水處理藥劑在垃圾滲濾液中的應(yīng)用及發(fā)展方向

劉 雨

（無(wú)錫馬盛環(huán)境能源科技有限公司，江蘇 無(wú)錫 214000）

由于垃圾滲濾液中含有有機(jī)污染物、重金屬等，因此滲濾液的水質(zhì)會(huì)發(fā)生翻天覆地的變化，微生物的生長(zhǎng)環(huán)境受到了極大的破壞，會(huì)散發(fā)出一股刺鼻的味道，對(duì)人類的生活造成了很大的影響。通過(guò)對(duì)垃圾滲濾液的合理處置，可以促進(jìn)城市生活用水、工業(yè)用水的再利用，同時(shí)也可以推動(dòng)水處理藥劑的進(jìn)一步發(fā)展。

1 相關(guān)概述

1.1 水處理藥劑概述

水處理藥劑是一種在石油化工、醫(yī)藥衛(wèi)生、冶金、紡織、交通、建筑等領(lǐng)域中使用的化工原料。它的作用就是處理工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水污水以及節(jié)水。同時(shí)，水處理藥劑也被大量用于垃圾滲濾液的治理。

1.2 垃圾滲濾液概述

垃圾滲濾，就是從垃圾中滲出的水分，主要是由于雨水、地表水和地下水沖刷、浸漬堆積垃圾，再經(jīng)過(guò)萃取、水解、發(fā)酵等過(guò)程中形成二次污染。垃圾滲濾液的來(lái)源包括：垃圾中轉(zhuǎn)站、垃圾綜合處理場(chǎng)、填埋場(chǎng)、垃圾焚化場(chǎng)等，進(jìn)而使得垃圾滲濾液大量存在。同時(shí)，它還具備如下特征：一是水質(zhì)和水量比較復(fù)雜。目前國(guó)內(nèi)垃圾分類技術(shù)尚未大規(guī)模普及，即便有進(jìn)行垃圾分類，但多數(shù)區(qū)域因技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等原因，除了少量可回收的垃圾以外，其余（如餐廚垃圾、生活垃圾、建筑垃圾等）全部通過(guò)垃圾運(yùn)輸機(jī)運(yùn)送到填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋。因此，垃圾的組成非常的復(fù)雜。且由于大部分的滲濾液是通過(guò)降雨而產(chǎn)生的，因此，不同地區(qū)、不同季節(jié)，不同的地區(qū)，不同季節(jié)的滲濾液濃度和產(chǎn)量都不同，使得滲濾液的治理更加困難。二是高濃度的有機(jī)物和氨氮含量高。通過(guò)對(duì)滲濾液處理后的廢水進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)滲濾液中含有93種有機(jī)物，其中NH4-N含量高，是垃圾填埋區(qū)滲濾液治理的主要問(wèn)題。三是重金屬濃度高、色度高、氣味難聞。當(dāng)工業(yè)垃圾與生活垃圾混埋后，滲濾液中含有大量的重金屬，使重金屬離子的融出量大大增加。在此基礎(chǔ)上，垃圾填埋區(qū)的滲濾液顏色從淡黃色逐漸轉(zhuǎn)為暗黑，其氣味也會(huì)隨著濃度的升高而加劇，產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺鼻氣味。四是土壤中的微生物養(yǎng)分配比不平衡。垃圾滲濾液中的有機(jī)質(zhì)和NH3-N濃度每升高達(dá)數(shù)萬(wàn)毫克，而普通的填埋場(chǎng)地土壤中的含磷量則相對(duì)偏少。

2 水處理藥劑面臨的發(fā)展機(jī)遇

2.1 節(jié)能減排的需求

中國(guó)國(guó)土面積大、人口多，但水資源的使用率不高，存在著嚴(yán)重的水污染問(wèn)題。統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，2018年全國(guó)工業(yè)用水135億m3左右，工業(yè)冷卻用水量占到了73%。目前，在工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì)添加一定數(shù)量的溶解鹽和溶解氧，從而導(dǎo)致了在循環(huán)水中的水質(zhì)不斷下降。因而，在工業(yè)冷卻水中加入水處理藥劑，通過(guò)調(diào)節(jié)酸度、堿度或鹽分的溶解度，減少水中的無(wú)機(jī)鹽沉淀，減少滲濾液的腐蝕，從而達(dá)到回收利用的目的。目前業(yè)內(nèi)正致力于生態(tài)文明的構(gòu)建和節(jié)約用水等方面的工作，進(jìn)而使水處理藥劑獲得了發(fā)展的契機(jī)，從而促使水處理藥劑達(dá)到節(jié)能減排的需求。

