我國現(xiàn)階段，垃圾的處理方式主要有堆肥、衛(wèi)生填埋和焚燒等處理方式，在垃圾堆放和填埋的過程中因發(fā)酵作用、降水淋溶、地表和地下水滲透而產(chǎn)水一種垃圾滲濾廢水，該種滲濾液成分復雜、有機物濃度高、氨氮濃度高、含有多種重金屬離子、含鹽量高、呈深黑色、散發(fā)惡臭。影響垃圾滲濾液水質(zhì)的主因素要為氣候條件、垃圾成分、堆放和填埋時間。通常情況下垃圾滲濾液具備如下特點：水量隨季節(jié)性變化較大、水質(zhì)復雜危害性大、有機物濃度高、氨氮含量高，C、N、P 營養(yǎng)比例失調(diào)、色度深且惡臭。因此，垃圾滲濾液不進行性處理將會對環(huán)境造成嚴重威脅，垃圾滲濾液的處理必須符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定，方可有效防止環(huán)境污染，其中膜分離技術應用較為廣泛。本文分析了膜分離技術在垃圾滲濾液處理中的應用。
圾滲濾液作為一種高污染有機廢水，如直接排放，將對生態(tài)環(huán)境造成嚴重的威脅。因此在垃圾處理過程中，國家相關法律、法規(guī)及規(guī)范明確要求對垃圾滲濾液進行科學有效的處理，其中膜分離技術具有低能、高效、穩(wěn)定、出水水質(zhì)好等優(yōu)勢，日漸成為滲濾液處理技術的主要發(fā)展方向。
一、垃圾滲濾液的來源、特性及危害
垃圾滲濾液是在垃圾衛(wèi)生填埋過程中由于雨雪淋溶、地表水和地下水滲入填埋場及微生物對垃圾的生物化學降解過程中產(chǎn)生的一種高濃度、成分復雜且難處理的有機廢水。垃圾滲濾液主要有以下五個來源：①降雨和降雪，這是垃圾滲濾液的主要來源，降水滲入垃圾填埋場會產(chǎn)生大量的垃圾滲濾液;②垃圾進入填埋場時所含的水分也是滲濾液的主要來源之一;③流入填埋場的地表水對垃圾滲濾液的產(chǎn)生也有很大的影響;④如果填埋場的底部位于當?shù)氐叵滤灰韵拢叵滤蜁B入填埋場產(chǎn)生大量垃圾滲濾液;⑤微生物降解垃圾中的有機物時會產(chǎn)生水分，這部分水就形成了垃圾滲濾液，垃圾滲濾液主要有以下特性：
1.污染物種類繁多，水質(zhì)復雜. 垃圾滲濾液成分非常復雜，含有可降解的和難降解的有機污染物，重金屬物質(zhì)，氨氮及有毒有害物質(zhì)。
2.COD 和BOD5濃度高，變化范圍大。垃圾滲濾液中污染物濃度高，其中COD 和BOD5濃度最高達幾萬毫克每升，甚至十幾萬毫克每升，垃圾填埋年限會影響滲濾液的可生化性，填埋時間越長，滲濾液的可生化性能越差。
3.氨氮含量高，磷元素缺乏。垃圾滲濾液中NH3-N 濃度很高，且隨著填埋年限的增長，在微生物作用下，有機氮轉化為無機氮，滲濾液中的NH3-N 濃度也隨之升高。但垃圾滲濾液中的磷元素是缺乏的，滲濾液中的磷元素含量很小，特別是溶解性磷酸鹽濃度更低。垃圾滲濾液是目前公認的最難處理的廢水之一，而且容易帶來二次污染，垃圾滲濾液中含有大量的碳水化合物和含氮有機物質(zhì)，在衛(wèi)生填埋的厭氧或兼性厭氧環(huán)境中腐敗同時形成多種惡臭物質(zhì)。垃圾滲濾液含有大量的病原微生物與病毒，進入環(huán)境將造成很大危害。垃圾滲濾液是高濃度有機廢水，其濃度高，流動緩慢，滲濾持續(xù)時間長，會對周圍地表水和地下水造成嚴重的污染，垃圾滲濾液還會對周圍的土壤造成污染。
二、垃圾滲濾液的處理方案
