渗滤液膜处理浓缩液的蒸发处理技术

随着垃圾填埋场运营时间的增长，渗滤液中污染物组成发生明显变化。通常，运行3~5a以上的填埋场所产渗滤液的COD、BOD逐年降低，NH3-N浓度升高，同时BOD/COD比值下降。从微观角度看，早期渗滤液的有机物中低分子量的占大多数，中等分子量的较低，高分子量的略高，随着填埋时间的增长，有机物分子量范围扩大，中、高分子量有机物的含量也变大，最高可达72%以上。尽管随着填埋时间增长渗滤液中有机物浓度降低，但高分子有机物比例增加，表现为可生化性降低。

1渗滤液处理技术现状及存在问题
1.1生化和物化处理技术
虽然近年针对高效低耗的生化处理技术的诸多研究及实践证实，只要合理选用生物反应器和优化工艺参数，即使渗滤液中NH3-N浓度高至2700mg/L，仍可通过生物脱氮去除，但是生化处理技术对渗滤液中有机污染物去除效果不佳。虽然早期渗滤液可生化性较好，经生化处理后仍有200mg/L~800mg/L的COD无法去除。随着填埋时间的增加，生化处理技术处理渗滤液的效果越来越差。目前国内许多传统渗滤液处理设施正是由于有机物难去除、不能实现预期的一至二级排放标准而处于停顿状态。
吸附、氧化等物化处理技术可以在一定程度上弥补生化处理技术的缺陷，但是，尽管它在一定程度上对渗滤液的可生化性和出水水质有所改善，但不能从根本上使渗滤液得到完善的处理，同时还存在技术可靠性差和成本费用高等问题。
1.2膜处理技术
近10年来，欧美国家越来越多使用膜处理技术处理填埋场渗滤液。一般来说，渗滤液纳滤处理后可达到二级排放标准，经反渗透处理后能达到一级排放标准。目前我国有一些大型垃圾填埋场已经采用这种技术，如北京安定和北神树、广州兴丰、重庆长生桥和天津汉沽等生活垃圾填埋场。随着我国环境保护标准和执法日趋严格，许多渗滤液处理设施需要达到一级排放标准，还有更多一些大型垃圾填埋场筹划应用膜处理技术处理渗滤液。
1.3问题和解决途径
目前国内采用反渗透系统的浓缩倍数一般为3~5倍，净水量为原液的70~80%，占原液体积20~30%的浓缩液富集有机、无机污染物和盐类，它的进一步处理成为一个难题。目前国内外多采用浓缩液回灌进行处置。
虽然回灌是渗滤液的一种处理方法，能通过回灌使部分有机物降解，但膜处理浓缩液的回灌会使渗滤液中的溶解盐类在此循环中会很快积累，从而导致渗透压增高，使膜处理系统的净化效率和出水回收率逐渐降低，德国Wischhafen填埋场自1998年11月开始启用RO系统，但随即渗滤液电导率迅速升高，一年后不得不撤除该系统。目前国内也己出现几例类似问题，严重时反渗透系统处于近乎瘫痪状态。
如何有效地解决膜处理渗滤液浓缩液的处置问题，是解决渗滤液处理达标排放、满足生活垃圾卫生填埋污染控制标准的技术关键和难点。
国内外的实践表明，利用填埋气体通过热处理技术处理渗滤液，是经济有效解决渗滤液或渗滤液浓缩液处理这一难题的有效技术途径。

2现有渗滤液热处理技术及优缺点分析
鉴于填埋场产生的气体是一种可供填埋场使用的稳定、廉价的能源，以及渗滤液中钙、镁离子浓度很高，蒸发浓缩过程中的结垢是传统间接传热式蒸发器难以克服的问题，已有的渗滤液热处理技术多以浸没燃烧蒸发技术为基础，并辅以焚烧、吸附、氧化等其它净化手段。目前所采用的渗滤液浸没燃烧蒸发工艺主要有三类：
2.1无尾气处理的浸没燃烧蒸发工艺
这种工艺（图1所示）多用于处理未经任何预处理的填埋场渗滤液，其特点是将燃烧后的高温烟气直接通入渗滤液中，使水分蒸发、废液得到浓缩减量。通常尾气温度低于100℃，能量利用率较高，处理l m3渗滤液消耗填埋气体量约为150 m3。
由于蒸发尾气未经任何处理直接排放，因此要求原渗滤液中的挥发性有机物浓度极低，应用范围极为有限，只适合于环境质量要求不高的地区，且性质较稳定渗滤液的蒸发处理。

图1浸没燃烧蒸发工艺（无尾气处理）示意图
2.2有尾气处理的单级浸没燃烧蒸发工艺
有尾气处理的单级浸没燃烧蒸发工艺应用范围较广，既可适用于处理老龄填埋场渗滤液，又可处理年轻期渗滤液，并可以确保尾气和冷凝液达标排放。常用的尾气处理技术有吸附、氧化等，如图2所示。与无尾气处理的单级浸没燃烧蒸发工艺相比，其所消耗的填埋气体没有变化，但基建投资和运行费用的大幅度增加，使得其与传统渗滤液处理技术相比并不具有明显的技术和经济优势。

图2浸没燃烧蒸发+尾气净化工艺示意图