2.2 滲濾液排放標(biāo)準(zhǔn)的提高

目前，我國(guó)的水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題總體上較為突出。近年來(lái)，我國(guó)相繼制定了大量的滲濾液處理技術(shù)及相關(guān)的環(huán)保法規(guī)，以應(yīng)對(duì)水資源的污染問(wèn)題。以太湖和巢湖為主要的污染控制區(qū)域，滲濾液在排放之前都要進(jìn)行脫氮除磷處理，進(jìn)而使得滲濾液的排放符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定。且隨著我國(guó)滲濾液排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升，水處理藥劑的發(fā)展將迎來(lái)一個(gè)新的機(jī)遇。

2.3 治污科技發(fā)展的支撐

技術(shù)支撐是水處理藥劑發(fā)展必不可少的。隨著水污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，水資源問(wèn)題日益突出，政府在污染防治上也不斷加大力度，在水質(zhì)管理、水污染治理等領(lǐng)域也有了較大的進(jìn)展。目前，水治理的目的已由總量管制轉(zhuǎn)向提高質(zhì)量，逐步形成綜合治理技術(shù)和治理體制，進(jìn)而為我國(guó)水處理藥劑的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的理論支撐與技術(shù)支持。

3 我國(guó)垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)符合國(guó)標(biāo)的工廠不超過(guò)20%，而符合國(guó)標(biāo)的焚化廠也有不少使用了反滲透技術(shù)，雖然可以確保水的質(zhì)量，卻無(wú)法確保出水效率。經(jīng)調(diào)研，有的焚化工廠雖然水質(zhì)達(dá)標(biāo)，但其出水量只有70%～80%。另外，垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液的處置也很關(guān)鍵，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)每天的垃圾量已經(jīng)達(dá)到了6.4萬(wàn)多噸，而能夠達(dá)到一級(jí)排量標(biāo)準(zhǔn)的只占1/10左右，雖然應(yīng)用反滲透技術(shù)可以將滲濾液的處理達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但成本高，運(yùn)行費(fèi)用高，出水量少，而且還會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題?？傊覈?guó)垃圾滲濾液的排泄及其在城市中的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程，對(duì)生態(tài)和地下水的安全產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，并對(duì)公眾健康構(gòu)成了極大的威脅，進(jìn)而下文對(duì)水處理藥劑在垃圾滲濾液中的應(yīng)用進(jìn)行探討，希望能對(duì)相關(guān)人員的工作有所幫助。

4 水處理藥劑在垃圾滲濾液中的應(yīng)用

4.1 消泡劑在垃圾滲濾液中的應(yīng)用

其主要特性為：能迅速減少氣、液兩相的表面張力，使泡沫快速膨脹，長(zhǎng)期抑制泡沫，并可有效地阻止填埋場(chǎng)滲濾液的外溢。滲濾液主要成分為低分子量的脂肪酸，大分子量的腐植酸和中分子量的腐植酸。其中有機(jī)物含量高，氨氮和重金屬離子含量高，這種水比較難對(duì)付。垃圾滲濾液的生化體系會(huì)產(chǎn)生大量的泡沫，泡沫的來(lái)源包括生物、化學(xué)和機(jī)械泡沫等。在生產(chǎn)過(guò)程中，三種不同類型的泡沫會(huì)產(chǎn)生共振，從而形成不易破裂的粘稠泡沫。該產(chǎn)品以特種有機(jī)化合物、環(huán)丙烷、環(huán)氧乙烷等為原料，能有效地對(duì)泡沫進(jìn)行破壞、清除，能長(zhǎng)期抑制泡沫的生成，并能有效地控制生化池的液面，防止?jié)B濾液外溢。

