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作者：陳明
摘要：垃圾滲濾液作為一種高污染有機廢水，如直接排放，將對生態環境造成嚴重的威脅。因此在垃圾處理過程中，國家相關法律、法規及規范明確要求對垃圾滲濾液進行科學有效的處理，出水水質需執行《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008)標準并滿足當地環保部門的要求。其中膜分離技術具有低能、高效、穩定、出水水質好等優勢，日漸成為滲濾液處理技術的主要發展方向。基于上述背景，本文對膜分離技術處理垃圾滲濾液的方法和膜污染的防治方法進行論述，以期能降低垃圾滲濾液處理成本、提高處理效率、有效防止污染。
我國現階段，垃圾的處理方式主要有堆肥、衛生填埋和焚燒等處理方式，在垃圾堆放和填埋的過程中因發酵作用、降水淋溶、地表和地下水滲透而產水一種垃圾滲濾廢水，該種滲濾液成分復雜、有機物濃度高、氨氮濃度高、含有多種重金屬離子、含鹽量高、呈深黑色、散發惡臭。影響垃圾滲濾液水質的主因素要為氣候條件、垃圾成分、堆放和填埋時間。
通常情況下垃圾滲濾液具備如下特點：水量隨季節性變化較大、水質復雜危害性大、有機物濃度高、氨氮含量高，C、N、P營養比例失調、色度深且惡臭。因此，垃圾滲濾液不進行性處理將會對環境造成嚴重威脅，垃圾滲濾液的處理必須符合國家現行有關標準的規定，方可有效防止環境污染，其中膜分離技術應用較為廣泛。
1膜分離技術處理垃圾滲濾液的主要方法
應用膜分離技術處理垃圾滲透液時，受水量和水質變化影響較小，能夠有效保證出水的穩定性。膜分離技術可確保垃圾堆放和填埋各階段產生的垃圾滲濾液處理的有效性。膜分離技術處理垃圾滲濾液的主要應用方法如下：
①反滲透膜處理工藝，該技術在降低垃圾滲濾液中的COD，NH3-N、鹽分方面具有明顯效果，去除率高。在膜分離技術中常會應用到反滲透膜系統，其對進水水質具有明確要求，滲透液預處理符合要求后方可進入反滲透膜系統。在垃圾滲濾液中，通常情況下預處理方式以TMBR工藝或TMBR工藝+納濾（NF）工藝為主。在該方法應用中應注重膜污染的防治，以此保證良好的處理效果；
②納濾膜處理工藝，納濾膜介于超濾膜和反滲透膜之間，該處理方法應用中必須有防治膜結垢現象的措施，因在垃圾滲濾液中存在無機物質（Ca2+、Mg2+）、膠體、有機物質或者懸浮物質等影響，會在膜孔內壁或者膜表面形成無機或有機污垢，進而影響膜的截留率和通量。在垃圾滲透液中通常采用TMBR作為預處理工藝，處理后的水可達標排放，如對鹽分有特殊要求時，系統后須接反滲透系統；
③膜生物反應器工藝，主要將傳統活性泥垢法和膜分離技術進行有效結合，其中膜具有高效截留作用，在處理過程中可利用這一作用將微生物截留在反應器之中，從而徹底分離污泥停留時間和水力停留時間，進而延長反應器中活性污泥的污泥齡。
同時該處理工藝在高氨氮和難降解的廢水處理中優勢明顯，同時該工藝處理的滲濾液時不會產生濃縮液，如果僅依靠該工藝很難保證出水水質達到《垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）中標準，需增加納濾或反滲裝置進一步處理。對于大中型垃圾轉運站，執行納管標準時，后續工藝可增加高級氧化裝置可達到相應的排放標準；
④膜組合工藝，單一的膜分離技術很難達到預期處理要求，因此在垃圾滲濾液處理過程中可應用膜組合工藝，以“預處理-TMBR（外置式膜生物反應器）-納濾系統（NF）-反滲透膜處理（RO）”膜結合工藝為例，在處理過程中滲濾液經TMBR工藝處理，再通過NF/RO或者NF+RO工藝，截留未能實現生物降解的大分子物質，從而大大提高了COD等有害物質的去除率，納濾和反滲透濃水可考慮回灌垃圾填埋場或用于焚燒廠的飛灰固化、石灰漿制備，也可考慮采用MVR工藝進行處理。
2膜污染的防治方法
在垃圾滲濾液處理中容易出現膜污染現象，膜污染主要由廢水中的溶膠、無機質、有機質和膠體物質造成，這些物質在膜分離過程中會吸附沉積在膜孔內部或者膜表面，從而使得膜孔徑縮小，甚至會堵塞膜孔，最終降低膜的通量。同時膜污染的位置不盡相同，通常分為膜孔污染和膜外污染兩種。膜污染將嚴重影響處理結果，因此在膜分離技術應用中必須結合實際情況，采取有效措施降低膜污染影響，具體防治方法如下：
