關(guān)于垃圾滲濾液處理技術(shù)的若干認識誤區(qū)

原創(chuàng)2017-08-27孫月馳中國給水排水

摘要

我國垃圾滲濾液處理技術(shù)起步較晚，相關(guān)的法規(guī)、標準、規(guī)范也不完善，在工程建設(shè)過程中，無論是滲濾液處理方案的確定，還是工程建設(shè)以及運行管理等方面均存在許多認識誤區(qū)，這些認識誤區(qū)嚴重影響了滲濾液處理工程的實施，許多工程浪費現(xiàn)象嚴重，處理技術(shù)不合理。認識并糾正這些誤區(qū)，對我國滲濾液處理技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

孫月馳（1980-），女，天津人，高級工程師，主要從事城市污水處理和垃圾滲瀝液處理的研究與設(shè)計工作。

1

濃縮液蒸發(fā)處理

垃圾滲濾液深度處理通常采用納濾或反滲透，其濃縮液不但含有高濃度的鹽分，而且含有大量有機污染物，根據(jù)已運行的情況看，垃圾滲濾液處理產(chǎn)生的濃縮液經(jīng)蒸發(fā)處理后會產(chǎn)生粘稠狀的殘留物，無法形成結(jié)晶體。產(chǎn)生的殘留物很難與蒸發(fā)器分離開來，而且蒸發(fā)器的結(jié)垢現(xiàn)象嚴重，清洗更加困難。因此當采用蒸發(fā)工藝進行濃縮液處理時，應(yīng)根據(jù)濃縮液水質(zhì)特點、熱源情況、排放要求等條件進行技術(shù)、經(jīng)濟比較后選擇適宜的蒸發(fā)形式。

蒸發(fā)處理包括蒸發(fā)器蒸發(fā)和自然蒸發(fā)，自然蒸發(fā)適合于蒸發(fā)量大的地區(qū)，需要占用大量土地，而且對周圍環(huán)境影響比較大，考慮我國的國情，濃縮液不適合采用自然蒸發(fā)方式。

蒸發(fā)器蒸發(fā)一般適用于高含鹽廢水，蒸發(fā)處理后達到水與鹽分的徹底分離，留下結(jié)晶的鹽類，其特點是出水水質(zhì)良好，缺點是能耗高，蒸發(fā)器容易結(jié)垢，清洗困難，如何處置結(jié)晶殘留物也是個難題。目前常用于水溶液濃縮蒸發(fā)的蒸發(fā)器形式主要有多效蒸發(fā)、機械式蒸汽再壓縮蒸發(fā)（MVR ）和浸沒加熱蒸發(fā)。

多效蒸發(fā)是將幾個蒸發(fā)器串聯(lián)運行的蒸發(fā)操作，使蒸汽熱能得到多次利用，從而提高了熱能的利用率的蒸發(fā)技術(shù)。

MVR機械式蒸汽再壓縮工藝除啟動階段外，整個蒸發(fā)過程無需外界補充一次蒸汽，二次蒸汽回收后經(jīng)壓縮送回加熱室作為加熱蒸汽，從而減少了外界能源的需求。

浸沒加熱蒸發(fā)是一種傳熱介質(zhì)與被處理的溶液直接接觸進行傳熱的一種蒸發(fā)技術(shù)，具有熱效率高，設(shè)備的維護簡單，運行成本低的特點。

2

離子交換法處理蒸發(fā)后含氨氮廢水

2.1

蒸發(fā)工藝出水水質(zhì)特點

進入蒸發(fā)器后的氨氮通過三個途徑排出蒸發(fā)器：蒸餾出水、濃縮液出水、排氣夾帶。由于氨在水中的溶解度極大，所以排氣中夾帶氨量很少，蒸發(fā)之后的氨氮主要存在于濃縮液和蒸發(fā)出水中。因此蒸發(fā)工藝出水氨氮含量高，一般不能達到排放標準的要求，需增加后續(xù)去除氨氮的設(shè)施。以進水氨氮2000mg/L計算為例，其平衡圖見圖1。由于蒸發(fā)之后的氨氮含量仍遠遠高于排放標準的要求，因此蒸發(fā)后必須進行脫氮處理。目前國內(nèi)常用的方法是采用離子交換法去除氨氮。

圖1 氨氮平衡圖

2.2

離子交換工藝處理蒸發(fā)后清液存在問題

國內(nèi)大多采用逆流再生固定床陽、陰離子交換器進行脫氮處理，蒸餾水首先進入陽離子交換器去除包括NH4+在內(nèi)的陽離子，然后再進入陰離子交換器去除陰離子，陰離子交換器出水達標排放。

該處理工藝主要存在如下問題：

①進水含鹽量高。對于逆流再生固定床，進水陽陰離子總量要求不高于500 mg/L，而蒸發(fā)后污水中的陽陰離子總量遠遠高于500mg/L的限值。對于“陽床+陰床”處理工藝，進水總陽離子量要求小于6 mmol/L，以進水氨氮2000 mg/L為例，進入陽床的氨氮含量則高達44 mmol/L。進水含鹽量高的結(jié)果導致短時間內(nèi)樹脂達到飽和，離子交換系統(tǒng)頻繁進行再生、反洗，系統(tǒng)無法正常運行。

