摘要：垃圾滲濾液產(chǎn)生的膜濃縮液含有高濃度的難降解有機質(zhì)和鹽分，導致垃圾滲濾液濃縮液一直是垃圾處理行業(yè)中難以解決的難題之一。通過對華南某大型城市的垃圾滲濾液濃縮液現(xiàn)狀進行研究，分析該大型城市填埋場、焚燒廠和生物質(zhì)處理廠在濃縮液處理中存在的問題，并找出解決措施，同時探討未來滲濾液濃縮液處理的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：垃圾滲濾液；濃縮液；處理現(xiàn)狀；解決措施

基金項目：廣州市科技計劃項目（202206010054）

垃圾滲濾液濃縮液（簡稱“濃縮液”）處理是目前垃圾處理行業(yè)中亟需解決的環(huán)保問題之一，也是環(huán)保督查的重點難點問題。隨著《生活垃圾滲瀝液處理技術(shù)標準》（CJJ/T 150-2023）的實施，濃縮液及其處理工藝受到了業(yè)內(nèi)更大的關(guān)注和重視。濃縮液主要是垃圾滲濾液經(jīng)納濾、反滲透等膜處理后分離截留的含較高濃度難降解有機質(zhì)和較高鹽度的廢水，即納濾濃縮液和反滲透濃縮液。其中，納濾濃縮液主要污染物為難降解有機物，具有COD 高、難降解、易結(jié)垢等特點；反滲透濃縮液主要污染物為鹽分，具有含鹽量高、有機污染物含量低、氨氮含量低、易結(jié)垢等特點。納濾濃縮液和反滲透濃縮液的產(chǎn)生量分別占原濃縮液的15%～30% 和15%～20%[1]。

1 濃縮液主要處理工藝概述

1.1 回噴焚燒爐

回噴焚燒爐主要是將濃縮液按比例回噴至焚燒爐，通過化學燃燒達到去除污染物和濃縮液減量的效果。受垃圾成分差異化影響，各個地區(qū)的實際回噴量也有所差異，回噴量一般不超過垃圾處理量的10%[2]。該方法比較適用于垃圾焚燒廠產(chǎn)生的濃縮液，但容易加重煙氣中重金屬處理負擔，同時較高含量的氯離子也會加重焚燒爐的腐蝕。

1.2 機械蒸汽再壓縮蒸發(fā)

利用蒸汽壓縮機蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽，并提高二次蒸汽的溫度和熱量，讓壓縮后的蒸汽進入蒸發(fā)器作為熱源再次使原液產(chǎn)生蒸發(fā)，以及依靠蒸發(fā)器系統(tǒng)自循環(huán)實現(xiàn)蒸發(fā)濃縮的技術(shù)。由于該工藝的能量來源為電能，且能穩(wěn)定達標排放，因而國內(nèi)大多數(shù)項目都采用了這種蒸發(fā)濃縮工藝。但采用該工藝必須對于硬度較高的濃縮液進行嚴格預處理，否則設(shè)備就具有易被高鹽高酸腐蝕性物質(zhì)腐蝕的風險，并且易結(jié)垢，需頻繁清洗[3]。

1.3 浸沒燃燒蒸發(fā)

浸沒燃燒蒸發(fā)是利用氣體燃料在液體亞表面增壓浸沒燃燒，并通過特殊的結(jié)構(gòu)形成超微氣泡與濃縮液直接接觸蒸發(fā)，既可處理納濾濃縮液和反滲透濃縮液，又可處理二者的混合液。該工藝一般以沼氣和電能為能量來源，不需要進行預處理，只采用無轉(zhuǎn)熱的間壁，在運行過程中不易結(jié)垢[4]。

1.4 高級氧化

高級氧化主要應用的是Fenton 法和臭氧氧化法，適用于處理高濃度難生化降解的廢水，能顯著提高濃縮液的可生化性，對色度的去除具有良好效果，但對其中鹽度的去除效果有限。此外，高級氧化對設(shè)備的要求比較嚴格，設(shè)備投資高，試劑投加量大，運行管理的成本很高。單一的高級氧化法很難穩(wěn)定地將濃縮液處理達標排放，需與其他工藝聯(lián)用，才能在滿足低成本、高效處理的同時實現(xiàn)達標排放。因此，高級氧化法通過進一步的優(yōu)化，即為極具前景的處理方法[5]。

