淺談生活垃圾滲濾液膜法處理后濃縮液的處置研究

淺談生活垃圾滲濾液膜法處理后濃縮液的處置研究

通過對生活垃圾滲濾液成分來源分析，對膜法處理垃圾滲濾液給出了分子量膜分離的基礎(chǔ)，并通過RO后濃縮液電解試驗(yàn)、納濾分離試驗(yàn)、氨吹脫試驗(yàn)進(jìn)行的水質(zhì)化驗(yàn)，分析了RO后濃縮液電導(dǎo)率影響成分，在此基礎(chǔ)上提出了細(xì)水霧蒸發(fā)處理RO濃縮液的處置方法。

一、濃縮液處理問題的提出

生活垃圾滲濾液作為一種高濃度難處理的污水，現(xiàn)在比較成熟的工程技術(shù)工藝有MBR+NF、MBR+單級DTRO、兩級DTRO，基本能夠持續(xù)的保證達(dá)標(biāo)排放。其中MBR+NF工藝更依賴于前級膜生物反應(yīng)器生化處理的效果，即當(dāng)生化處理效果不好時，NF不能*保證出水達(dá)標(biāo)（COD、氨氮）。相比較而言MBR+單級DTRO能持續(xù)保證出水達(dá)標(biāo)，即使在生化效果出現(xiàn)偏差時，DTRO也能做到較強(qiáng)的后續(xù)保障。

pH做為基本的污水指標(biāo)，勢必成為供求的熱點(diǎn)，這對廣大的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極制造商，比如美國BroadleyJames來說是個重大利好。美國BroadleyJames做為老牌的E-1312pH電極，S400-RT33 pH電極制造商，必將為中國的環(huán)保事業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們美國BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，測試準(zhǔn)確，廣泛應(yīng)用于各級環(huán)保污水監(jiān)測以及污水處理過程。

而用膜法處理污水，必然存在濃縮液的問題。而工程中追求更高的清水產(chǎn)出率（濃縮比更高），則使產(chǎn)生的濃縮液更難處理。碟管式反滲透技術(shù)由于可直接應(yīng)用于垃圾滲濾液，進(jìn)行兩級處理后，排放即可持續(xù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。雖然解決了生化法工程構(gòu)筑物多周期長的缺點(diǎn)，但由于其比其他反滲透膜裝置有更高的濃縮比，從而使其濃縮液問題更為突出。

為使膜法處理在垃圾滲濾液處理中更為有效和合理，有必要對后續(xù)濃縮液的處理展開工程化研究。

二、膜法所需成分分析

通過對中國部分城市的垃圾成分調(diào)查，從垃圾滲濾液各種成分的來源可以看出，有機(jī)污染物的一部分來自廚房垃圾各種植物纖維、蛋白、脂肪、各種糖，很明顯這一部分應(yīng)是易降解部分；有機(jī)污染物的另一部分來自于人工聚合物（化纖、塑料、橡膠），而無機(jī)鹽類則主要來自于泥沙和灰塵。

因此垃圾滲濾液有機(jī)污染物構(gòu)成的復(fù)雜成分的應(yīng)是由糖類、動植物蛋白、脂肪、聚合物溶于水的分子態(tài)和降解過程中間過程有機(jī)物，以及細(xì)菌和酶類蛋白質(zhì)有機(jī)物的混合物。根據(jù)近幾年實(shí)驗(yàn)表明微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）、反滲透（RO）在滲濾液處理中可以起到各自的攔截作用。NF和RO分離后的滲濾液濃縮液，相比較而言可生化有機(jī)物質(zhì)少，而重金屬離子、鹽類等對微生物具有毒害作用的物質(zhì)增多，從而導(dǎo)致生化進(jìn)行性很難。

三、RO處理后濃縮液的研究

反滲透（RO）技術(shù)在垃圾滲濾液污水處理領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了排放高水質(zhì)，同時大限度的實(shí)現(xiàn)了污染物和水的分離，是垃圾滲濾液污水實(shí)現(xiàn)減量化為可靠穩(wěn)定的工程技術(shù)之一。為使RO這一技術(shù)的工程應(yīng)用更為完善，尋求在物化技術(shù)領(lǐng)域有更大的突破，對碟管納濾（DTNF）技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。經(jīng)過RO實(shí)際工程應(yīng)用的表現(xiàn)，經(jīng)過分析得出如下結(jié)論：