4.2 阻垢劑在垃圾滲濾液中的應(yīng)用

在膜深加工工藝中，主要是利用錯(cuò)流法進(jìn)行滲濾，不僅生產(chǎn)出了清液，而且還生產(chǎn)了其他較重的滲濾液，這些滲濾液含有約98%的無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)物、鋁、鐵和硅膠；根據(jù)體系回收率和膜片布置的差異，在濃水一側(cè)的難溶性鹽分濃度也不盡相同，在濃水端的難溶性鹽分含量達(dá)到一定程度時(shí)，薄膜上就會(huì)產(chǎn)生污物，從而對(duì)RO膜的脫鹽率、操作壓力、水通率等指標(biāo)產(chǎn)生一定的影響。此時(shí)，若不能將這些微細(xì)顆粒清除，則會(huì)使結(jié)晶顆粒體積增加，并穿透薄膜的表層，從而損壞反滲透設(shè)備，因此應(yīng)在反滲透生產(chǎn)線上安裝阻垢藥劑。阻垢劑可以提高難溶鹽類在水溶液中的溶解程度，從而改變水溶液中的固相組成，達(dá)到正常的KSP標(biāo)準(zhǔn)，但不會(huì)在濃水中結(jié)晶沉淀，進(jìn)而保證了反滲透裝置的長(zhǎng)時(shí)間、穩(wěn)定工作。

4.3 混凝劑在垃圾滲濾液中的應(yīng)用

目前我國(guó)的混凝劑有：氯化鋁、氯化鐵、硫酸亞鐵和助凝劑聚丙烯酰胺。隨著此類制品的大量使用，對(duì)其的需求量也隨之增長(zhǎng)，制定有關(guān)規(guī)范已刻不容緩。近幾年，隨著技術(shù)發(fā)展和與世界接軌的需要，我國(guó)開始修改混凝劑的主要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，新的混凝劑在業(yè)界產(chǎn)生了一定的影響，例如：在生產(chǎn)飲水用的氯化鐵絮體中，必須采用工業(yè)合成的氯鹽和鹽酸，避免了國(guó)內(nèi)企業(yè)利用酸洗廢液、廢鐵屑等來(lái)制取氯化鐵，造成重金屬含量超標(biāo)現(xiàn)象的產(chǎn)生，這是一種很好的保障。在重金屬測(cè)定中，采用原子吸收技術(shù)，大大提高了測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性；結(jié)果表明，聚合硫酸鐵的全鐵和氯化鋁的鹽基指數(shù)都明顯改善，從而有效地確保了混凝效果，大大改善了產(chǎn)品的性能。

4.4 緩蝕劑在垃圾滲濾液中的應(yīng)用

這類化合物的品種比較多，包括有機(jī)鹽、無(wú)機(jī)鹽和芳烴類。目前，有機(jī)磷緩蝕劑已得到了越來(lái)越多的使用。有機(jī)磷酸類緩蝕劑的生產(chǎn)規(guī)范中，著重強(qiáng)調(diào)了有效成份的質(zhì)量，而對(duì)于氯化物、鐵、亞磷酸、磷酸等的質(zhì)量要求也非常高。如果產(chǎn)品中的雜質(zhì)濃度過(guò)高，不但無(wú)法起到緩沖和阻垢作用，反而會(huì)對(duì)滲濾液裝置產(chǎn)生一定的腐蝕作用。近兩年，我國(guó)關(guān)于此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的修改內(nèi)容包括：在檢驗(yàn)中添加包含多種有效成份的物質(zhì)，在檢驗(yàn)時(shí)對(duì)其進(jìn)行主成份的測(cè)定；其有效成份的分析方法是以磷鉬酸鹽的喹啉比值法為主；提高了鐵和氯化物含量的測(cè)定指數(shù)；在測(cè)定氯離子時(shí)，采用常規(guī)的比濁法和標(biāo)準(zhǔn)比例的方法，采用銀離子電勢(shì)滴定方法，進(jìn)而促使測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確可靠，操作簡(jiǎn)便。

4.5 膜清洗劑在垃圾滲濾液中的應(yīng)用

膜清潔劑分為堿性和酸性兩類，它們是在深加工中使用的，通常情況下，酸性的膜清洗劑對(duì)氧化鐵和難溶解的無(wú)機(jī)鹽垢的化學(xué)清潔力度較好，堿性的膜清洗劑對(duì)有機(jī)和生物污染具有較強(qiáng)的凈化效果。這兩種方法都是通過(guò)化學(xué)藥劑的特性來(lái)溶解和剝離附著在薄膜上的污染物質(zhì)，然后將其從反滲透設(shè)備中沖洗出來(lái)，良好的清潔作用能使膜使用時(shí)間得到延長(zhǎng)。