1.5 膜分離處理

膜分離處理包括利用納濾膜、反滲透膜、膜蒸餾等將溶液中的有機物和無機鹽有效分離出來，可實現(xiàn)濃縮液的減量化，常與焚燒法聯(lián)用以達到無害化目的。

目前，濃縮液處理的趨勢主要是全量化處理，通過蒸發(fā)等工藝，進一步去除水分，留下鹽與其他物質(zhì)；或是通過采用“非膜法”滲濾液處理工藝，從源頭上避免濃縮液的產(chǎn)生。

2 國內(nèi)部分城市濃縮液處理工藝分析

2.1 上海：采用浸沒燃燒蒸發(fā)處理工藝

上海市老港滲濾液處理廠產(chǎn)生的濃縮液采用浸沒燃燒蒸發(fā)處理工藝，規(guī)模為200 t/d，采用填埋氣作為燃料，鹽泥產(chǎn)生量18 t/d，鹽泥含水率8%～13%，當濃縮倍數(shù)達到7 后，系統(tǒng)可直接結(jié)渣或結(jié)晶，浸沒燃燒工藝可直接作為終端處理工藝。

2.2 深圳：采用紫外高級氧化+ 高效生物脫氮工藝技術(shù)

廣東省深圳市紅花嶺垃圾填埋場產(chǎn)生垃圾滲濾液約1000 t/d，產(chǎn)生的濃縮液約300 t/d。由于濃縮液是垃圾滲濾液在經(jīng)MBR 處理后再經(jīng)納濾、反滲透膜截留的難處理殘留液，因此需采用紫外高級氧化+ 高效生物脫氮工藝技術(shù)，將廢水中的硝態(tài)氮轉(zhuǎn)換成氮氣和水，從而達到脫氮的目的。同時，在處理系統(tǒng)中引入紫外光、氧化劑和催化劑，將高濃度、有毒有害難降解有機污染物徹底氧化分解成二氧化碳和水。

2.3 惠州：采用高效耦合腐殖酸處理技術(shù)

廣東省惠州市垃圾填埋場的滲濾液總處理能力達600 m3/d，產(chǎn)生的濃縮液主要為納濾濃縮液，因而在對納濾濃縮液的處理中采用了投資少、占地小、無濃縮液回灌、濃縮倍數(shù)高（可達50～60 倍）的高效耦合腐殖酸處理技術(shù)。處理后腐殖酸出水水質(zhì)比納濾好，腐殖酸約占總量的0.5% 且檢測合格，可作為水溶性肥料實現(xiàn)資源回收利用。但高效耦合腐殖酸處理技術(shù)只適合處理納濾濃縮液，不適合處置反滲透濃縮液。

3 某市濃縮液處理現(xiàn)狀及其存在的問題和解決措施

3.1 處理現(xiàn)狀概況

華南某大型城市（簡稱“案例城市”）液縮液主要來源于垃圾焚燒發(fā)電廠、生物質(zhì)處理廠和垃圾填埋場，且產(chǎn)生量依次降低。結(jié)合如表1 所示的案例城市某垃圾焚燒發(fā)電廠配套污水處理廠垃圾滲濾液碟管式高壓反滲透（DTRO）濃縮液的檢測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)該廠濃縮液的特性主要是低氨氮、高電導率，氨氮含量基本﹤ 5 mg/L，電導率﹥ 100000μm/cm。此外，案例城市垃圾老舊填埋場還暫存了一大部分濃縮液急需處理。

3.1.1 垃圾焚燒發(fā)電廠和生物質(zhì)處理廠濃縮液處理

垃圾焚燒發(fā)電廠和生物質(zhì)處理廠的濃縮液主要處理方式為石灰制漿，少量用于爐膛回噴、爐渣冷卻和飛灰固化。案例城市某垃圾焚燒發(fā)電廠反應塔制漿系統(tǒng)將熟石灰制成10% 左右的石灰漿液，但1 t 熟石灰需耗水12.85 t，熟石灰消耗量按1 t 垃圾10 kg 計，因而制漿系統(tǒng)日耗水量完全可自行消化日產(chǎn)生的濃縮液。但由于濃縮液含鹽量較高且成分復雜，有機物含量高，對脫酸系統(tǒng)運行的影響程度尚不明確，因此該廠通過開展?jié)饪s液制漿對脫酸系統(tǒng)的試驗研究，在漿液比例一定的情況下，分析濃縮液對制漿系統(tǒng)、霧化器設(shè)備及排放指標（氯化氫、二氧化硫）的影響。結(jié)果顯示，濃縮液制漿之后，出現(xiàn)管道腐蝕滲漏的情況，對二氧化硫指標影響明顯，對脫硝系統(tǒng)影響不大，使用濃水后刮板機經(jīng)常出現(xiàn)灰結(jié)塊的現(xiàn)象。

