中圖分類號：X703.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1003-5168（2025）12-0084-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.12.016

Research ofLeachate Membrane Concentrate Treatment Technologies

SU Zengchen LIU Yongde SONG Xue ZHANG Zeying （HenanUniversityof Technology，Zhengzhou45ooO1，China）

Abstract： [Purposes] The increasing and dificult-to-treat leachate membrane concentrate has become a challnge in hazard-free treatment of solid waste，requiring suitable treatment methods.[Methods] Given the complex water quality characteristics，poor biodegradability，high saltnity and organic load of leachate membrane concentrate，this study reviews domestic and international research，evaluates the advantages and disadvantages of traditional methods，as wellas widely studied techniques like coagulation， advanced oxidation，and membrane treatment while analyzing the potential of each process in resource recovery.[Findings] Traditional methods are simple to operate but cause significant pollution. Coagulation has low costs but shows limited efectiveness as a stand-alone treatment.Advanced oxidation and membrane treatment demonstrate superior treatment efficiency but higher costs.[Conclusions] Existing treatments each have their own advantages and disadvantages.Combined treatment can complement each other's strengths to achieve better results.

Keywords： leachate membrane concentrate; coagulation; advanced oxidation; membrane treatment; resource recovery

0 引言

隨著工業(yè)化和商業(yè)化進(jìn)程的加快，城市生活垃圾的產(chǎn)量迅速增長。這些廢棄物多通過填埋或燒的形式進(jìn)行處理，處理過程中不可避免地產(chǎn)生了大量的垃圾滲濾液。這些滲濾液成分復(fù)雜，水質(zhì)水量變化大，含有高濃度的有機(jī)物和無機(jī)鹽，色深而味臭，還含有一些致病的細(xì)菌和病毒，是一種危險(xiǎn)

污染源。

目前常用的滲濾液處理方法為‘ ?_MBR+NF+ RO\"（膜生物反應(yīng)器 + 納濾 + 反滲透）法，但該方法會(huì)產(chǎn)生占原液體積 30% 左右的膜濃縮液。濃縮液具有更高濃度的有機(jī)污染物、鹽分和色度，且可生化性差， pH 多為中性或弱堿性，其水質(zhì)特征見表1。如果對其處置不當(dāng)，將對周圍環(huán)境造成二次污染。而從資源化的角度來看，濃縮液膜中的有機(jī)污染物以腐植酸為主，這是一種具有價(jià)值的資源，可以用來改善土壤肥效，促進(jìn)植物生長，吸附重金屬污染物[2]。因此，在進(jìn)行滲濾液膜濃縮液處理時(shí)，不僅要關(guān)注污染物的去除，也應(yīng)關(guān)注如何從廢棄物中實(shí)現(xiàn)資源的回收利用?；诖耍狙芯繉鹘y(tǒng)方法和當(dāng)前廣泛研究的混凝、高級氧化及膜處理法進(jìn)行了深入探討，分析了其各自優(yōu)缺點(diǎn)及資源化利用的可能性，對未來滲濾液膜濃縮液的處理前景進(jìn)行了展望，以期在處理污染物的同時(shí)實(shí)現(xiàn)資源再利用。

1傳統(tǒng)處理方法

傳統(tǒng)滲濾液膜濃縮液處理方法主要有焚燒、回灌和蒸發(fā)等[3]。這些方法可利用垃圾填埋場和焚燒廠原有的工藝和設(shè)備對濃縮液進(jìn)行處理，不用額外增加新工藝和設(shè)備，運(yùn)行管理簡單，操作便利，具有較高的實(shí)用價(jià)值。但由于濃縮液含水量高，平均熱值低，燃燒不完全，且含有高濃度的 Ca²⁺，Mg²⁺ 、Cl-和 SO₄^2- 等，焚燒可能會(huì)造成設(shè)備損壞，導(dǎo)致運(yùn)行成本增加[4。此外，需要對焚燒產(chǎn)生的煙氣妥善處理，否則其會(huì)對環(huán)境造成二次污染[3]?；毓喙に囍贿m用于垃圾填埋場，我國目前的垃圾處理方式已逐步由衛(wèi)生填埋轉(zhuǎn)為焚燒發(fā)電，該方法并不具有普適性，同時(shí)，對于已建成的填埋場而言，由于濃縮液的可生化性較差，回灌也會(huì)影響系統(tǒng)的生態(tài)功能[1]。對于蒸發(fā)方式來說，濃縮液中的鹽離子同樣會(huì)對設(shè)備造成損害，而且其能耗和運(yùn)行成本都較高，殘留液中的污染物濃度極高，需要妥善處理[1.5]。對于傳統(tǒng)工藝而言，滲濾液膜濃縮液是單純的污染物，既無法實(shí)現(xiàn)資源再利用，又面臨著處理上的挑戰(zhàn)。

