1.渗滤液的成分
对150多个德国【1】和西班牙【2】的垃圾填埋场的数据分析表明,不同类型填埋场渗滤液中的溶解性成分的总量范围在2000~15000mg/L。其中有机组分的含量约为100~3000mg/L,大大少于无机组分1600~143000mg/L的含量,这其中包括氨的含量,约为300~2000mg/L。也就是说,垃圾渗滤液中80~95%的成分为无机物,而有机成分的含量只有5~20%。
由于这些污染物不适合用传统的生物方法进行处理,因此新法规开始限制把这种复杂的污染物排入市政排水管网。即使用生化处理结合活性炭吸附,或用臭氧或其他氧化剂氧化渗滤液中溶解的有机物,也只有部分污染物被降解,不能达到充分消除渗滤液对环境的负面影响的目的【3】。另一方面,经过上述处理后,那些所谓的“难降解COD”没有完全被生物降解、破坏或吸附,长期排放经过累积就会出现问题。因此,人们不得不发展更加有效的渗滤液处理方式。反渗透作为渗滤液处理的部分环节或主要技术的良好表现证明它是完全净化渗滤液的成功方法。
2.反渗透用于净化渗滤液
由于现代高压反渗透膜可以去除水中98~99%的有机或无机污染物,对净化垃圾渗滤液这样的污水是非常有效的,有助于解决日益恶化的水污染问题。其透过液中,有机物和无机物的含量都很低,出水可以达到饮用水的水质标准,排放到附件的河流或水体可以维持水量平衡,因为渗滤液主要来自于干净的雨水。
由于反渗透膜运行起来像精密的格网,净化过程可以通过简单、高精度的传感器的控制连续、稳定的运行。
由于对进水中各污染物的高截留率,膜对渗滤液组分的变化有很强的适应性。同时由于反渗透系统有可以再生的高净化效率,出水能一直保持良好的品质。然而,用反渗透法处理渗滤液,除要考虑用高耐污染的膜外,还要用具有开敞式通道的膜组件,因为只有这种组件解决了膜片的堵塞问题,尤其是对生物污染有较高的除去效率。因此,尽管早在1984年管式反渗透膜就用于垃圾渗滤液渗滤液的处理,但直到1988年,碟管式(DT)反渗透膜被引入市场并取得了良好的效果后,反渗透法处理渗滤液才得到了广泛的应用【4】。到1997年,80%以上的用反渗透法处理垃圾渗滤液的垃圾场用的都是碟管式膜组件。
德国Lubeck市附近的Ihlenberg市政垃圾填埋场(原VEBDeponieSchonberg)渗滤液的处理的已成功地运用了碟管式反渗透系统,是目前最先进的也是最大的多级反渗透处理厂。该厂的成功运行,证明了现代膜分离技术用于渗滤液处理是可行的。表一是用反渗透法处理渗滤液的部分检测结果。
表一、典型的反渗透法处理渗滤液检测结果

该厂反渗透系统的处理能力是36m3/h,1989年11月15日启用至今没有任何问题,期间只换过一次膜片。经过两级反渗透后,盐和有机污染物的平均截留率约为99%。膜在常温下的工作压力在36~60bar之间,随进水中盐分的变化和清洗后膜工作时间的长短而已,膜通量为15L/m2.h。其他处理厂也有相近的报告,比如1990年2月开始运行的Hannover附近的Kolenfeld渗滤液处理厂。该厂处理规模为1.8m3/h,净水回收率超过90%。进水电导率在15000~16000μS/cm之间,去除率一直超过98%,COD的去除率超过99%。在运行3年多后出水量下降的情况下,于1994年4月更换了膜片。
这些通过长期经验获得的数据也得到了来自其他超过120个在欧洲、北美和远东一些国家的正在运行的反渗透法渗滤液处理系统的印证。
3.浓缩液的处理
渗滤液净化有助于避免水资源的进一步污染。但除过考虑生态因素即减轻环境的负荷之外,也应考虑经济上的可行性,例如投资额是否切合实际。现在看来,膜过滤在多数情况下已被证明是恰当的和比较经济的解决办法,在达到相同处理效果的前提下,净化渗滤液的总的费用也是可以接受的。
上述评估已包括了在反渗透回收率为75~80%时的浓缩液处理费用,而这在以前被认为是非常费钱的事情,比如有些垃圾填埋场将反渗透处理渗滤液后的浓缩液蒸发、干化,然后将干剩余物放置在一个特殊的堆放场。现在,浓缩液处理的其他方法也有了重要进展。这些新方法不但要在技术上可行,同时也应考虑生态和经济上的要求,它们有:
a)将浓缩液运到可以焚烧有害废液的焚烧厂焚烧;
b)用飞灰【5】或污水处理产生的污泥【6】固化浓缩液,然后将干剩余物回填到填埋场。
c)有控制地将浓缩液回灌到填埋场的不同地方,以加速垃圾自身的生物降解过程,促进有机物质的快速分解和稳定。
上述第三种方法应该是浓缩液处理时的首选方案,因为填埋场可以被看成是一个生物反应器,在理想条件下将产生有价值的填埋气,与此同时,实现有机物的快速分解并加速了垃圾填埋场的稳定化进程【7】。