粉末活性炭在渗滤液膜浓缩液处理中的应用

刘兆伟

（广东省地质建设工程集团公司环境工程中心 广东广州 510080）

1 研究背景

随着城市的发展，城市生活垃圾数量持续增长，其处理方法主要以垃圾场填埋为主。但垃圾填埋产生大量的垃圾渗滤液，渗滤液具有水质变化大，COD浓度高，氨氮浓度高等特点，对周边土壤及地下水存在污染风险，因此，垃圾渗滤液的处理越来越得到社会的关注。为达到2008年新修订颁布的《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889－2008)，大量渗滤液污水处理厂采用生化+膜分离工艺，由此带来膜浓缩液的处理问题。

2 渗滤液膜浓缩液

膜处理工艺属于物质分离的纯物理过程，处理过程产生约20%～30%的膜浓缩液。相比原渗滤液，浓缩液中无机盐和污染物浓度更高，若不能妥善处理而直接排放到环境中会造成严重的二次污染[1]。

与渗滤液和生活污水相比较，浓缩液具有以下特点[1]:

（1）成分复杂，有机污染物浓度高，COD通常为1000～5000mg/L，最高可达 15000mg/L。

（2）无机盐组分高，电导率高达 20000～50000μS/cm，除了常规Na+、K+外，还含有Pb、Cu等重金属离子。

（3）氯离子浓缩的腐蚀问题。

（4）可生化性较差，BOD/COD一般小于0.1，多为难生物降解的物质。

（5）浓缩液的色度和硬度都很高，色度一般为500～1500倍，呈棕黑色，硬度通常为1000～2500mg/L。

目前膜浓缩液的处理方法主要有回灌法，外运处理，高级氧化技术，蒸发技术，浸没式燃烧法等。

回灌法具有操作简单，运营成本低的优点，但是无法从根本上解决膜浓缩液问题，随着时间的累计盐离子浓度越来越高，渗滤液越来越难以处理。

外运处理虽然可以暂时的减少渗滤液污水处理厂的压力，但只能是应急处理措施，长期的外运不仅对道路两边环境造成影响，也对接收单位污水处理系统造成冲击。

由于·OH自由基的强氧化能力，高级氧化技术对膜浓缩液具有非常好的处理效果，在实际运用过程中，高级氧化技术的成本很高。

蒸发技术具有非常好的固液分离效果，但蒸发过程中，会发生结垢堵塞的风险，并且其通常采用电加热方式，其有能耗高，运行成本高等问题。

浸没式燃烧法是最近新开发的处理技术，依靠垃圾填埋场产生的沼气，采用浸没式燃烧的方式对膜浓水进行传热蒸发，由于该蒸发形式为无间壁式传热，从而不存在结垢结晶堵塞的问题[3]。

3 粉末活性炭实例

活性炭具有大的比表面积、稳定的物理化学特性等优点，再结合活性炭可再生特点，在污废水处理领域使用活性炭不仅可以达到排放标准，同时还能降低成本。将粉末活性炭应用于渗滤液浓缩液的处理中能够提高污染物的去除率，达到排放标准。现结合广州某垃圾填埋场浓缩液处理实例，研究粉末活性炭在渗滤液浓缩液处理过程中作用及其效果。

实例中渗滤液经过超滤，纳滤，反渗透工艺处理，其中超滤浓缩液进入混凝沉淀处理工艺，反渗透浓缩液混合超滤出水进入纳滤处理工艺，最终产生纳滤浓缩液，纳滤浓缩液COD为2300～4500mg/L，电导率为 27000～33000μS/cm，氨氮浓度为 60～110mg/L。

粉末活性炭规格参数如下：活性炭属木质炭，目数200-300目，含水率不超过10%，亚甲基蓝吸附值10-12，典吸附值900-1000，活性炭投加量为5000ppm。使用曝气搅拌方式，搅拌时间15分钟，通过箱式板框压滤机压滤出水。

出水水质COD为240～420mg/L，电导率为5000～8000μS/cm。经过粉末活性炭吸附，可有效去除COD，色度和电导率（盐离子溶度）。同时活性炭对重金属离子有较高去除率。

4 粉末活性炭在渗滤液膜浓缩液处理中面对的问题与建议

4.1 面对的问题

（1）活性炭更换频繁，处理过程中用量多，价格高，导致使用成本较高。

（2）使用过的活性炭如果不能有效的处理，将形成二次污染。

4.2 建议

研发出新型粉末活性炭再生设备，可有效降低生产成本的同时，解决废活性炭对环境的二次污染。

结语

目前，渗滤液膜浓缩液已经成为渗滤液处理厂重要威胁因素。粉末活性炭与其他工艺的结合的使用，例如MBR，氨氮吹脱，高级氧化等，将有效的解决膜浓缩液问题。同时研发出廉价高效的粉末活性炭再生设备，将大幅度的降低使用活性炭的处理成本。