2混凝處理

混凝是一種常見的水處理方法，具有操作簡單、污染物去除率高等優(yōu)點(diǎn)，其通過投加各種混凝劑來降低廢水的濁度和色度，去除水中的懸浮物、可溶性污染物及病原體等。本質(zhì)上來說，混凝是一種物理化學(xué)過程，其作用機(jī)制包括壓縮雙電層、電荷中和、吸附架橋和網(wǎng)捕卷掃[。在實(shí)際應(yīng)用中，無機(jī)混凝劑如聚合氯化鋁（PAC）、聚合硫酸鐵（PFS）和聚合硫酸鋁（PAS）等因廉價(jià)易得，容易保存和運(yùn)輸，處理效果穩(wěn)定，且不易引人新的污染物，而得到廣泛應(yīng)用。有機(jī)混凝劑聚丙烯酰胺（PAM）具有良好的助凝效果，多用以提升沉降速率，改善沉降效果[。將無機(jī)混凝劑和有機(jī)混凝劑搭配使用，并對混凝條件進(jìn)行優(yōu)化，可達(dá)到 60%～70% 的有機(jī)物去除率。Ren等7采用PSAF和PAM對濃縮液進(jìn)行混凝，去除了 68.42% 的COD和 92.31% 的色度；袁延磊采用PFS和陽離子聚丙烯酰胺（CPAM）去除了濃縮液中 57.1% 的COD和 80.5% 的色度；崔甜甜對比了4種無機(jī)絮凝劑和2種有機(jī)絮凝劑的處理效果，利用 PAC+ 合成絮凝劑 +PAM 聯(lián)合對濃縮液進(jìn)行處理時(shí)，可達(dá)到 68.04% 的COD去除率。此外，新型混凝劑如 ZrCl₄ 也被研發(fā)并用于滲濾液膜濃縮液處理[]。

值得注意的是，有研究指出，通過混凝去除濁度或顏色的最佳操作條件不一定與去除溶解性有機(jī)質(zhì)（DOM）的條件相同[]。因此，單一的混凝處理并不能達(dá)到理想的處理效果。但混凝可以作為一種有力的預(yù)處理手段，去除濃縮液中大部分有機(jī)污染物和部分鹽分，降低后續(xù)處理難度。另外，混凝沉淀含有大量的腐殖質(zhì)等有機(jī)質(zhì)，具有制備固體肥料用于園林綠化或制備鈍化劑用于吸附重金屬的潛力，從而實(shí)現(xiàn)資源再利用。

3高級氧化

高級氧化工藝（AOPs是通過光、電、催化劑等方式，使強(qiáng)氧化劑（如臭氧、Fenton試劑等）產(chǎn)生活性氧物質(zhì)（如·OH、單線態(tài)氧等），將難降解的有機(jī)污染物降解為低分子的無毒或低毒物質(zhì)，或?qū)⑵渫耆V化[12]。該方法具有較為理想的處理效果，二次污染較小且無針對性，在水處理中常作為深度處理手段。目前，常見的高級氧化方法有Fenton氧化、過硫酸鹽氧化、電化學(xué)氧化、臭氧氧化等。

Fenton氧化是利用過氧化氫和 Fe²⁺ 在 pH=3～4 的條件下產(chǎn)生的·OH對污染物進(jìn)行氧化，反應(yīng)試劑來源廣泛，易于操作，在工程上較為實(shí)用，但其對pH 的要求較為苛刻，試劑投加量和污泥產(chǎn)量大。過硫酸鹽氧化是活化過硫酸鹽產(chǎn)生的·?so₄^? 氧化污染物，具有更強(qiáng)的氧化還原電位和更好的 pH 適應(yīng)性，但常需要通過紫外、超聲、過渡金屬和電活化等方式活化[12]。電化學(xué)氧化是利用電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氧化介質(zhì)或氧化物陽極[ （Mo_x）?] 對污染物進(jìn)行氧化[13]。由于滲濾液膜濃縮液含有較高的CI，處理時(shí)易產(chǎn)生強(qiáng)氧化性介質(zhì)，增強(qiáng)氧化效果，且有望回收副產(chǎn)品，增加經(jīng)濟(jì)效益[14]。臭氧氧化是利用臭氧的強(qiáng)氧化性來降解污染物，反應(yīng)充分時(shí)無二次污染，常需要添加催化劑提高氧化效率。然而由于濃縮液鹽分和有機(jī)物含量較高，電化學(xué)氧化和臭氧氧化可能會(huì)發(fā)生副反應(yīng)產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物，且這兩種方法需要外加電流或增設(shè)專門的臭氧發(fā)生器及管道，并定期進(jìn)行設(shè)備維護(hù)，運(yùn)行成本較高。