3.1.2 垃圾填埋場濃縮液處理

目前，大部分垃圾填埋場都采用浸沒燃燒蒸發(fā)工藝和二效蒸發(fā)濃縮液全量化處理技術(shù)對濃縮液進行處理，只有少量采用回灌填埋垃圾堆體方式處理。浸沒燃燒蒸發(fā)工藝處理對象為納濾濃縮液和反滲透濃縮液，設(shè)計規(guī)模200 t/d，利用填埋場沼氣的優(yōu)勢條件，熱源可直接為填埋沼氣（填埋場可免費提供），運行成本不包含沼氣費用約為200 元/t，浸沒燃燒蒸發(fā)產(chǎn)生的濃縮鹽泥進入飛灰填埋區(qū)填埋，冷凝水循環(huán)使用不外排，項目內(nèi)達到水平衡。經(jīng)估算，如果不能直接利用填埋廠沼氣作為熱源，處理1 t 濃縮液的運行總費用為263 元，包含沼氣費49 元，鹽泥填埋處理費用17 元。二效蒸發(fā)濃縮液全量化處理技術(shù)設(shè)計規(guī)模150 t/d，不僅可從技術(shù)原理上解決物料在換熱界面因發(fā)生相變而導致的嚴重結(jié)垢問題，還能有效降低換熱器在10倍濃縮倍數(shù)條件下的結(jié)垢風險，且無明顯感官異味[6]。

3.2 存在的問題

雖然案例城市的濃縮液均能完全由自有設(shè)施消納處理，但由于各垃圾焚燒發(fā)電廠和填埋場采用的濃縮液處理技術(shù)存在差異，因此導致濃縮液處理都存在一些問題待解決。一是濃縮液集中處理設(shè)施少，除某垃圾填埋場有設(shè)計處理量200 t/d 的浸沒燃燒蒸發(fā)工藝設(shè)施和設(shè)計處理量150 t/d 的二效蒸發(fā)濃縮液全量化處理技術(shù)設(shè)施外，其余垃圾填埋場產(chǎn)生的大量濃縮液都采用石灰制漿、爐膛回噴和回灌垃圾堆體等方式處理，從長遠來看存在環(huán)境和政策風險。二是垃圾填埋場濃縮液處理缺口大，尤其是暫存待處理的濃縮液量比較大。三是垃圾焚燒發(fā)電廠濃縮液采用石灰制漿、爐膛回噴等處理方式，存在腐蝕設(shè)備、飛灰板結(jié)、影響煙氣排放等問題。四是雖然垃圾焚燒發(fā)電廠濃縮液采用石灰制漿進行處理，但也只是實現(xiàn)了污染物的轉(zhuǎn)移，長期運行的穩(wěn)定性和安全性有待驗證。

3.3 解決措施

目前，案例城市的濃縮液集中處理有某垃圾填埋場浸沒燃燒蒸發(fā)工藝設(shè)施和二效蒸發(fā)濃縮液全量化處理技術(shù)設(shè)施，且垃圾填埋場產(chǎn)生的濃縮液通過浸沒燃燒蒸發(fā)、二效蒸發(fā)和回灌堆體方式，因此濃縮液基本能在本場自行消納處理。同時，由于案例城市已經(jīng)實現(xiàn)了原生垃圾零填埋，而計劃新建的其他濃縮液處理項目建成后，其處理規(guī)模不僅能滿足填埋場全部濃縮液（包括暫存的濃縮液）的處理，還能進一步解決回灌填埋堆體產(chǎn)生的風險，一舉多得。

由于垃圾焚燒發(fā)電廠的濃縮液處理措施主要是石灰制漿、煙氣工藝水、爐渣冷卻、飛灰固化及鍋爐回噴，且石灰制漿的比例最大，煙氣工藝水次之，只有少量用于飛灰固化和爐渣冷卻，在應急情況下才采用鍋爐回噴，因此垃圾焚燒發(fā)電廠的濃縮液也是完全由自有設(shè)施消納處理，暫不影響垃圾焚燒發(fā)電廠的工藝穩(wěn)定運行，并且到目前為止尚未發(fā)現(xiàn)對垃圾焚燒發(fā)電廠的煙氣處理環(huán)保達標排放有影響，無需進行其他的處理，只需關(guān)注長期運行的穩(wěn)定性和安全性。

4 某市濃縮液未來處理方向

根據(jù)測算，到2035 年，案例城市垃圾填埋場陳化垃圾濃縮液的日產(chǎn)生量將會減少66%左右，垃圾焚燒發(fā)電廠的濃縮液日產(chǎn)生量將增加57% 左右。此外，從中遠期來看，案例城市生物質(zhì)廠廚余垃圾處理能力不再擴張，濃縮液的日產(chǎn)生量在2025—2035 年期間基本維持穩(wěn)定。因此，案例城市未來垃圾濃縮液的處理只需主要考慮對垃圾焚燒發(fā)電廠濃縮液的完全消納處理即可。

