杜海洋，楊 林，蔣 宇

(成都市興蓉再生能源有限公司，成都 610000)

0 引 言

根據(jù)濃縮液的處理需求，結(jié)合待處理濃縮液的水質(zhì)特點，做好工藝、藥劑的篩選，并按照濃縮液的處理要求做好工藝應(yīng)用，保證處理后的水質(zhì)能滿足國家相關(guān)要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。

隨著我國城市化進程加快，城市人口及規(guī)模快速增加，生活垃圾產(chǎn)生量隨之增長，近年來生活垃圾處置方式為：進垃圾填埋場填埋或者進垃圾焚燒發(fā)電廠焚燒。在處置生活垃圾的過程中，會產(chǎn)生垃圾滲濾液，它是一種污染程度高、成分及其復(fù)雜的有機廢水，一般采用“外置式MBR+納濾/反滲透”工藝進行處理，但該工藝在深度處理過程中，將會產(chǎn)生更難以處理的膜濃縮液。

1 濃縮液的產(chǎn)生原理與水質(zhì)特點

“外置式MBR+納濾/反滲透”工藝處理垃圾滲濾液，在膜處理階段，利用壓力差，通過膜的選擇透過性分離出大部分溶質(zhì)，截留溶劑，達(dá)到溶質(zhì)與溶劑分離的目的，而被截留的含溶質(zhì)部分的溶液則轉(zhuǎn)化成了濃縮液，濃縮液具有以下特點：

(1)成分較一般廢水復(fù)雜，水質(zhì)呈棕黑色，無機鹽、有機污染物、色度、硬度、電導(dǎo)率和COD均較高，另外可能含有Pb、Cu等重金屬離子。

(2)濃縮液內(nèi)的氯離子具有腐蝕性。

(3)主要成分基本不能作為營養(yǎng)源參與生物反應(yīng)，可生化性極差，B/C小于0.1，產(chǎn)生的濃縮液無法采用傳統(tǒng)活性污泥法再進行處理。

2 濃縮液的處置方式

垃圾滲濾液膜濃縮液處置方式主要分為以下三類：

(1)轉(zhuǎn)移處置；其形式為：轉(zhuǎn)移回噴焚燒廠爐膛或回灌垃圾填埋場。

(2)進行減量化處理；其處理工藝包括：高壓反滲透(DTRO)、蒸發(fā)等技術(shù)。

(3)進行無害化處理；其處理工藝包括：電絮凝、混凝沉淀、高級氧化等技術(shù)。

3 國內(nèi)常用工藝比較

3.1 回灌填埋場工藝

回灌填埋場是目前國內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的濃縮液處理工藝，其原理是把是把垃圾填埋場當(dāng)作是一個用垃圾作為填料的生物反應(yīng)器，在濃縮液從填埋場頂部流下經(jīng)過垃圾填埋層時，濃縮液里面的部分污染物被垃圾中微生物的分解，達(dá)到回灌液中的部分有機污染物被堆體中的微生物降解的目的。濃縮液回灌工藝的缺點是電導(dǎo)率、氨氮、無機鹽、難降解污染物等污染因子會隨著時間的推移而逐步升高，回灌后的濃縮液與滲濾液原液匯合后導(dǎo)致滲濾液鹽分累計嚴(yán)重，造成惡性循環(huán)。因此，高鹽分濃縮液回灌填埋場的工藝引發(fā)滲濾液處理效率降低的后果日益凸顯，從長遠(yuǎn)性的角度考慮不推薦采用回灌填埋場的工藝選擇。

3.2 回噴焚燒廠爐膛

濃縮液回噴爐膛技術(shù)是將滲濾液處理后的濃縮液直接噴入焚燒爐進行高溫氧化處理，濃縮液噴入量需根據(jù)爐內(nèi)溫度來調(diào)節(jié)，爐膛溫度較高時可適當(dāng)增加濃縮液的回噴量，反之則減少回噴量。具有污染物去除徹底、減量效果好和處理速度快等優(yōu)點。

但要注意過量回噴濃縮液可能造成的危害：

(1)造成爐溫降低，爐膛溫度低于850 ℃時，存在環(huán)保不達(dá)標(biāo)的風(fēng)險，應(yīng)啟動輔助燃燒系統(tǒng)保證爐膛溫度。

(2)氯化物和硫化物在高溫?zé)煔庵袑κ軣崦婀鼙诋a(chǎn)生高溫腐蝕，會引起鍋爐冷水壁和受熱面腐蝕。

3.3 混凝+臭氧高級氧化技術(shù)

單一的工藝技術(shù)現(xiàn)已很難滿足濃縮液的處理需求，在這種情況下，組合工藝應(yīng)運而生，目前國內(nèi)應(yīng)用較為成功的案例有：混凝+臭氧高級氧化技術(shù)；混凝法的基本原理是在待處理的濃縮液中加入適量的混凝劑，加入的混凝劑實際上是一種(或多種)電解質(zhì)，其所帶的電荷與廢水的膠體物質(zhì)所帶電荷相反，使水中膠體顆粒易于相互碰撞和附聚搭接而成為較大顆?；蛐躞w，進而從水中分離出來形成顆粒物質(zhì)，最終沉降。

