反渗透技术在垃圾渗滤液处理中的应用

　　CaSO4垢体是一项重要的RO污染物，为了找到有效的预防CaSO4污染的方法，首先需要了解CaSO4在膜表面形成过程。Jianxin Li[14]等采用超声时域反射法测反渗透过程中硫酸钙的沉积过程。实验结果显示了超声波响应讯号与膜表面硫酸钙污垢层的发展有很好的一致性，尤其是在所测的时间域内获得的污垢反射波表明了膜表面污垢层的真实状况。
　　刘研萍等[15]对重庆长生桥填埋场运行一年后的处理渗滤液的DTRO膜，采用电镜扫描与X射线能谱分析（SEM-EDX）技术在膜面污染层沿直线方向进行线扫描分析,对膜面污染物的分布情况与分布规律进行研究。结果表明，膜面污染的无机物质主要是S、Si、Ca、Fe和Al的化合物，有机物质是烷基酸类、氯代烷类和酯羰基类化合物。Nghiem等[16]的研究表明：小的有机物质比大的有机分子或颗粒物更容易引起膜污染。传统的物化法通常对渗滤液中小分子的物质去除效果不好：如化学混凝会不利于控制膜结垢；而新兴技术例如电化学却可以通过聚合吸附作用，对小分子有效去除，并且处理后膜面没有发现或者只有相当少的膜污染。
　　吉芳英等[17]通过荧光技术对溶解性有机物（DOM，dissolved organic matter）的表征，发现在渗滤液的生化处理工艺中，早期渗滤液中类蛋白成分的溶解性有机物更容易被微生物利用降解，而类富里酸相对较难生化降解。综合而言，目前关于RO膜结垢污染的研究主要集中于对渗滤液成分的表征与其作用的探究，而对膜处理渗滤液时的分离过程机理尚未探明。
3RO处理垃圾渗滤液的清洗技术研究
　　当膜通量降低到一定水平时，为了维持膜的使用寿命就要采用适当的清洗方法洗去膜上的污染物，这些清洗方式包括了水力清洗、机械清洗、化学清洗和电清洗。其中水力清洗和化学清洗应用最为普遍。一般说的反冲洗就主要是利用水力的冲刷，通过对供水压力进行一定的频率交替加减和水力流向的调整，对粘附在膜上的滤饼进行清洗，但是这种清洗方式无法确保大量挂在膜上的污染物质被洗掉，因此化学清洗常作为降低膜污染的最重要的方法。常用的化学清洗剂种类很多，如酸、碱、洗涤剂、酶、配合剂、消毒剂等，但必须根据膜自身的性能选择清洗药剂，否则会产生膜的二次污染。
　　在清洗药剂的组合方式上，人们对膜组件先进行碱性清洗还是先进行酸性清洗的问题一直存在争议。膜上的污染物通常是有机物和无机物的耦合，它们互相交替着覆盖在膜孔内和表面上，而膜组件的结垢污染现象，产水率低、出水水质差等一系列问题也是缘于有机污染物与无机污染物的协同作用。多数情况下，有机污染物在分子粒径和分子质量上都比无机污染物大，因而它们在膜结垢污染中发挥的影响作用会略大些。
　　目前渗滤液引起的膜结垢污染问题严重，而针对此结垢污染的清洗研究报道却不多。Ohsung Kwon[18]采用NF处理韩国某填埋场垃圾渗滤液，COD含量1 380 mg/L，氨氮1 590 mg/L，总悬浮固体10 149 mg/L，除氨氮外，处理率都在90%以上。清洗按照以下四个步骤：①用去离子水冲洗，②用pH为2.4～2.6的柠檬酸浸泡3h去除无机物，去离子水洗净，③用pH为11.6～11.8氢氧化钠+EDTA混合液清洗，④用去离子水清洗。采用此清洗方法最终膜通量恢复到最初97.8%左右。四川某填埋场的RO膜处理渗滤液站点也采用了类似的清洗方法，效果较好，但此清洗机理尚未探明。
　　刘研萍等针对重庆长生桥填埋场运行一年后的DTRO膜，研究其污染的结垢特点及组成成分，发现对膜面污染物先碱洗的效果优于先酸洗。
　　综合而言，研究者通常采用的清洗方式为先酸洗后碱洗，但选择理由未见阐述。具体到渗滤液的污染物清洗上，RO膜的可选清洗药剂和清洗方式选择以及清洗技术对结垢污染控制的机理有待研究。
4RO处理垃圾渗滤液的预处理技术研究
　　采用预处理是将存在于水中可能造成膜污染的物质去除或降低至适当的范围内。合理配置预处理工艺是保障RO膜装置长期稳定运行的前提，目前对于RO膜前预处理技术的研究很多，主要分为物化与生化两种。
4.1 物化法预处理技术
　　Renou[19]的专利技术提出将“石灰沉淀法+转鼓剥除沉淀物”组合作为RO的预处理，并在稳定的垃圾渗滤液处理中取得了好效果。根据工业上压力膜极限压值做出TMP（transmembrane pressure）随VRF（volumetric reduction factor）的增长曲线，发现经过石灰预处理后的膜组件压力增长速率明显变缓，同时到达最大压力时的VRF数值比原水VRF大三倍。
　　组合膜工艺也是一种值得关注的预处理思路，它依靠各种膜的尺寸渐变，将膜材料依次排序，大孔径的膜可以为小孔径的膜充当预处理，最终全套工艺达到好的处置效果。波兰的Piatkiewicz[20]等对垃圾渗滤液“预过滤-MF(微滤)-UF(超滤)-RO”的膜组合处理工艺进行了研究。对MF、UF和RO后的出水进行分析发现，MF的截留率为5%～10%，UF阶段的截留率为25%～35%，前两段对污染物的拦截效果并不出色，最后的RO阶段效果最好，对污染物的去除率高于90%。