目前，國內(nèi)外垃圾滲濾液的處理方案有場內(nèi)處理(滲濾液循環(huán)噴灑即回灌處理或場內(nèi)建獨立的處理系統(tǒng))、場外處理(直接與城市污水合并處理)以及場內(nèi)外聯(lián)合處理(預處理后的滲濾液與城市污水合并處理)三種方法。其中將滲濾液與城市污水合并進行處理是最簡單最經(jīng)濟的方法，可以節(jié)省單獨建設滲濾液處理系統(tǒng)的高額費用，而且污水處理廠不用額外投加N、P，降低了處理成本。但是存在的問題是滲濾液的遠距離輸送所涉及的管道投資、輸送成本等問題。這種方法只適用于垃圾填埋場與污水處理廠相距較近的情況，況且由于滲濾液的污染負荷比較高，毒性較大，會對城市污水的處理造成很大的沖擊。此外，滲濾液循環(huán)噴灑的方案也不能徹底的消除垃圾滲濾液，存在以下問題：垃圾滲濾液導致氨氮、重金屬、無機物在垃圾層中不斷積累;在循環(huán)噴灑過程中帶來的環(huán)境衛(wèi)生和安全問題有待于進一步解決。因此，往往對垃圾滲濾液進行單獨處理。
三、膜分離技術在垃圾滲濾液處理中的應用
近幾年國內(nèi)一些垃圾填埋場開始采用膜技術處理垃圾滲濾濾，從目前應用情況看，膜分離處理垃圾滲濾液能保證良好的出水水質(zhì)，噸水運行成本一般在20 元左右，處理工藝主要有RO、MBR、NF 及組合工藝等，并根據(jù)各垃圾場滲濾液的特性和膜進水水質(zhì)的要求，選擇必要的預處理工藝。從技術上分析，可采用強化生物處理及膜處理技術相結合的處理工藝對傳統(tǒng)的處理工藝進行改造。目前，國內(nèi)實際應用膜法處理的形式主要有以下幾種：
1.RO 膜處理工藝。國內(nèi)采用膜技術處理垃圾滲濾液的工程實例中，RO 工藝采用的膜裝置主要是反滲透系統(tǒng)，絕大多數(shù)采用二級RO，水回收率一般為70%~80%，濃縮液多數(shù)采用回灌處理方式，也有采用蒸發(fā)和廠外處理方式，在選用反滲透工藝時，必須要選用適宜的預處理工藝，這是保證反滲透系統(tǒng)正常運行的前提。目前采用的預處理工藝主要以生化法為主。
2.DT膜處理工藝。垃圾滲濾液以重力流方式進入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)滲濾液的水質(zhì)和水量。由泵提升進入納濾系統(tǒng)和碟管反滲透系統(tǒng)進行深度處理，保證出水達到排放標準;處理后的出水貯存在出水池，然后用泵送至回用水點或達標排放。滲濾液處理產(chǎn)生的剩余污泥進入污泥濃縮池，污泥經(jīng)濃縮后，上清液回流到調(diào)節(jié)池，濃縮污泥經(jīng)過脫水機脫水后送至垃圾儲坑;碟管反滲透濃縮液回流至垃圾儲坑。通過污水泵提升至pH調(diào)節(jié)罐進行pH調(diào)節(jié)，經(jīng)pH調(diào)節(jié)的滲濾液經(jīng)過提升泵進入砂濾器和筒式過濾器，去除滲濾液中較大顆粒懸浮物。沉淀后形成的結晶可分離出來做肥料或進入垃圾焚燒系統(tǒng)，上清液回流至垃圾儲坑。此工藝已有豐富的工程及運行經(jīng)驗，運行管理、設備及其配件供應及人員調(diào)配都比較簡單。