垃圾焚燒發(fā)電廠濃縮液目前的處理工藝雖對煙氣達標排放尚無影響，但對脫酸系統(tǒng)運行的影響程度尚不明確，因此需進一步評估濃縮液制漿對整個焚燒系統(tǒng)的影響。未來，還應積極開展高級氧化工藝、蒸發(fā)工藝等焚燒發(fā)電廠濃縮液處理技術(shù)的創(chuàng)新研究，找到技術(shù)可行、環(huán)保安全、政策合規(guī)、經(jīng)濟適用的處理技術(shù)，建設(shè)垃圾焚燒發(fā)電廠濃縮液集中處理設(shè)施，保證案例城市垃圾焚燒發(fā)電廠濃縮液的穩(wěn)定與安全處理。

由于垃圾填埋場濃縮液回灌處理，具有一定的環(huán)保和政策風險，因此在考慮垃圾填埋場濃縮液產(chǎn)生量逐步減少的情況下，已有濃縮液集中處理設(shè)施的大型垃圾填埋場在解決自身存量濃縮液處理問題后，應考慮將其他垃圾填埋場濃縮液納入處理設(shè)施進行集中處理。

5 結(jié)論

鑒于目前濃縮液處理工藝技術(shù)發(fā)展不太成熟，仍存在處理成本偏高、規(guī)模偏小、運行維護投入大等問題，因此在濃縮液處理工藝選擇時需根據(jù)濃縮液的成分差異，綜合考慮垃圾焚燒發(fā)電廠和垃圾填埋場的不同特點，充分論證經(jīng)濟、技術(shù)、環(huán)保等方面的可行性。

濃縮液存量較大的垃圾填埋場，應提升處理能力解決存量濃縮液處理問題，以及結(jié)合垃圾填埋場沼氣充足優(yōu)勢及具體實際，考慮選用浸沒燃燒蒸發(fā)工藝。

鑒于石灰制漿、爐膛回噴工藝處理垃圾焚燒發(fā)電廠濃縮液到目前為止尚未發(fā)現(xiàn)對焚燒發(fā)電廠煙氣處理環(huán)保達標排放有影響，以及有眾多穩(wěn)定運行的工程案例，因而石灰制漿、爐膛回噴工藝是目前國內(nèi)垃圾焚燒發(fā)電廠通用的、經(jīng)濟的、可行的處理方法，解決了垃圾焚燒發(fā)電廠當前的濃縮液處理需求。但石灰制漿、爐膛回噴工藝方式始終只是實現(xiàn)了污染物的轉(zhuǎn)移，可能不適應未來的國家政策和環(huán)保要求，且CJJ/T 150-2023 明確了“膜濃縮液處理可選擇浸沒燃燒蒸發(fā)（SCE）、機械蒸汽再壓縮蒸發(fā)、高級氧化等工藝”，因此垃圾焚燒發(fā)電廠應視情況建設(shè)配套的濃縮液集中處理設(shè)施。

參考文獻

[1] 徐昌文，王聲東.垃圾滲濾液及膜濾濃縮液處理技術(shù)探討與分析[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2020，45（5）：72-75.

[2] 郭冏.滲瀝液回噴焚燒爐的可行性探討[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2013，21（4）：22-23，26.

[3] 韋鋒濤，賈銘椿，王曉偉，等.高含鹽廢水濃縮處理技術(shù)研究進展[J].現(xiàn)代化工，2019，39（9）：21-25.

[4] 楊一清，白皓，儲振國，等.廣州興豐生活垃圾填埋場老齡化滲濾液資源化協(xié)同處理工程實例[J].廣東化工，2022，49（4）：153-154.

[5] 丁晶，關(guān)淑妍，趙慶良，等.垃圾滲濾液膜濾濃縮液處理技術(shù)研究與應用進展[J].哈爾濱工業(yè)大學學報，2021，53（11）：1-13.

[6] 張效剛，王甲，萬輝，等.生活垃圾衛(wèi)生填埋場膜濃縮液全量化處理技術(shù)試驗研究[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2023，31（4）：95-100.

作者簡介

蔣敏（1989—），女，漢族，湖南懷化人，工程師，碩士，主要研究方向為固體廢棄物處理技術(shù)、城市管理技術(shù)。

加工編輯：馮為為

收稿日期：2024-09-25