內容摘要：隨著經濟(ji)技(ji)術的(de)(de)發展和城市(shi)(shi)(shi)規(gui)模(mo)不斷擴大(da)，傳統(tong)的(de)(de)城市(shi)(shi)(shi)生(sheng)(sheng)活(huo)垃(la)圾滲濾(lv)液(ye)(ye)處(chu)理(li)(li)已無(wu)法(fa)滿足新(xin)形(xing)勢下的(de)(de)環保要求。根據(ju)城市(shi)(shi)(shi)生(sheng)(sheng)活(huo)垃(la)圾處(chu)理(li)(li)無(wu)害化、減(jian)量化和資源化的(de)(de)基(ji)本原則，“零排(pai)放”是解(jie)(jie)決(jue)城市(shi)(shi)(shi)垃(la)圾滲濾(lv)液(ye)(ye)的(de)(de)最(zui)佳方法(fa)。然而垃(la)圾滲濾(lv)液(ye)(ye)是一種成分復雜(za)(za)的(de)(de)高濃度(du)有(you)機廢(fei)水，此水特(te)點(dian)：具(ju)有(you)高COD、高氨氮、高金屬含(han)量、微生(sheng)(sheng)物營養元(yuan)素(su)比(bi)例失調、水質復雜(za)(za)、具(ju)有(you)強(qiang)烈(lie)惡(e)臭、危害性大(da)的(de)(de)特(te)點(dian)。處(chu)理(li)(li)起來特(te)別復雜(za)(za)。經過多道工序(xu)最(zui)終超濃母液(ye)(ye)仍然無(wu)法(fa)處(chu)理(li)(li)。現(xian)提出一種真(zhen)空低溫蒸發處(chu)理(li)(li)技(ji)術解(jie)(jie)決(jue)超濃母液(ye)(ye)。徹底解(jie)(jie)決(jue)垃(la)圾滲濾(lv)液(ye)(ye)零排(pai)放的(de)(de)問題。

01 垃圾滲濾液形成原因與危害

隨著(zhu)我國經濟(ji)的(de)(de)(de)快速(su)發展(zhan)、城(cheng)市的(de)(de)(de)急劇擴張和人民生(sheng)活水(shui)(shui)平的(de)(de)(de)不斷提高，城(cheng)市垃(la)(la)(la)圾數量逐(zhu)年增加，目(mu)前，國內城(cheng)市垃(la)(la)(la)圾的(de)(de)(de)主(zhu)要處理為衛生(sheng)填埋法，我國超過90%以(yi)上的(de)(de)(de)城(cheng)市垃(la)(la)(la)圾是用(yong)(yong)(yong)填埋法處理的(de)(de)(de)。在城(cheng)市垃(la)(la)(la)圾填埋過程中(zhong)由于(yu)壓實和微(wei)生(sheng)物的(de)(de)(de)分解作用(yong)(yong)(yong)以(yi)及厭氧發酵等多種代謝作用(yong)(yong)(yong)，垃(la)(la)(la)圾所含的(de)(de)(de)污染物將(jiang)隨水(shui)(shui)分溶出，并與降水(shui)(shui)、徑流等一起(qi)形成(cheng)高濃(nong)度(du)有機廢液(ye)(ye)，即(ji)垃(la)(la)(la)圾滲濾(lv)液(ye)(ye)，滲濾(lv)液(ye)(ye)是垃(la)(la)(la)圾填埋過程中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)二次污染，可使(shi)地(di)面水(shui)(shui)體(ti)缺(que)氧、水(shui)(shui)質惡化(hua)、富(fu)營(ying)養化(hua)，威脅飲用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)和工農業用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)水(shui)(shui)源，使(shi)地(di)下水(shui)(shui)喪失利用(yong)(yong)(yong)價(jia)值；經濟(ji)有效處理垃(la)(la)(la)圾滲濾(lv)液(ye)(ye)，是城(cheng)市環境中(zhong)亟(ji)待解決的(de)(de)(de)難題。國內從2003年到2020年垃(la)(la)(la)圾滲液(ye)(ye)的(de)(de)(de)產(chan)量見表1。

