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垃圾渗滤液MBR﹢NF浓缩液资源化技术研究进展

文档作者：金正鑫1 林振琳1 黄功洛2 魏忠庆2 文档来源： 1福州大学环境与资源学院 2福州城建设计研究院有限公司		点击数：	更新时间： 2024年03月05日
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垃圾渗滤液MBR+NF浓缩液资源化技术研究进展
金正鑫1 林振琳1 黄功洛2魏忠庆2
f1福州大学环境与资源学院福建福州350108
2福州城建设计研究院有限公司福建福州3500011
摘要目前垃圾渗滤液处理普遍采用MBR+NF典型处理工艺．其产生的膜浓缩液现有少量应用无害化处理工艺．但难以
长期稳定运行：考虑膜浓缩液难处理主要是由腐植酸引起的，因此，对腐植酸资源回收是解决问题的一种新技术途径。介绍浓
缩液中腐植酸和有价无机离子资源回收技术．其中采用UF和NF组合工艺提取浓缩液中腐植酸为水溶肥料．实现浓缩液无害
化将是具有广阔市场应用前景的最优方案。
关键词垃圾渗滤液MBR+NF浓缩液腐植酸膜分离资源回收
中图分类号：X799 文献标识码：A 文章编号：1672—9064(2018)03—011—03
由于MBR+NF工艺结合了膜技术分离效果好、运行稳
定以及生物法处理效果好、运行成本低的技术优势⋯，目前
在国内外渗滤液处理方面已经成了主流工艺．在国内渗滤液
实际处理工程中采用该工艺约占90％E23。虽然该工艺能使出
水达标排放．但是膜分离只是将污染物富集于浓缩液中．并
未得到降解转化[3]．在处理过程中产生了约占原液体积20—
30％的膜滤浓缩液[4]。这类浓缩液一般具有色度高、盐离子
浓度高、有机物含量大、成分复杂等特点，若未得到有效的处
理．将会对周围生态环境造成严重威胁[5．剐。值得一提的是，
膜技术的未来发展趋势是尽可能地提高浓缩倍数和产水率．
这也意味着浓缩液的处理难度将越来越大．因此．浓缩液问
题是阻碍该工艺应用与发展的限制因素[73。目前对于浓缩液
的处理工艺主要有回灌两、混凝『9]、高级氧化Elo]、蒸发⋯]等，然
而这些工艺都各自存在着例如无机盐积累、处理效果有限和
设备易腐蚀结垢等缺点而难以长期稳定运行。其主要原因是
浓缩液中含有占有机物比例60％以上的腐植酸[12]．其几乎不
可生物降解．又亲水性良好．常规技术难于去除，是造成垃圾
渗滤液及浓缩液难于处理的本质所在。当前国内外大部分文
献报道偏向于浓缩液的无害化处理技术思路．而对浓缩液中
腐植酸等有价成分进行资源回收利用从而同时解决浓缩液
无害化问题的研究还较少。本文简要分析了浓缩液的资源回
收利用技术进展．为实现浓缩液的资源利用和垃圾渗滤液的
可持续处理提供技术参考。
1 渗滤液MBR+NF浓缩液水质特性
渗滤液MBR+NF浓缩液成分主要包括有机物、无机氮和
盐类离子．表1为MBR+NF浓缩液的一般水质数值范围【·如]。
可以看出。浓缩液具有以下特点：有机物浓度较高，以腐植酸
为主(约占60—75％)，盐离子含量高，pH呈中性，重金属种类
较多．但是含量很低。值得指出的是，由于渗滤液中氨氮浓
度．生物脱氮过程中碳源经常出现不足情况．同时由于生物
处理工艺条件控制不尽合理．导致处理出水中N02--N和
N0卜N浓度较高．出现总氮难于达标现象，被截留在浓缩液
中N02-一N、NOs--N含量也就偏高。
表1 MBR+NF浓缩液水质
注：}表示HA、FA以COD形式表示
2腐植酸资源回收技术
由于MBR+NF浓缩液中含有大量的腐植酸．其含有生
理活性强的多种活性基团．作为肥料可增加土壤中有机质的
含量、改善土壤团粒结构、提高肥效、刺激植物生长，因此作
为一种新型肥料在农业中得到了越来越广泛的运用E167。目
前．有许多研究者尝试对浓缩液中的腐植酸进行回收、资源
利用。
膜提取浓缩液中腐植酸回收工艺有多种形式。Li等[171采
用以NH4HCO，作为汲取液的正渗透技术对MBR处理后的
渗滤液进行资源化处理．并对浓缩液的生物毒性进行检查．
结果表明渗滤液中多环芳烃得到了有效去除．水回收率可达
91．6％，浓缩液可稀释后作为肥料直接浇灌。聂永丰m1等发明
了一种纳滤+蒸发燃烧系统工艺．提出将渗滤液经“生物处
理+纳滤”处理后的膜浓缩液打人纳滤膜中浓缩5～10倍．在
基金项目：福建省建设科技研究开发项目(2015一k一22)
作者简介：金正鑫(1993～)，男，硕士研究生，主要从事垃圾渗滤液处理与资源化研究工作。
2018．N03
万方数据
得到干净透过液的同时．膜处理浓缩液再流人浸没燃烧蒸发
系统．在750。C以上的温度下经浓缩、净化后可制得有机液体
肥料。但是由丁采用的膜截留分子量较小，不能很好地分离
有机物与无机盐．导致腐植酸中盐含量较高。Xu等[19]提出了
用UF+UF+蒸发工艺提取MBR+NF浓缩液中的腐植酸．结果
表明两级超滤的分离因子大于lO．二级超滤截留液中的溶