2.1實施膜材料改性
膜材料直接影響化學穩定性、膜通量和耐污性能，相應地開發研究新型膜材料是防治膜污染的根本方法。在實際處理中，原液成分具有較大的差異，在材料選擇方面應參照水質特性和處理要求，以此為依據合理選擇膜材料。因此，在相關研究開展中，工作人員可將重點放在膜材料改性方面，在具體工作中注重開發復合材料，以此有效提高膜的化學穩定性和耐壓性。
例如：研究人對污染物和膜材料進行研究，發現污染性質和膜的性質會共同作用于膜污染。發現膜的親水性會影響膜的污染性，親水性越低則越容易受到污染。基于此，以膜改性的方式緩解膜污染可行性較高。在實踐過程中膜改性主要有膜材料改性和膜表面改性兩種，針對前者可利用納米顆粒實施超濾膜改性，以增加膜的親水性，提高膜通量，降低了膜污染速度、降低系統能耗；而針對后者可將海因衍生物放置在滲透膜表面，改性后接觸角明顯降低，有效提高了反滲透膜的耐污性。
2.2優化膜清洗工藝
在應用中即便保證膜材料選擇的合理性和操作條件的規范性，受膜的特殊性影響，仍會出現膜孔堵塞或者膜表面凝膠層污染等現象。根據實踐經驗而言，處理上述膜污染現象的最有效方法為膜清洗。根據清洗操作的不同，膜清洗分為化學清洗和物理清洗兩種，前者主要應用絡合物、酸、堿和氧化劑等清洗膜，可有效去除膜污染物，但是極易出現二次污染；
后者則主要包括超聲波清洗、氣水反沖洗和空氣反吹洗等方式，但是物理清洗會影響膜通量的恢復，并且清洗效果較化學清洗差。因此在實際應用過程中通常將二者相結合，以垃圾滲透液處理后反滲透（NF）膜為例，具體清洗流程如下：
①工作人員先利用純凈水對膜進行沖洗；
②經膜浸泡在檸檬酸中，其pH值為3.0±0.1或執行pH控制在2.5±0.1執行短期（30min）循環清洗；
③對浸泡或循環清洗的膜元件再次進行純凈水沖洗；
④將EDTA溶液與氫氧化鈉混合，其中氫氧化鈉pH值為10.5±0.1，用該溶液清洗膜；
⑤對膜元件再次進行純凈水沖洗，最后恢復生產。其中酸性清洗主要用于恢復膜元件由于無機物污染造成的影響，堿性清洗主要用于膜元件因有機污染造成的影響。
2.3保證滲透液預處理的有效性
如果廢水中含有的大分子有機物、固體顆粒或者膠體未經過預處理或者預處理效果不佳便進行膜分離，則會造成膜污染，因此在膜污染防治過程中滲透液的預處理尤為重要。現階段滲透液的預處理方法主要為生物法、絮凝組合、機械過濾等，在具體預處理方法選擇時應充分考慮滲透液的位置和年齡，有效避免逆效應的產生。
以TMBR工藝為例，利用用厭氧反應器大幅度降低廢水中有機物的含量，在通過反硝化硝化工藝，出去垃圾滲濾液中氨氮和硝態氮，并通過有機管式膜系統增強系統的處理能力、提高系統的處理效果。經過上述預處理，可大幅增加納濾膜或反滲透膜通量、降低膜元件的污染、保證系統穩定運行，出水達標排放。
3結束語
綜上所述，垃圾滲透液具有水質變化大、成分復雜降解難、污染物濃度高等特點，傳統的生物、化學或者物理方法很難達到有效的處理效果，而膜分離技術具有操作簡單、高效節能等特點，保證了垃圾滲透液處理的環境效益和經濟效益。
參考文獻
[1]羅丹，晏云鵬，全學軍，等.膜分離技術在垃圾滲濾液處理中的應用[J].化工進展，2015（8）：3133~3141.
[2]周英杰，徐穎，程蒙召，等.膜組合技術在垃圾滲濾液處理中的應用[J].環境工程，2014，32（10）：13~17.
[3]高漸飛.膜法組合工藝在處理垃圾滲濾液的應用[J].廣州化工，2015（19）：130~131.
[4]張皓貞，張超杰，張瑩，等.垃圾滲濾液膜過濾濃縮液處理的研究進展[J].工業水處理，2015，35（11）：9~13.
[5]馬田力，楊哲，任立，等.振動剪切強化膜過濾技術及水處理領域中的應用[J].凈水技術，2016，35（5）：28~31.
[6]張珺蓉，應潤兵.垃圾滲濾液濃縮液資源化技術研究[J].廣東化工，2016，43（14）：177~178，188.收稿日期：2017-1-12節能環保37萬方數據 |