3.ST膜處理工藝。生化二沉池出水自流至中間水池中，再經(jīng)中間水泵升壓后，經(jīng)過砂濾器進行過濾，去除水中懸浮物和機械性顆粒。出水輸送進原液罐后，采用硫酸或鹽酸進行pH 調(diào)節(jié)，pH 值調(diào)節(jié)至6.0～6.5，以降低碳酸鹽沉淀，同時將游離氨轉化成NH4+，以提高反滲透對氨氮的去除率。經(jīng)pH 調(diào)節(jié)后的滲濾液經(jīng)原水泵增壓進入一級ST反滲透系統(tǒng)。在垃圾滲濾液的處理中，ST裝置每段均設置單獨的濃水循環(huán)泵，在內(nèi)部形成大流量的濃水循環(huán)，液體在膜表面高速流過，污染物不易附著。ST膜的優(yōu)勢在于進水流道寬、流速高、流程短以及循環(huán)流，促使液體進行劇烈高度混合，減輕了濃差極化，最大限度地減少了膜的污堵和結垢，膜的清洗和維護也容易。這些性能優(yōu)勢使得ST膜在高濃度、高鹽分的垃圾滲濾液中得到了很好的處理效果。
3.MBR+NF 膜處理工藝。近年來，國內(nèi)MBR 工藝處理垃圾滲濾液發(fā)展較快。前端帶有厭氧工段的MBR 在處理滲濾液具有優(yōu)勢：一方面把垃圾滲濾液里面的難降解有機物轉換成容易降解的有機物，另外一方面如果將厭氧段回流，它可以起到反硝化的作用，有利于總氮的去除。從處理效果看，由于MBR 對垃圾滲濾液中的有機物進行了生化降解，不存在濃縮液需要進一步處理的問題。但一般情況下，單一的MBR 工藝出水不能達到國家二級以上的排放標準，往往需要配合NF、RO、活性炭等后續(xù)處理工藝。
4.組合工藝。傳統(tǒng)生化處理方式和先進的膜技術的組合正在得到廣泛的推廣，不僅解決了垃圾滲濾液的原水中有機物和氨氮含量較高問題，而且成功解決了垃圾滲濾液中的鹽分和重金屬離子問題，現(xiàn)在已經(jīng)在北京、青島、哈爾濱、佛山、上海等城市成功建成了垃圾滲濾液處理廠，得到廣泛的好評以及業(yè)主的認可。其中，采用“綜合預處理+MBR膜生物反應器 + 納濾+兩級DT(或者兩級ST)”工藝處理垃圾滲濾液，實際運行數(shù)據(jù)表明，出水完全能達到國家雜用水標準。
我國膜分離技術發(fā)展至今已有40 多年歷史，但與世界發(fā)達國家相比還有較大差距，隨著垃圾滲濾液膜處理技術的日益成熟和膜產(chǎn)品的逐步國產(chǎn)化，處理垃圾滲濾液的初期投資和運行成本將進一步降低，膜技術在垃圾滲濾液處理中的應用具有廣闊的前景。
圾滲濾液作為一種高污染有機廢水，如直接排放，將對生態(tài)環(huán)境造成嚴重的威脅。因此在垃圾處理過程中，國家相關法律、法規(guī)及規(guī)范明確要求對垃圾滲濾液進行科學有效的處理，其中膜分離技術具有低能、高效、穩(wěn)定、出水水質(zhì)好等優(yōu)勢，日漸成為滲濾液處理技術的主要發(fā)展方向。
一、垃圾滲濾液的來源、特性及危害
垃圾滲濾液是在垃圾衛(wèi)生填埋過程中由于雨雪淋溶、地表水和地下水滲入填埋場及微生物對垃圾的生物化學降解過程中產(chǎn)生的一種高濃度、成分復雜且難處理的有機廢水。垃圾滲濾液主要有以下五個來源：①降雨和降雪，這是垃圾滲濾液的主要來源，降水滲入垃圾填埋場會產(chǎn)生大量的垃圾滲濾液;②垃圾進入填埋場時所含的水分也是滲濾液的主要來源之一;③流入填埋場的地表水對垃圾滲濾液的產(chǎn)生也有很大的影響;④如果填埋場的底部位于當?shù)氐叵滤灰韵拢叵滤蜁B入填埋場產(chǎn)生大量垃圾滲濾液;⑤微生物降解垃圾中的有機物時會產(chǎn)生水分，這部分水就形成了垃圾滲濾液，垃圾滲濾液主要有以下特性：