②再生液的處置。目前，對再生液還沒有很好的解決辦法。

綜合以上因素，采用離子交換工藝去除氨氮是否可行，應(yīng)進行深入的探討、研究。

3

關(guān)于“污泥負荷”

污泥負荷與生物反應(yīng)器的功能有關(guān)，而與反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度無關(guān)，不同功能的生物反應(yīng)器具有不同的污泥負荷值（見表1）。

表1不同生化反應(yīng)器的污泥負荷值 kgBOD5/（kgMLSS.d）

項 目	參數(shù)值
去除碳源污染物	0.20~0.40
缺氧/好氧法（ANO法）生物脫氮	0.05~0.15
厭氧/好氧法（APO法）生物除磷	0.40~0.70
厭氧/缺氧/好氧法（A2O法）生物脫氮除磷	0.10~0.20
延時曝氣氧化溝	0.03~0.08

膜生物反應(yīng)器（MBR）分為內(nèi)置式和外置式兩種，二者的區(qū)別之一是反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度有較大的不同，內(nèi)置式污泥濃度介于4~10 g/L之間，實際應(yīng)用中一般以不超過8 g/L為宜，而外置式污泥濃度最高可達40 g/L，實際應(yīng)用中一般為10~20 g/L。對于處理垃圾滲濾液而言，內(nèi)置式和外置式膜生物反應(yīng)器都應(yīng)具有生物脫氮的功能，反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度有較大的差別，但其污泥負荷值應(yīng)該相同，而不應(yīng)有較大的差別。

4

濃縮液回灌填埋場

從理論上說，濃縮液回灌填埋場，可以利用垃圾堆體對污染物的吸附、降解等作用，使得濃縮液中的污染物被大幅去除，從而解決濃縮液難于處理的問題，但在實際應(yīng)用中很難實現(xiàn)，濃縮液回灌填埋場會存在如下問題：

①垃圾堆體很難實現(xiàn)對污染物的有效降解。由于垃圾堆體的滲透性很差，濃縮液很難由填埋場表面垂直下滲到垃圾堆體底部，也就很難實現(xiàn)對污染物的有效降解。

②影響垃圾堆體的穩(wěn)定性。填埋場滲濾液水位一般都很高，濃縮液如果采用回灌法，填埋場水位會進一步提高，會對垃圾堆體邊坡穩(wěn)定造成不利的影響，存在失穩(wěn)滑坡的風險。

③鹽分累積影響滲濾液處理。

5

滲濾液直接進行膜分離技術(shù)

滲濾液直接進行膜分離技術(shù)是指滲濾液不進行生化處理，經(jīng)過簡單的預處理后直接進入反滲透處理系統(tǒng)，反滲透清液出水達標排放，產(chǎn)生的濃縮液回灌填埋場或送城市污水處理廠，其工藝流程見圖2。

圖2 膜直接分離技術(shù)流程

滲濾液在進入反滲透前對原水進行pH值調(diào)節(jié)，有效防止碳酸鹽類無機鹽的結(jié)垢，延長膜的使用壽命。調(diào)節(jié)pH后的滲濾液經(jīng)原水泵加壓后進入預過濾系統(tǒng)，預過濾系統(tǒng)包括石英砂過濾器和芯式過濾器，去除滲濾液中懸浮物等雜質(zhì)，降低膜系統(tǒng)的負荷。

直接膜分離技術(shù)主要存在如下問題：

①預處理系統(tǒng)無法正常運行。垃圾滲濾液含有較高濃度的懸浮物、有機污染物和大量的鹽，高濃度的污染物進入預過濾系統(tǒng)，尤其是懸浮物會使過濾系統(tǒng)很快堵塞，進而導致過濾系統(tǒng)清洗周期縮短，嚴重影響過濾系統(tǒng)的正常運行，嚴重時會使系統(tǒng)癱瘓，無法運行。

②膜分離系統(tǒng)處理效率下降。由于未經(jīng)過生化處理，滲濾液中含有較高濃度的有機污染物和鹽，反滲透膜的負荷大大增加，從而使膜的處理效率明顯下降，也降低了膜的使用壽命。

③產(chǎn)生的濃縮液無法進行有效的處置。垃圾滲濾液原液污染物濃度高、含鹽量高，經(jīng)過反滲透膜分離后，濃縮液中的污染物濃度會更高，這使得濃縮液處理更加困難，不論是回灌填埋場還是送城市污水處理廠，都不能得到有效的處理。

6

結(jié) 論

①濃縮液不能回灌填埋場，可選擇適當?shù)恼舭l(fā)形式對濃縮液進行處理。

②蒸發(fā)處理后含較高濃度氨氮的清液不能采用離子交換的方法處理。

③不宜采用膜分離技術(shù)直接處理垃圾滲濾液，內(nèi)置式和外置式膜生物反應(yīng)器的污泥負荷值應(yīng)該相同。

本文根據(jù)發(fā)表于《中國給水排水》2017年8月17日第16期的“關(guān)于垃圾滲濾液處理技術(shù)的若干認識誤區(qū)”整理，作者為中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司的孫月馳、丁西明、張亞琳、杜 昱

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