回灌法处理垃圾渗滤液膜浓缩液的研究进展

2018年第7期总第430期101节能技术与应用引言垃圾填埋场在运营期及封场后会持续产生大量的渗滤液，渗滤液是成分复杂的高浓度有机废水，若不对其妥善处理会严重污染水环境。膜分离技术由于出水水质较好而广泛应用在垃圾渗滤液的处理工程上，但同时也带来了膜浓缩液的处理处置问题，浓缩液产率约为渗滤液进水量的15%~30%，且水质复杂、浓度高，可生化性差。目前回灌法是我国应用最广泛、成本最低的处理膜浓缩液的方法，是采用表面淋灌、井注、表面喷洒等方式将浓缩液回流到垃圾堆体中，利用堆体自身的物理、化学、生物作用，对浓缩液中的有机污染物进行过滤、吸附和降解。国内对于回灌法处理垃圾渗滤液膜浓缩液的相关研究，主要集中在浓缩液回灌垃圾堆体后的出水水质变化规律以及回灌对填埋场稳定化的影响机理和影响因素等，文中对相关研究进展进行了总结和分析。1浓缩液回灌对垃圾场稳定化的研究垃圾填埋场达到稳定化的标志是垃圾堆体内的垃圾中的有机物都转变成无机物、渗滤液中的有机物浓度低，堆体基本不再产出填埋气体，堆体表面停止沉降，可认为此时填埋场处于稳定状态。根据孙英杰[1]的研究，回灌能加速填埋场的稳定化，主要作用在4个方面：一是加强了微生物的产甲烷反应，回灌法处理垃圾渗滤液膜浓缩液的研究进展胡燕萍（广东省环境保护工程研究设计院有限公司，广东广州510030）摘要：膜分离技术广泛应用在垃圾渗滤液处理的同时也产生了高浓度的膜浓缩液，目前国内多使用回灌法处理渗滤液膜浓缩液。国内对于该领域的相关研究，主要集中在膜浓缩液回灌出水水质变化规律、渗滤液回灌对填埋场稳定化的影响机理和影响因素等，通过对相关研究进展进行总结和分析，为后续研究提出一些展望和建议。关键词：渗滤液；浓缩液；回灌；垃圾填埋场中图分类号：X705文献标识码：A文章编号：1004-7948（2018）07-0101-02doi：10.3969/j.issn.1004/7948.2018.07.029作者简介：胡燕萍，硕士，研究方向为环保工程。收稿日期：2018-06-08提前了产气量高峰，提高填埋气产气速率；二是与不回灌填埋场相比，回灌可以削减渗滤液中的污染物，使出水水质得到改善；三是加快沉降速度；四是加速了垃圾中有机物向无机物的转化。回灌对垃圾填埋场稳定化的机理如下：回灌起到了水力传质作用[1]，可加强垃圾堆体内微生物与营养物质的接触；回灌为垃圾堆体提供了适宜的含水率，有助于加快微生物的合成代谢和分解代谢，从而使得垃圾堆体内有机物的水解反应、产酸反应及产甲烷反应能够连续进行；回灌使渗滤液中的微生物再次回流到垃圾堆体，有利于有益微生物的繁殖和生物作用；填埋体内重金属可与生化反应过程中产生的腐殖质等发生络合或螯合作用[2-3]，从而有效加速垃圾堆体的稳定化进程。2浓缩液回灌对渗滤液出水水质的影响反渗透膜浓缩液中盐分、有机物、重金属含量较高，回灌到垃圾堆体可能会对渗滤液出水产生一定影响。多位学者对浓缩液回灌出水水质的变化规律进行了大量的研究，研究时间跨度从24~350d不等，主要研究因子有COD、氨氮、盐分和重金属等。王东梅[4]等对不同填埋龄的垃圾柱开展了浓缩液回灌实验，实验时间为24d，实验结果显示：填埋龄为1年的垃圾柱对硝态氮的去除效果较强，可达88%，但渗滤液出水中的总有机碳、NH3-N浓度较高且随时间逐渐增加；5年垃圾柱对污染物的去除效果一般；填埋龄为15年的垃圾柱已基本矿化，对重金属、COD、NH3-N和盐分的去除效果最好。总体而言，与新鲜的垃圾柱相2018年第7期总第430期102节能技术与应用比，浓缩液回灌到矿化垃圾柱对有机物、盐分、重金属等均具有较好削减能力，该过程主要是通过吸附、络合等物理作用实现的。蒋宝军[5]进行了140d的浓缩液回灌试验研究，研究结果表明：实验前2周内浓缩液回灌垃圾柱的COD出水浓度剧增，随后缓慢增高，第10周开始，COD出水浓度快速下降，14周后出水浓度变化平稳，COD出水浓度与不回灌垃圾柱和渗滤液回灌垃圾柱相当，甚至略低；实验前1周浓缩液回灌垃圾柱的NH3-N出水浓度剧增到6000mg/L，第2周开始，浓缩液回灌垃圾柱的出水浓度迅速下降，7周后NH3-N出水浓度变化平稳，略高于不回灌垃圾柱的NH3-N出水浓度，是渗滤液回灌垃圾柱出水浓度的4倍。刘研萍[6]进行了350d的浓缩液回灌研究，渗滤液的COD、BOD5和氨氮出水浓度都呈现了先上升、后下降最后逐渐稳定的趋势。这可能是由于浓缩液的浓度较高，导致前期垃圾柱出水浓度急剧增加；随后由于浓缩液回灌带来了大量的有机物和微生物，促进了污染物的降解，出水也随之快速下降；最后由于易降解的有机物已大部分被微生物分解，COD、BOD5和氨氮等指标的出水浓度也趋于稳定。pH的变化规律也基本相似，浓缩液回灌出水中的pH通常先降低后上升、随后趋向稳