（1）濃縮液PH值為堿性，透過液為酸性可知所用RO膜帶負(fù)電荷，

（2）濃縮分離效率依次為高分子有機(jī)物、鹽、氨氮。

四、RO濃縮液電導(dǎo)率和氨氮分析

在垃圾滲濾液中，有機(jī)和無機(jī)污染物共存，以懸浮、膠體、溶解分子態(tài)和溶解離子態(tài)形式存在。經(jīng)過RO預(yù)處理后，濃縮液中懸浮物質(zhì)大量減少，過量飽和溶解分子態(tài)氣體會在濃縮液池析出（硫化氫、甲烷、氮、氧等）；同時由于阻垢劑和加酸處理，溶解離子態(tài)物質(zhì)大量增加（電解質(zhì)鹽類、銨根、負(fù)離子酸根、氫氧根等），高分子有機(jī)污染物與阻垢劑和酸作用，溶解度增加、電荷化增加。

通過對濃縮液試驗(yàn)水質(zhì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，濃縮液中有機(jī)污染物、氨氮、鈉、鈣對電導(dǎo)率的貢獻(xiàn)是不同的。

五、細(xì)水霧蒸發(fā)處理RO濃縮液的處置原理和方法

1、水的蒸發(fā)速率取決于三個因素：

溫度高低、液面面積大小、空氣流動快慢。如果液體的溫度升高，分子的平均動能增大，從液面飛出去的分子數(shù)量就會增多，所以液體的溫度越高，蒸發(fā)得就越快；液體表面面積增大，處于液體表面附近的分子數(shù)目增加，因而在相同的時間里，從液面飛出的分子數(shù)就增多，所以液面面積增大，蒸發(fā)就加快；當(dāng)飛入空氣里的汽分子和空氣分子或其他汽分子發(fā)生碰撞時，有可能被碰回到液體中來。如果液面空氣流動快，通風(fēng)好，分子重新返回液體的機(jī)會越小，蒸發(fā)就越快。

水霧蒸發(fā)首先是將水打成水霧，從而使水體液面面積大化，引入風(fēng)從而進(jìn)一步加大液體的蒸發(fā)速率。從原理上講，犧牲部分加熱溫度，而加大另外兩個因素，可以取得同樣的效果。

2、水霧蒸發(fā)本身可以致冷

在水的霧化區(qū)，當(dāng)流動空氣（風(fēng)力）與水霧接觸時，即發(fā)生一次蒸發(fā)，一次蒸發(fā)氣帶走熱量，使水霧和周圍空氣變冷。在此部位設(shè)置換熱裝置，一是初步提升水霧溫度，二是被冷卻的水流可用于后段氨蒸餾的冷卻。

3、出水水質(zhì)決定于水霧的蒸發(fā)比。水霧實(shí)際上還是液體狀態(tài)，在風(fēng)力和溫度作用下，水分子逸出，成為氣態(tài)，從而使水霧中小水滴的體積進(jìn)一步縮小或*蒸干溶質(zhì)析出。從這一蒸發(fā)過程分析，出水由兩方面組成：一是氣態(tài)水分子冷凝水，二是水霧蒸發(fā)過后的濃縮液。因此只有當(dāng)氣態(tài)水分子冷凝水占大比重時，水質(zhì)才會有大的改善。而這一點(diǎn)在此流程中是可控的，即控制水霧在蒸發(fā)區(qū)的停留時間。

現(xiàn)在蒸發(fā)蒸餾方法沒有廣泛應(yīng)用于水處理行業(yè)，主要的原因之一是水的蒸發(fā)熱較大，1克水在37℃時*蒸發(fā)需要吸熱2310.8焦?fàn)枱崃浚?00℃時的汽化潛熱為2257.2kJ/kg。水的汽化熱跟溫度有關(guān)，溫度越高，汽化熱越小。

根據(jù)能量守衡定律，要蒸發(fā)掉相應(yīng)數(shù)量的水必須要獲得相應(yīng)的能量，因此理論上耗能不會減少。但是在水霧蒸發(fā)中用風(fēng)機(jī)送風(fēng)無疑把取之不盡的空氣作為了能源。正如前面講到的在霧化區(qū)當(dāng)水霧遇流動的空氣時即會產(chǎn)生一次蒸發(fā)氣，一次蒸發(fā)氣的氣化要從周圍的空氣中吸取熱量，從而使空氣溫度降低。因此在兼顧處理效率的同時，適當(dāng)增加一次蒸發(fā)氣的產(chǎn)量無疑會使能耗降低。方法是適當(dāng)增加風(fēng)量和溫度，以及增加水霧在一次蒸發(fā)區(qū)的停留時間。

目前為止，在國內(nèi)生活垃圾滲濾液行業(yè)中，還沒有十全十美的的處理工藝工程技術(shù)應(yīng)用。因此在垃圾滲濾液處理行業(yè)正處于一個市場選擇的時期，隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和生活垃圾處理技術(shù)的日趨完善，細(xì)水霧蒸發(fā)處理RO濃縮液的方法也會得到廣泛的推廣和應(yīng)用。