1.污染物種類繁多，水質(zhì)復雜. 垃圾滲濾液成分非常復雜，含有可降解的和難降解的有機污染物，重金屬物質(zhì)，氨氮及有毒有害物質(zhì)。
2.COD 和BOD5濃度高，變化范圍大。垃圾滲濾液中污染物濃度高，其中COD 和BOD5濃度最高達幾萬毫克每升，甚至十幾萬毫克每升，垃圾填埋年限會影響滲濾液的可生化性，填埋時間越長，滲濾液的可生化性能越差。
3.氨氮含量高，磷元素缺乏。垃圾滲濾液中NH3-N 濃度很高，且隨著填埋年限的增長，在微生物作用下，有機氮轉化為無機氮，滲濾液中的NH3-N 濃度也隨之升高。但垃圾滲濾液中的磷元素是缺乏的，滲濾液中的磷元素含量很小，特別是溶解性磷酸鹽濃度更低。垃圾滲濾液是目前公認的最難處理的廢水之一，而且容易帶來二次污染，垃圾滲濾液中含有大量的碳水化合物和含氮有機物質(zhì)，在衛(wèi)生填埋的厭氧或兼性厭氧環(huán)境中腐敗同時形成多種惡臭物質(zhì)。垃圾滲濾液含有大量的病原微生物與病毒，進入環(huán)境將造成很大危害。垃圾滲濾液是高濃度有機廢水，其濃度高，流動緩慢，滲濾持續(xù)時間長，會對周圍地表水和地下水造成嚴重的污染，垃圾滲濾液還會對周圍的土壤造成污染。
二、垃圾滲濾液的處理方案
目前，國內(nèi)外垃圾滲濾液的處理方案有場內(nèi)處理(滲濾液循環(huán)噴灑即回灌處理或場內(nèi)建獨立的處理系統(tǒng))、場外處理(直接與城市污水合并處理)以及場內(nèi)外聯(lián)合處理(預處理后的滲濾液與城市污水合并處理)三種方法。其中將滲濾液與城市污水合并進行處理是最簡單最經(jīng)濟的方法，可以節(jié)省單獨建設滲濾液處理系統(tǒng)的高額費用，而且污水處理廠不用額外投加N、P，降低了處理成本。但是存在的問題是滲濾液的遠距離輸送所涉及的管道投資、輸送成本等問題。這種方法只適用于垃圾填埋場與污水處理廠相距較近的情況，況且由于滲濾液的污染負荷比較高，毒性較大，會對城市污水的處理造成很大的沖擊。此外，滲濾液循環(huán)噴灑的方案也不能徹底的消除垃圾滲濾液，存在以下問題：垃圾滲濾液導致氨氮、重金屬、無機物在垃圾層中不斷積累;在循環(huán)噴灑過程中帶來的環(huán)境衛(wèi)生和安全問題有待于進一步解決。因此，往往對垃圾滲濾液進行單獨處理。
三、膜分離技術在垃圾滲濾液處理中的應用
近幾年國內(nèi)一些垃圾填埋場開始采用膜技術處理垃圾滲濾濾，從目前應用情況看，膜分離處理垃圾滲濾液能保證良好的出水水質(zhì)，噸水運行成本一般在20 元左右，處理工藝主要有RO、MBR、NF 及組合工藝等，并根據(jù)各垃圾場滲濾液的特性和膜進水水質(zhì)的要求，選擇必要的預處理工藝。從技術上分析，可采用強化生物處理及膜處理技術相結合的處理工藝對傳統(tǒng)的處理工藝進行改造。目前，國內(nèi)實際應用膜法處理的形式主要有以下幾種：
1.RO 膜處理工藝。國內(nèi)采用膜技術處理垃圾滲濾液的工程實例中，RO 工藝采用的膜裝置主要是反滲透系統(tǒng)，絕大多數(shù)采用二級RO，水回收率一般為70%~80%，濃縮液多數(shù)采用回灌處理方式，也有采用蒸發(fā)和廠外處理方式，在選用反滲透工藝時，必須要選用適宜的預處理工藝，這是保證反滲透系統(tǒng)正常運行的前提。目前采用的預處理工藝主要以生化法為主。