臭氧高級氧化工藝主要原理主要是依靠臭氧的強氧化性。根據(jù)臭氧的電子結(jié)構(gòu)分析，臭氧在水中的反應(yīng)主要分為三類：

(1)氧化-還原反應(yīng)：電子轉(zhuǎn)移過程，氧化還原性較弱的物質(zhì)。

(2)親電取代反應(yīng)：臭氧分子取代有機物分子中的一部分，使有機物穩(wěn)定性降低。

(3)環(huán)加成反應(yīng)：通過反應(yīng)使環(huán)狀有機物斷鏈，破壞其穩(wěn)定性，并徹底無害化。

整個臭氧反應(yīng)過程中，如何使更多的環(huán)加成反應(yīng)生成是有機物能否徹底降解的關(guān)鍵。在某些情況下，水中的臭氧反應(yīng)可以生成自由基，自由基通過基元反應(yīng)自促生成·OH(羥基自由基)?！H具有比其他強氧化劑更高的氧化還原電位，其氧化還原電位高達(dá)2.80V，僅次于氟(3.06V)，而ClO-僅為1.49V；且以·OH為主要氧化劑與有機物發(fā)生反應(yīng)時，反應(yīng)中生成的有機自由基可以繼續(xù)參加·OH的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，因此其氧化能力極強，氧化效率特別高，并能長時間的將環(huán)加成氧化反應(yīng)控制一定的水平上，使水中的有機污染得到更徹底的降解，被臭氧處理后的濃縮液COD顯著降低，且可生化性顯著提高；在正常工況下，COD的去除率約為75%～90%，最終出水達(dá)到預(yù)計的處理效果。

但混凝+高級氧化技術(shù)在處理濃縮液時也存在以下弊端：

(1)因反滲透濃縮液鹽分極高，氯離子濃度高，會干擾臭氧高級氧化的處置效果，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，只能有效處置納濾濃縮液。

(2)需要消耗大量電能、以及水處理藥劑等資源，總體運行成本較高。

(3)單位反應(yīng)時間較長，增加了一定的人力成本。

(4)產(chǎn)生化學(xué)污泥量較高。

4 浸沒燃燒蒸發(fā)(SCE)工藝

蒸發(fā)工藝是利用液體沸點的不同，把非揮發(fā)性組分與揮發(fā)性組分進行物理分離的過程，采用蒸發(fā)工藝處理濃縮液時，水分會從溶液中蒸發(fā)而出，而污染物則保留在濃縮液內(nèi)，目前國內(nèi)應(yīng)用較多的SCE工藝其原理如圖1所示。

圖1 浸沒燃燒蒸發(fā)技術(shù)原理

SCE技術(shù)是一種節(jié)能環(huán)保的新型燃燒技術(shù)，又稱為液中燃燒法。該技術(shù)是將燃?xì)馀c空氣燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庵苯訃娙胍后w中，沒有固定的傳熱面，直接接觸傳熱，使?jié)饪s液加熱蒸發(fā)。SCE技術(shù)與傳統(tǒng)蒸發(fā)工藝相比具有如下優(yōu)點：

(1)直接接觸型換熱，熱效率高，通常穩(wěn)定保持在95%以上。

(2)與間壁式換熱器相比，無傳熱間壁，不結(jié)垢。

(3)濃縮倍數(shù)高，可以直接做到結(jié)晶結(jié)渣。

(4)單獨使用該工藝時無需預(yù)處理，工藝簡單。

(5)蒸發(fā)冷凝液有機物及電導(dǎo)率非常低，出水水質(zhì)好，可達(dá)標(biāo)排放。

對SCE蒸發(fā)工段產(chǎn)生的二次濃縮殘渣液進行固液分離后采用焚燒的方式進行處置會影響垃圾熱值，另外也會對焚燒爐膛造成一定程度上的腐蝕。

2017年至2019年期間成都市興蓉再生能源有限公司與清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院聯(lián)合成立水務(wù)先進技術(shù)聯(lián)合研究中心，針對成都地區(qū)的反滲透濃縮液的處理做了專項研究，在滲濾液特性研究與膜濃縮液處理設(shè)施實地調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，綜合考慮技術(shù)有效性、經(jīng)濟合理性、運行穩(wěn)定性等因素，通過層次分析法對膜濃縮液適用處理技術(shù)進行遴選，研究高氯鹽和有機物對膜濃縮液處理設(shè)施的腐蝕影響，提出浸沒燃燒蒸發(fā)技術(shù)是解決膜濃縮液問題的有效方法，該工藝已于2020年初在成都市垃圾滲濾液廠三期投入建設(shè)。

5 結(jié)束語

針對國內(nèi)濃縮液的處理技術(shù)和在實際工程中的運行案例，對選擇膜濃縮液處理工藝提出以下建議：

(1)做好垃圾滲濾液處理工藝的選型，采用產(chǎn)生濃縮液量少或不產(chǎn)生濃縮液的新型處理工藝。

(2)產(chǎn)生二次污染物必須按照國家或當(dāng)?shù)卣南嚓P(guān)法律法規(guī)進行全過程處理處置。

(3)對現(xiàn)有的不符合生產(chǎn)需求的濃縮液處理工藝實施技改技革，使?jié)饪s液在處理后能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放或達(dá)到回用水要求。

(4)對于濃縮液回灌處置的工藝應(yīng)逐步減少回灌處置的數(shù)量，避免污染物的累積。