處理成本、反應(yīng)條件和副反應(yīng)可能產(chǎn)生的有毒物質(zhì)制約了高級氧化工藝的大規(guī)模應(yīng)用。此外，在氧化過程中，濃縮液中的有機(jī)物被降解、礦化為無機(jī)物，不存在再利用的可能。資源化利用的視角應(yīng)更集中于無機(jī)組分，即收集、分離、提純可能產(chǎn)生的鹽和氣體。濃縮液復(fù)雜的水質(zhì)特征，也使其面臨著重重挑戰(zhàn)。

4膜處理

膜處理可利用膜材料尺寸排斥和靜電排斥的協(xié)同效應(yīng)去除濃縮液中的污染物，該方法操作簡便，環(huán)境友好，應(yīng)用廣泛。一些改性膜還可以實(shí)現(xiàn)對有機(jī)污染物（腐植酸）和無機(jī)鹽的分離，有望將分離出有機(jī)污染物進(jìn)行資源化利用[15]

但目前常見的商用膜材料不能有效地分離濃縮液中的污染組分，且常規(guī)改性膜材料（如改變膜的表面電荷、孔徑或粗糙度等）在選擇性和滲透性之間難以權(quán)衡[2]。因此，一些研究將納米顆?；蚬δ芑瘜W(xué)基團(tuán)接載于納米膜上以改善其分選性能。Ye等通過添加親水性 g-C₃N₄ 納米片研發(fā)了高通量納濾膜，其對鹽分具有較高的通過率。但該方法需要復(fù)雜的程序來固定這些材料或者基團(tuán)至目標(biāo)膜上[15]。Qiu等[17]將基于多巴胺的生物激發(fā)涂層用于對膜材料的表面改性，但多巴胺極低的自聚合動(dòng)力限制了其在高性能膜大規(guī)模生產(chǎn)中的潛在應(yīng)用[18]。Lin等[15]用單寧酸-Fe3配合物快速涂敷制備改性納濾膜，對腐植酸的截留率可達(dá)到 99.32± 0.18% ，而對鹽的總截留率不足 10% ，實(shí)現(xiàn)了對濃縮液中腐植酸和無機(jī)鹽的有效分離，但其對二價(jià)鹽的截留率較高，分離性能還需要進(jìn)一步提升。一些研究采用多組膜處理從濃縮液中分離腐植酸制備液體肥料5，但該方法較為復(fù)雜，運(yùn)行難度和成本相對較高，且分離出的液體本質(zhì)上是濃度更高的有機(jī)濃液，不便于運(yùn)輸保存。

總的來說，膜處理是一種極具潛力的滲濾液膜濃縮液處理方法，但其處理成本相對較高，目前還沒有處理效果較好的商用膜材料。此外，濃縮液的污染物濃度較高，單一采用膜處理會(huì)導(dǎo)致膜負(fù)荷過高，長期運(yùn)行時(shí)需要定期沖洗、更換膜材料

5結(jié)論

經(jīng)過對目前的垃圾滲濾液膜濃縮液處理方法進(jìn)行分析與比較，得出以下結(jié)論。

① 傳統(tǒng)方法操作簡便，但存在能耗高、易損壞設(shè)備和易造成二次污染的弊端

② 混凝處理成本較低，對環(huán)境友好，且混凝沉淀具有資源化利用的潛能。但單一的混凝處理效果有限，后續(xù)需要深度處理。

③ 高級氧化處理效果較好，但試劑和設(shè)備成本較高，處理?xiàng)l件存在限制，所以需要與其他處理方式聯(lián)用，難以進(jìn)行大規(guī)模工程應(yīng)用。

④ 常規(guī)膜材料難以滿足處理需求，改性膜工藝仍在研究階段，多組膜處理較為復(fù)雜，且直接進(jìn)行膜處理時(shí)負(fù)荷過大，膜材料易污染堵塞，需要經(jīng)常更換。

由于每種處理方法各有利弊，組合工藝或許是處理滲濾液膜濃縮液更好的方式，如采用混凝 + 高級氧化的工藝組合，通過混凝將大部分有機(jī)污染物轉(zhuǎn)移到沉淀中，以便進(jìn)行后續(xù)資源化利用，再通過深度處理進(jìn)一步去除濃縮液中的污染物。采用不同工藝取長補(bǔ)短，更有利于達(dá)到好的處理效果并將濃縮液中的資源進(jìn)行再利用。

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（欄目編輯：劉靜雅）