是盐份和重金属离子是很难去除的，利用微生物技术仅能去除极少部分。因此如何将盐分和重金属离子从渗滤液中分离出来成为难以解决的问题。

由于垃圾渗滤液中盐份和重金属离子在原则上是不能够去除的，只能够减少其污染面积，因此如何将盐份和重金属离子进行富集收集，从水中分离出来成为现在的主要处理方法。

3处理技术发展历程

受到经济发展水平的限制，我国卫生填埋起步较晚，真正意义上的卫生填埋场从20世纪80年代末才开始建设。渗滤液处理厂的建设就更晚，从时间上看，渗滤液的处理经历了四个阶段。

我国的垃圾渗沥液处理工艺技术经历了从单一生化工艺到生物+物化，再到膜生化+膜法深度处理组合工艺的完善与提高过程。随着《生活垃圾填埋场污染控制》（GB16889-2008）在2008年7月1日起实行以来，垃圾渗滤液的达标要求更为严格，膜生化+膜法深度处理组合工艺作为国内现阶段在垃圾渗沥液处理中出水水质既能达标又经济可行的处理工艺，具有处理设备和运行管理简单，成本低，对水质和水量的变化有很好的适应能力，适合我国生化垃圾有机物含量高、渗沥液可生化能力较高的特点，目前广泛应用在国内各个垃圾填埋场的水污染控制上。在垃圾渗滤液的处理中体现出了其优于传统处理方法的特点。

4膜处理技术特性

4.1膜技术的应用

自1953年由美国佛罗里达大学的Reid等人最早提出反渗透海水淡化开始，膜技术便逐渐得到推广和应用，用来实现盐分的分离，而且应用范围越来越广。根据膜分离粒径的大小，可以分为微滤，超滤，纳滤和反渗透等四级。根据膜的分离特性，由德国维尔利设计的MBR+NF工艺开始应用于垃圾渗滤液处理，其工艺流程为：MBR+NF，即传统的微生物技术和目前先进分离技术的结合，经处理后的出水完全达到GB16889-2007规定的一级排放标准，整个系统可以分为生化系统以及膜分离系统。

生化系统：整个系统的核心部分，利用微生物作用将BOD和氨氮分别转化为无污染的二氧化碳和氮气直接排放到大气中。由于采用了MBR反应器，超滤膜可以100%的分离微生物，返回到生化系统，使生化反应器内的污泥浓度从3-5g/L提高到20-30g/L，大大的提高了生化系统的反应效率。

膜分离系统：实现物理分离，根据膜分离系统直径的不同，又将分离系统分为超滤(UF)和纳滤(NF)部分。超滤(UF)部分：超滤是将粒径大于0.02μm的颗粒悬浮物(主要是指微生物)以及大分子的有机物从中分离出来，作用相当于传统的沉淀池，出水清澈，主要是含有大量的盐分和重金属离子，由于超滤的众多优点现在正在逐渐取代传统的钢筋混凝土结构的沉淀池。

纳滤(NF)部分：超滤出水由超滤清水罐经预处理进入纳滤系统，在此系统，将重金属离子，糖类等小分子的有机物，以及大于等于二价的盐分进行分离，分离后的出水分为两部分：出水和截流液。出水占纳滤总进水的85%，完全达到GB16889-2007规定的一级排放标准.截流液一般占纳滤进水的15%，水量少但是几乎包含了整个原水的盐分和重金属离子，以及在生化系统中难以被微生物降解的有机物，因此浓缩液成为最终的污染物。

4.2浓缩液处理

目前对于浓缩液的处理主要有以下四种：

（1）回灌填埋场

这种方法是一种较为方便的处理方式，利用填埋后的固体垃圾对盐份重金属离子进行吸附截留，在短期内效果较好，截留率可以达到80%-90%，但是并不能从根本上解决这些盐分、矿物质、重金属的影响，在雨水的冲刷，淋洗下，随着时间的推移，截流效果越来越差，这些物质将再一次出现在调节池中，在调节池中进行富集，最终影响生化系统的处理效果，降低出水的水质，因此该方式只能作为应急的处理方法。

（2）活性炭吸附

利用活性炭的吸附性对这些物质进行吸附，从浓缩液中分离出来，处理效果较好，这种方式在欧洲国家得到了广泛的应用，但是又由于它的处理费用较高，而且活性炭不容易再生，还会在使用后变成粉末造成二次污染，因此在我们中国并没有得到广泛的推广。

（3）混凝沉淀法

向浓缩液中投加混凝剂，使浓缩液中的盐份重金属离子沉淀出来，达到分离的目的，进一步减少污染体积。现在应用较多的是三氯化铁混凝剂，混凝效果也是不错的，可以得到较好的出水，但是相对而言，沉淀时间较长，而且投加量较多，也阻碍了这种方式在工程中的应用，也仅仅在实验室得到了验证。

（4）树脂吸附

树脂吸附原理同活性炭一样，利用它的多孔性，比表面积大的特征，对要分离的物质进行吸附，使其从浓缩液中分离出来，同活性炭相比，树脂又有它特有的性质，树脂是人工合成的，可以反复使用，更新不像活性炭那样频繁，而且使用过后不会变成粉末，因此，树脂吸附正取代活性炭成为浓缩液中盐粉分离的主要方法。经过上述方法的处理，残留在浓缩液中的盐分和重金属离子又进行了一次收集，根据出水水质的不同，经处理后的浓缩液可以直接排放，或者返回到调节池。

5结论

膜处理工艺不仅解决了垃圾渗滤液的原水中有机物和氨氮含量较高问题，而且成功解决了垃圾渗滤液中的盐分和重金属离子问题，本文通过对垃圾渗滤液成因、成分以及膜处理技术特性分析，对以膜技术为核心的垃圾渗滤液处理工艺的广泛应用有一定推动。膜技术逐渐成为垃圾渗滤液处理的核心主导工艺，现在已经在北京，青岛，哈尔滨，佛山，上海等城市成功建成了垃圾渗滤液处理厂，得到广泛的好评以及业主的认可。

来源：化学工程与装备；作者：朱健美，黄茂娟，闫洪成，钱泓旭，曹德斌

延伸阅读：

浅谈垃圾渗滤液生化处理系统改造方案

垃圾渗滤液反渗透浓水深度处理中试研究

关于垃圾渗滤液处理技术研究进展探讨