02 垃圾滲濾液目前處理的方法

目前國內處理垃圾滲濾液(ye)主要方法包括(kuo)生物法和物理化學(xue)法。

生物(wu)(wu)法分為好(hao)(hao)氧(yang)生物(wu)(wu)處理、厭氧(yang)生物(wu)(wu)處理以及(ji)二者的結合。好(hao)(hao)氧(yang)處理包括(kuo)活性污泥法、曝氣(qi)氧(yang)化(hua)池、好(hao)(hao)氧(yang)穩定(ding)(ding)塘(tang)、生物(wu)(wu)轉盤和(he)滴濾(lv)池等(deng)。厭氧(yang)處理包括(kuo)上向(xiang)流污泥床、厭氧(yang)固定(ding)(ding)化(hua)生物(wu)(wu)反應器、混合反應器及(ji)厭氧(yang)穩定(ding)(ding)塘(tang)。生物(wu)(wu)法適(shi)合水質穩定(ding)(ding)的現場(chang)。一般新的垃(la)圾填埋場(chang)適(shi)合生物(wu)(wu)法處理。

物理(li)化學法(fa)主(zhu)要有(you)(you)活性炭吸附、化學沉淀、密度分離、化學氧(yang)化、化學還原、離子交(jiao)換、膜滲(shen)析、氣提(ti)及濕式氧(yang)化法(fa)等(deng)多種方法(fa)。物化法(fa)不易受水質水量變動的(de)影響(xiang)，出水水質穩定(ding)。尤其對BOD5/COD比值較低(0.07-0.20)難以生物降解(jie)的(de)垃(la)圾(ji)滲(shen)濾(lv)(lv)液有(you)(you)較好(hao)的(de)處(chu)理(li)效(xiao)果，一(yi)般老齡化的(de)垃(la)圾(ji)填埋場滲(shen)濾(lv)(lv)液多采(cai)用(yong)以物化法(fa)為(wei)主(zhu)的(de)處(chu)理(li)技(ji)術(shu)，現階段垃(la)圾(ji)滲(shen)濾(lv)(lv)液物化處(chu)理(li)技(ji)術(shu)以膜過濾(lv)(lv)和蒸發技(ji)術(shu)為(wei)主(zhu)，采(cai)用(yong)膜法(fa)為(wei)主(zhu)的(de)滲(shen)濾(lv)(lv)液處(chu)理(li)技(ji)術(shu)運行過程中會產(chan)量大(da)量的(de)膜后濃(nong)縮液（一(yi)般占進(jin)液總(zong)量的(de)30-50之間），因(yin)此該技(ji)術(shu)在垃(la)圾(ji)滲(shen)濾(lv)(lv)液治理(li)上的(de)應(ying)用(yong)逐漸受到限制。蒸發處(chu)理(li)技(ji)術(shu)因(yin)其可以實(shi)現垃(la)圾(ji)滲(shen)濾(lv)(lv)液的(de)全量化處(chu)理(li)，所以其逐漸被(bei)用(yong)戶接受和認(ren)可，并有(you)(you)發展成主(zhu)流處(chu)理(li)工藝技(ji)術(shu)的(de)趨(qu)勢(shi)，發展前景廣(guang)泛(fan)。

但無(wu)論采用什么形式(shi)(shi)的(de)蒸發系統，運行過(guo)程中(zhong)都會(hui)產(chan)生(sheng)一定量(liang)(liang)的(de)超(chao)濃(nong)(nong)濃(nong)(nong)縮液，由(you)于這(zhe)部分超(chao)濃(nong)(nong)母(mu)(mu)液含鹽(yan)量(liang)(liang)高（一般TDS含量(liang)(liang)大于30%）、有機污染(ran)物(wu)質濃(nong)(nong)度高，氨氮濃(nong)(nong)度高以及其他(ta)各類污染(ran)物(wu)質濃(nong)(nong)度均比較高，處(chu)理及其困(kun)難，這(zhe)個問題一直是(shi)制約垃(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)滲(shen)濾(lv)液全量(liang)(liang)化(hua)處(chu)理的(de)重(zhong)要(yao)因素(su)。部分項(xiang)目采取將超(chao)濃(nong)(nong)母(mu)(mu)液回(hui)灌質垃(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)填埋區的(de)方式(shi)(shi)進(jin)行處(chu)理，但是(shi)回(hui)灌會(hui)帶(dai)來新的(de)問題（1）大氣污染(ran)。超(chao)濃(nong)(nong)母(mu)(mu)液回(hui)灌處(chu)理不(bu)當(dang)會(hui)造(zao)(zao)成惡臭氣體(ti)揮發，從而導致(zhi)周圍大氣環(huan)境質量(liang)(liang)下(xia)降，造(zao)(zao)成二次污染(ran)；（2）高鹽(yan)、高濃(nong)(nong)母(mu)(mu)液回(hui)灌會(hui)嚴重(zhong)破壞(huai)垃(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)堆(dui)(dui)體(ti)生(sheng)化(hua)系統，導致(zhi)堆(dui)(dui)體(ti)逐漸(jian)失去生(sheng)物(wu)降解(jie)功能，對(dui)垃(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)填埋場安全穩定運行帶(dai)來不(bu)可估量(liang)(liang)的(de)惡劣影響(xiang)；（3）出水水質惡化(hua)。由(you)于垃(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)填埋堆(dui)(dui)體(ti)失去了原本的(de)生(sheng)化(hua)降解(jie)功能，逐漸(jian)導致(zhi)堆(dui)(dui)體(ti)產(chan)生(sheng)的(de)垃(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)滲(shen)濾(lv)液中(zhong)有機物(wu)濃(nong)(nong)度和(he)含鹽(yan)量(liang)(liang)等(deng)污染(ran)物(wu)濃(nong)(nong)度大幅度上升，造(zao)(zao)成垃(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)填埋場滲(shen)濾(lv)液處(chu)理系統運行困(kun)難。