2.DT膜處理工藝。垃圾滲濾液以重力流方式進入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)滲濾液的水質(zhì)和水量。由泵提升進入納濾系統(tǒng)和碟管反滲透系統(tǒng)進行深度處理，保證出水達到排放標準;處理后的出水貯存在出水池，然后用泵送至回用水點或達標排放。滲濾液處理產(chǎn)生的剩余污泥進入污泥濃縮池，污泥經(jīng)濃縮后，上清液回流到調(diào)節(jié)池，濃縮污泥經(jīng)過脫水機脫水后送至垃圾儲坑;碟管反滲透濃縮液回流至垃圾儲坑。通過污水泵提升至pH調(diào)節(jié)罐進行pH調(diào)節(jié)，經(jīng)pH調(diào)節(jié)的滲濾液經(jīng)過提升泵進入砂濾器和筒式過濾器，去除滲濾液中較大顆粒懸浮物。沉淀后形成的結晶可分離出來做肥料或進入垃圾焚燒系統(tǒng)，上清液回流至垃圾儲坑。此工藝已有豐富的工程及運行經(jīng)驗，運行管理、設備及其配件供應及人員調(diào)配都比較簡單。
3.ST膜處理工藝。生化二沉池出水自流至中間水池中，再經(jīng)中間水泵升壓后，經(jīng)過砂濾器進行過濾，去除水中懸浮物和機械性顆粒。出水輸送進原液罐后，采用硫酸或鹽酸進行pH 調(diào)節(jié)，pH 值調(diào)節(jié)至6.0～6.5，以降低碳酸鹽沉淀，同時將游離氨轉化成NH4+，以提高反滲透對氨氮的去除率。經(jīng)pH 調(diào)節(jié)后的滲濾液經(jīng)原水泵增壓進入一級ST反滲透系統(tǒng)。在垃圾滲濾液的處理中，ST裝置每段均設置單獨的濃水循環(huán)泵，在內(nèi)部形成大流量的濃水循環(huán)，液體在膜表面高速流過，污染物不易附著。ST膜的優(yōu)勢在于進水流道寬、流速高、流程短以及循環(huán)流，促使液體進行劇烈高度混合，減輕了濃差極化，最大限度地減少了膜的污堵和結垢，膜的清洗和維護也容易。這些性能優(yōu)勢使得ST膜在高濃度、高鹽分的垃圾滲濾液中得到了很好的處理效果。
3.MBR+NF 膜處理工藝。近年來，國內(nèi)MBR 工藝處理垃圾滲濾液發(fā)展較快。前端帶有厭氧工段的MBR 在處理滲濾液具有優(yōu)勢：一方面把垃圾滲濾液里面的難降解有機物轉換成容易降解的有機物，另外一方面如果將厭氧段回流，它可以起到反硝化的作用，有利于總氮的去除。從處理效果看，由于MBR 對垃圾滲濾液中的有機物進行了生化降解，不存在濃縮液需要進一步處理的問題。但一般情況下，單一的MBR 工藝出水不能達到國家二級以上的排放標準，往往需要配合NF、RO、活性炭等后續(xù)處理工藝。
4.組合工藝。傳統(tǒng)生化處理方式和先進的膜技術的組合正在得到廣泛的推廣，不僅解決了垃圾滲濾液的原水中有機物和氨氮含量較高問題，而且成功解決了垃圾滲濾液中的鹽分和重金屬離子問題，現(xiàn)在已經(jīng)在北京、青島、哈爾濱、佛山、上海等城市成功建成了垃圾滲濾液處理廠，得到廣泛的好評以及業(yè)主的認可。其中，采用“綜合預處理+MBR膜生物反應器 + 納濾+兩級DT(或者兩級ST)”工藝處理垃圾滲濾液，實際運行數(shù)據(jù)表明，出水完全能達到國家雜用水標準。
我國膜分離技術發(fā)展至今已有40 多年歷史，但與世界發(fā)達國家相比還有較大差距，隨著垃圾滲濾液膜處理技術的日益成熟和膜產(chǎn)品的逐步國產(chǎn)化，處理垃圾滲濾液的初期投資和運行成本將進一步降低，膜技術在垃圾滲濾液處理中的應用具有廣闊的前景。