解性有机物91％都是腐植酸．说明该法对浓缩液中的腐植酸
有很好的分离提取效果。同时为了制成符合含量要求的腐植
酸水溶性肥料．将两级超滤系统浓缩后产品再进行蒸发浓
缩．Xu等m，又对两级致密超滤膜提取浓缩液中腐植酸工艺
进行中试研究，发现在浓缩过程中，氯离子出现负截留，COD
截留率在90％以上．一价和二价盐的截留率分别为10～26％
以及21～62％．说明盐分和腐植酸分离效果显著。但是采用
两级UF工艺时．由于UF膜孔较大，透过一部分有机物，降
低腐植酸回收率。这样二级UF就需要浓缩更高的倍数才能
满足腐植酸的浓度要求．导致了更严重的膜污染．减少膜的
使用寿命．同时产生的大量透过液还需要后续处理才能排
放．增加了处理成本。
对膜分离回收浓缩液中腐植酸的工艺特性研究发现‘B·14]．
通过NF+UF工艺对膜浓缩液进行处理时．NF对腐植酸和二
价离子几乎完全截留．UF对NF浓缩液中的腐植酸以及无
机盐具有良好的分离效果．腐植酸回收率可达70％以上。随
着浓缩倍数增大。虽然NF和UF脱盐率表现为下降。但是有
机物与无机盐的分离效果都得到了增强．操作压力的增大有
利于有机物的截留，但是不利于脱盐，温度和pH对该工艺
的处理效果影响不大。实践验证了NF+UF工艺对不同水质
的浓缩液中的腐植酸分离回收具有很好的效果．但是该工艺
还存在一些不足：NF对二价盐的富集作用导致整个系统中
二价盐离子浓度偏高容易析出．会对膜造成严重威胁。而由
于仅采用一级UF．其产生的透过液造成了有机物的大量流
失．影响了腐植酸的回收率。同时凝胶层的迅速形成导致NF
的浓缩倍数收到限制。使得UF需要达到较高的浓缩倍数．
膜污染严重。在此基础上．李晓东，5]提出了用NF+两级UF
工艺对MBR+NF浓缩液中的腐植酸进行提取．通过NF在富
集有机物的同时对浓缩液进行减量化处理．再通过两级UF
降低UF膜的负担．提高膜的使用寿命．并在两级UF过程中
将二级UF透过液回到一级UF循环分离．提高腐植酸的回
收率．同时对最终产品通过加水再浓缩，可以有效减少产品
中的盐分．提高产品质量。这些研究得到的含腐植酸水溶性
肥料均达到了《含腐植酸水溶肥料》(NYll06—20io)的指标
要求脚]．相关数值如表2所示。
3无机盐资源回收技术
除了对腐植酸进行资源回收利用外．还有其他研究者把
目光投到了浓缩液中富含的无机盐上．Siciliano『2t]利用同为
副产物的骨粉和海水卤水．按照N：P：Mg=I：I：l的比例沉淀
NH，一N和M矿．结果表明可去除98％的氨，磷和镁的回收率
分别为99％和95％．制得磷酸铵镁固体肥料中的重金属含
量低于欧共体对污泥肥料的限制浓度．可作为缓释肥使用。
表2回收产品实测值与标准限值比较
Liml等报道了一种资源化处理纳滤膜浓缩液的组合工艺：先
用阳离子交换膜电解法产生的氯中问产物降解浓缩液中的
有机污染物和氨氮．再通过磷酸盐固化回收浓缩液中的营养
物质。利用该工艺可回收浓缩液中82％的有机物质．99％的
氨氮和99％的氯。沉淀的磷酸镁钾晶体可作为一种缓冲肥料
利用．同时电解副产物一氯气也可回收用于印染废水的脱
色，但作者仅从实验室规模证明该组合工艺的可行性。
4结论
填埋场和焚烧发电厂垃圾渗滤液MBR+NF浓缩液．由
于难以处理而成为渗滤液处理场二次污染削减的主要技术
瓶颈。目前该浓缩液处理技术多样．每种处理方法对浓缩液
都有一定的处理效果．但是各自存在例如可行性缺陷或者运
行费用问题而难以长期稳定运行．转换解决问题的技术角
度，从浓缩液中腐植酸、氨氮、钾等有价物质回收利用的可行
性分析可以看出．相比于无害化技术．资源回收利用技术可
行．回收的含腐植酸水溶性肥料等有价物质具有优异的经济
效益．可以完全弥补浓缩液无害化的运行成本。而资源回收
利用技术中．利用UF和NF组合工艺来提取浓缩液中腐植
酸制成水溶性肥料的技术已日趋成熟．其在浓缩液污染控制
和资源化中将拥有广阔的应用前景．并最终实现垃圾渗滤液
的全面污染控制和可持续处理．
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(上接第4页)
表3 云南侧边坡不同工况条件下的安全系数表
表4贵州侧边坡不同工况条件下的安全系数表
(2)在岩体抗剪强度评价中，GSI方法综合考虑了各个
影响岩体强度指标参数的有关因素．因此可以做到对岩体的
抗剪强度参数进行比较合理的估算。这一点可以从GSI估计
值与工程经验类比值的比较中看出。
(3)在应用GSI方法对岩体强度指标参数进行估算时，
其参数取值需由地质工作者在野外根据经验确定，所以不同
的地质工作者所得到的值的离散性可能会比较大。因此需要
在岩石(体)试验、工程经验类比等基础上进行综合分析，提
高岩体强度指标参数取值的准确性。
参考文献
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2018．No．3． o

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