03 超(chao)濃母液處理辦法與技術研究

超(chao)濃(nong)濃(nong)縮(suo)液(ye)(ye)是一種(zhong)高(gao)鹽、高(gao)COD、高(gao)氨氮(dan)復雜的(de)廢水(shui)（如(ru)下表2），此(ci)種(zhong)廢水(shui)是垃圾(ji)(ji)滲(shen)濾液(ye)(ye)多步(bu)物化法和生物法提濃(nong)得到的(de)，已經難以再繼續處(chu)(chu)理(li)下去了，本文(wen)將(jiang)針對此(ci)種(zhong)超(chao)濃(nong)濃(nong)縮(suo)液(ye)(ye)提出處(chu)(chu)理(li)技術(shu)和研(yan)發方向(xiang)，徹(che)底解決垃圾(ji)(ji)滲(shen)濾液(ye)(ye)處(chu)(chu)理(li)問題。列舉國內(nei)幾個經典垃圾(ji)(ji)填埋場中的(de)超(chao)濃(nong)濃(nong)縮(suo)液(ye)(ye)指(zhi)標(biao)見表2。

通過觀察表2數據，發(fa)(fa)現超濃(nong)濃(nong)縮(suo)液中(zhong)含有(you)大量(liang)的(de)鹽(yan)、有(you)機物等污染物質，僅能通過穩(wen)定(ding)化(hua)(hua)固(gu)(gu)化(hua)(hua)或者繼續(xu)蒸發(fa)(fa)的(de)處理辦(ban)法達(da)(da)到處理目的(de)。穩(wen)定(ding)化(hua)(hua)固(gu)(gu)化(hua)(hua)是通過攪拌(ban)的(de)方式向母液中(zhong)加入(ru)大量(liang)的(de)固(gu)(gu)化(hua)(hua)劑(ji)、穩(wen)定(ding)劑(ji)、螯合劑(ji)等成分(fen)，攪拌(ban)后混合后進行長(chang)時間的(de)氧化(hua)(hua)以使其達(da)(da)到穩(wen)定(ding)化(hua)(hua)固(gu)(gu)化(hua)(hua)的(de)目的(de)，但是該方法需要投(tou)(tou)加的(de)固(gu)(gu)化(hua)(hua)劑(ji)、穩(wen)定(ding)劑(ji)和螯合劑(ji)較(jiao)多，終端(duan)產物增容比(bi)較(jiao)大（一般(ban)高達(da)(da)1.5以上），運行成本(ben)較(jiao)高，裝備水(shui)平差，工作環(huan)境惡(e)劣，因(yin)此不適合推廣使用。而我司設計(ji)研發(fa)(fa)的(de)真空(kong)低(di)溫蒸發(fa)(fa)系統(tong)具有(you)裝備水(shui)平高，自動化(hua)(hua)程度高，運行過程中(zhong)不需要投(tou)(tou)加其他成分(fen)，終端(duan)固(gu)(gu)體(ti)產品(pin)含水(shui)率(lv)低(di)等優點。

下圖（圖1）為超濃(nong)濃(nong)縮(suo)液(ye)處(chu)理工藝，該工藝由(you)預熱(re)(re)(re)設(she)備(bei)、固(gu)(gu)化(hua)(hua)設(she)備(bei)和負壓系統三部(bu)分組(zu)成。超濃(nong)濃(nong)縮(suo)液(ye)經(jing)由(you)預熱(re)(re)(re)系統流入(ru)固(gu)(gu)化(hua)(hua)設(she)備(bei)，濃(nong)縮(suo)液(ye)在(zai)固(gu)(gu)化(hua)(hua)設(she)備(bei)內完成固(gu)(gu)液(ye)分離（液(ye)體以二次(ci)(ci)蒸(zheng)(zheng)汽形式逃逸固(gu)(gu)化(hua)(hua)設(she)備(bei)，固(gu)(gu)體留在(zai)設(she)備(bei)中），二次(ci)(ci)蒸(zheng)(zheng)汽經(jing)過換熱(re)(re)(re)冷凝成水儲存在(zai)水罐(guan)中。真(zhen)空泵(beng)維持系統負壓。

