垃圾滲濾液濃縮液處理現(xiàn)有技術(shù)分析

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:垃圾滲濾液濃縮液的處理已經(jīng)成為一個急迫的環(huán)境問題。目前，濃縮液的處理方式主要包括回灌、濃縮以及無害化處理3種。其中，濃縮處理主要包括基于膜技術(shù)和蒸發(fā)技術(shù)的減量方法；無害化處理主要涵蓋混凝/電絮凝、吸附以及高級氧化等技術(shù)?？偨Y(jié)了目前的滲濾液濃縮液處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，以期為后續(xù)的研究提供基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：滲濾液濃縮液，回灌，濃縮，無害化處理

隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，垃圾滲濾液的處理已經(jīng)成為一個巨大的環(huán)境問題。2015年，我國生活垃圾總量達到1.91×108,t；其中填埋與焚燒處理分別為1.15×108,t與6.17×107,t[1]，兩者分別可產(chǎn)生約6.90×107,t[2]與1.17×107,t滲濾液[3]。

在目前的技術(shù)條件下，滲濾液的處理將產(chǎn)生13%～30%的濃縮液。[4]而滲濾液濃縮液的高污染物濃度與低可生化性[5]，使其成為對環(huán)境具有極強破壞力的潛在污染源。因此，必須認真對待滲濾液濃縮液的處理。到目前為止，濃液的處理方式主要包括回灌、濃縮以及無害化處理3種。其中，濃縮處理主要包括基于膜技術(shù)和蒸發(fā)技術(shù)的減量方法；無害化處理主要涵蓋混凝/電絮凝、吸附以及高級氧化等技術(shù)。

1回灌

回灌是目前國內(nèi)廣泛應(yīng)用的滲濾液濃縮液處理方法之一。[6]與滲濾液回灌類似，滲濾液濃縮液回灌技術(shù)可促進可降解有機物的降解[7]，但同時會導(dǎo)致出水COD、電導(dǎo)率以及NH4+、Cl-等的富集[8]；當回灌進行會接近或達到吸附容量時，出水的電導(dǎo)率將高于回灌進水。[9]這一現(xiàn)象將對后續(xù)的反滲透等滲濾液處理過程產(chǎn)生明顯的負面效應(yīng)。更重要的是，回灌將可能造成地下水污染。[10]因此，回灌不適用于濃縮液的處理。

2濃縮

基于操作原理，常見的濃縮技術(shù)可分為膜技術(shù)和蒸發(fā)技術(shù)兩大類。

2.1膜技術(shù)

根據(jù)驅(qū)動力的不同，膜技術(shù)可分為壓力驅(qū)動與電勢驅(qū)動兩種。其中壓力驅(qū)動膜技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于垃圾滲濾液的處理過程中；以北京市為例，截至萬方數(shù)據(jù)2012年底全市18個滲濾液處理設(shè)施中有17座應(yīng)用了膜分離技術(shù)。[11]膜技術(shù)在濃縮液處理中的應(yīng)用主要涵蓋兩個方面，即有機物的分離以及無機鹽濃液處理。

前者以超濾[12]為主，后者常見技術(shù)包括納濾、反滲透以及電勢驅(qū)動膜技術(shù)等。[13]造成這一分化的原因，主要是不同技術(shù)對無機鹽離子的通透性不同。

但是，濃縮液中的高濃度腐殖酸(HumicAcid，HA)與黃腐酸(FulvicAcid，F(xiàn)A)[14]會導(dǎo)致不可逆的膜污染。[15]此外，濃縮液的高硬度[16]極易在膜濾過程中引起結(jié)垢[12]。盡管阻垢劑可以降低結(jié)垢風險，但阻垢劑的種類、劑量及其使用效果在很大程度上取決于濃縮液的組成及其理化特性[17]，同時也會對后續(xù)的操作造成一定的影響。[13]在目前的技術(shù)水平下，僅頻繁倒極電滲析(ElectrodialysisReversal，EDR)可有效規(guī)避結(jié)垢問題[18]，但EDR不能解決有機物帶來的膜污染問題。[13]

2.2蒸發(fā)

目前，已經(jīng)在垃圾滲濾液濃液處理中應(yīng)用的蒸發(fā)技術(shù)包括浸沒燃燒蒸發(fā)[19]、熱泵蒸發(fā)[20]、(多效)閃蒸[21]以及多效強制循環(huán)蒸發(fā)[22]等。此外，膜蒸餾技術(shù)在垃圾滲濾液濃縮液處理中也得到了一定的應(yīng)用。[23]但在上述技術(shù)的運行溫度下，濃縮液中富集的Cl-[14]會對設(shè)備帶來嚴重腐蝕。[24]這一問題可通過負壓蒸發(fā)技術(shù)予以解決。[25]在現(xiàn)有技術(shù)條件下，蒸發(fā)過程中部分有機物和氨的揮發(fā)[26]使得冷凝液需要進一步處理。

更重要的是，濃縮液中的高濃度腐殖質(zhì)與無機離子將導(dǎo)致嚴重的結(jié)垢，降低換熱效率與蒸發(fā)能效比。而對膜蒸餾技術(shù)而言，濃縮液中的有機物與鹽分還會造成嚴重的膜污染。[27]此外，蒸發(fā)技術(shù)對能源(沼氣或蒸汽源)需求較大，而多效蒸發(fā)以及熱泵技術(shù)還存在投資大、維護貴的實際問題。[13]上述因素均制約了蒸發(fā)技術(shù)在滲濾液濃液處理上的應(yīng)用。

3無害化處理

根據(jù)處理原理的不同，無害化處理技術(shù)可分為物理法和化學法兩種。前者包括混凝、電絮凝以及吸附等；后者主要涵蓋高級氧化技術(shù)。

3.1混凝、電絮凝與吸附

作為一種簡單高效的處理技術(shù)，混凝可有效去除濃縮液中的可溶性有機物；其對TOC、COD和色度的去除效率分別可達81%,、82%,和97%,[28]，同時還能提升出水的可生化性。但是，混凝的效果依賴于凝聚劑及操作條件。Rivas等人發(fā)現(xiàn)，pH值調(diào)控對滲濾液COD的最大去除效率為25%,，F(xiàn)e3+則可達40%。

同時，混凝不能完全有效地去除濃液中的有機物。LONG等人的研究[28]表明，F(xiàn)e3+以及PAM與PAC等凝聚劑對滲濾液中的HA和FA無效。與混凝類似，電絮凝能夠有效去除水體中的有機物；Top等人[30]利用電絮凝處理垃圾滲濾液納濾濃縮液，其COD、色度以及總磷的去除率分別為45%,、60%,和91.8%,。

相較于混凝，電絮凝泥量小、停留時間短、操作便捷且無需化學試劑。[30]但是，電絮凝對污染物的去除同樣不夠徹底。在Mahvi等人的研究[31]中，電絮凝對自然水體中HA的去除效率僅為68.8%,。此外，滲濾液濃液中富集的Cl-和HA與FA在電絮凝的過程中可能會生成各種有毒鹵代烴。

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