3.1 預熱設備

超濃濃縮液經過(guo)預(yu)熱(re)設備與固化設備內的生蒸(zheng)汽冷凝水進行熱(re)交換，使系統更(geng)加節省能源。

3.2 固化設備

 固化設備是我公司自主研發的一種高效干(gan)燥熱備。它(ta)能很好的解決能很粘黏、堵管(guan)等問題。超濃濃縮液經(jing)過真空(kong)低溫(wen)蒸發系(xi)統(tong)處理后得到的固化產物含水率可達(da)5-25%，符合城市(shi)垃圾填(tian)埋(mai)(mai)場(chang)填(tian)埋(mai)(mai)要(yao)求。

3.3 負壓系統

負壓系(xi)(xi)統由板片式換熱器和(he)真空泵組成(cheng)，固化(hua)設(she)備產生的二(er)次(ci)蒸汽經過板片換熱器進行(xing)換熱，冷(leng)凝成(cheng)液體(ti)。最終(zhong)流到(dao)水罐中(zhong)，真空泵維持系(xi)(xi)統負壓。

從表(biao)2可以(yi)(yi)看出，超濃(nong)濃(nong)縮(suo)液(ye)(ye)中有約(yue)60%左右的水。根據(ju)鹽的沸點比水沸點高的特性，選用(yong)不同溫(wen)度(du)對(dui)超濃(nong)濃(nong)縮(suo)液(ye)(ye)進(jin)行蒸發：85℃、75℃、65℃55℃。因為壓(ya)力與溫(wen)度(du)度(du)是一(yi)一(yi)對(dui)應(ying)的，在(zai)控(kong)制(zhi)系統(tong)中控(kong)制(zhi)壓(ya)力遠遠要比控(kong)制(zhi)溫(wen)度(du)方(fang)便。所以(yi)(yi)我們選出對(dui)應(ying)壓(ya)力-0.043MPa、-0.062MPa、-0.076MPa，-0.085MPa。在(zai)此時實驗(yan)中我們通過(guo)控(kong)制(zhi)閥門(men)進(jin)行實驗(yan)，得到以(yi)(yi)下數據(ju)：

從上面(mian)的數據(ju)可以(yi)看出，隨著蒸發溫(wen)度(du)(du)(du)降(jiang)(jiang)低(di)(di)(di)(di)，曲線(xian)都成下降(jiang)(jiang)趨勢，尤其(qi)是在(zai)75-85攝氏度(du)(du)(du)之間下降(jiang)(jiang)較為明顯。后(hou)期溫(wen)度(du)(du)(du)下降(jiang)(jiang)至最低(di)(di)(di)(di)點。經過(guo)計(ji)算，在(zai)溫(wen)度(du)(du)(du)為85℃（對應壓力(li)-0.043MPa）蒸發時，湖北(bei)、安徽等地COD、氨(an)氮、鹽分去(qu)除(chu)(chu)率(lv)在(zai)都在(zai)約90%左右，而在(zai)55℃（對應壓力(li)-0.085MPa）蒸發時去(qu)除(chu)(chu)率(lv)COD去(qu)除(chu)(chu)率(lv)基本在(zai)99%左右，氨(an)氮去(qu)除(chu)(chu)率(lv)基本在(zai)96%-99%左右，鹽分去(qu)除(chu)(chu)率(lv)也在(zai)99%左右，所以(yi)溫(wen)度(du)(du)(du)越(yue)低(di)(di)(di)(di)COD、氨(an)氮等的去(qu)除(chu)(chu)率(lv)越(yue)低(di)(di)(di)(di)去(qu)除(chu)(chu)率(lv)越(yue)高。但(dan)在(zai)工程生產中，蒸發溫(wen)度(du)(du)(du)過(guo)低(di)(di)(di)(di)會給工廠(chang)冷卻系統帶來(lai)很大壓力(li)。所以(yi)一般最低(di)(di)(di)(di)溫(wen)度(du)(du)(du)在(zai)55攝氏度(du)(du)(du)左右。

04 結論

4.1蒸發溫度越低、去除率越高。

4.2采(cai)用負壓蒸發可以完(wan)全解決零(ling)排放問題。

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