5 水處理藥劑在垃圾滲濾液處理應(yīng)用中的發(fā)展方向

5.1 需求增大，綠色發(fā)展

水處理藥劑在滲濾液處理中起到了很大的促進(jìn)作用，而現(xiàn)在，隨著人類生活水平的提高，今后要進(jìn)行的垃圾滲濾液處理將會(huì)越來(lái)越多，而對(duì)水處理藥劑的要求也會(huì)越來(lái)越高，因此，水處理藥劑產(chǎn)業(yè)必須要開發(fā)出更好的水處理藥劑產(chǎn)品，從而達(dá)到環(huán)保的目的。且隨著世界經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展，世界上許多國(guó)家都把環(huán)保工業(yè)視為發(fā)展的主要內(nèi)容，同時(shí)也強(qiáng)調(diào)了在當(dāng)前環(huán)境下綠色發(fā)展的重要性，進(jìn)而水處理藥劑的應(yīng)用也要與時(shí)俱進(jìn)。因此，有關(guān)科研工作者必須通過(guò)科學(xué)方法生產(chǎn)出綠色的水處理藥劑，這樣不僅可以有效解決滲濾液?jiǎn)栴}，而且還可以達(dá)到對(duì)周圍環(huán)境保護(hù)的目的。

5.2 有機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑

現(xiàn)代絮凝技術(shù)主要有：壓電雙電層、粘結(jié)橋、卷掃絮凝、電化吸收等。近幾年，隨著有機(jī)聚合物絮凝劑的發(fā)展，對(duì)吸附架橋、吸附電中和等機(jī)制的探索也逐漸深入，對(duì)聚合物的吸附和機(jī)理進(jìn)行了深入的探討，且隨著國(guó)內(nèi)外研究工作者的不懈努力，進(jìn)而開發(fā)出了一種新型的有機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑，使得水處理藥劑在滲濾液處理上取得了重大突破。

5.3 多元復(fù)合型水處理藥劑

多元復(fù)合型水處理劑是一種具有多重功能的藥劑，是水處理藥劑在垃圾滲濾液處理應(yīng)用中重要發(fā)展方向。比如，聚硅酸鋁鹽類的復(fù)合絮凝劑，是一種由鋁鹽和聚硅酸混合而成的復(fù)合聚合物，不但具備電中和、吸收、搭橋等多種性能，且其成本低廉，對(duì)滲濾液的治理有明顯的改善，其絮凝性能比單一類型的水處理劑更好。同時(shí)，多元復(fù)合型水處理藥劑還可以充分利用各種化學(xué)成分的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)滲濾液的迅速、有效地清除。

5.4 采用新型材料的水處理藥劑

近年來(lái)，我國(guó)在水處理藥劑中使用了大量的新的原料。比如，由于納米材料的尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)等原因，可以將其用于水處理藥劑的開發(fā)，從而提高滲濾液的治理效率。目前，利用納米TiO2對(duì)有毒有機(jī)化合物進(jìn)行光催化處理的方法已有很大的發(fā)展。另外，利用非毒性微生物作為一種功能性的蛋白或功能性的多糖類材料，在生產(chǎn)過(guò)程中也得到了廣泛的利用。未來(lái)，水處理藥劑的研究將涉及更多高性能的新型材料，從而提高藥劑處理效率和生活用水質(zhì)量，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

6 水處理藥劑的發(fā)展建議

目前，國(guó)內(nèi)有關(guān)水處理藥劑規(guī)范的研究已經(jīng)有了長(zhǎng)足的進(jìn)展，并在提高苦堿水的利用率和降低環(huán)境污染等方面起到了積極的作用。為進(jìn)一步完善我國(guó)水處理藥劑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系，提出了如下建議：一是為有效地保證苦堿水處理產(chǎn)品的品質(zhì)，維護(hù)市場(chǎng)有序、良好的競(jìng)爭(zhēng)，必須嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)全國(guó)水處理藥劑的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)與監(jiān)督，從而進(jìn)一步強(qiáng)化質(zhì)量監(jiān)管。二是有關(guān)飲用水處置的某些化學(xué)品，應(yīng)當(dāng)盡早實(shí)施有關(guān)產(chǎn)品的品質(zhì)證書，并實(shí)施市場(chǎng)準(zhǔn)入。同時(shí)，要出臺(tái)相關(guān)的政策，以促進(jìn)國(guó)內(nèi)水處理藥劑的市場(chǎng)營(yíng)銷，并積極創(chuàng)建國(guó)際知名品牌。三是對(duì)一些有發(fā)展?jié)摿Φ乃幚硭巹┻M(jìn)行改造和研究，使之成為一種技術(shù)含量較高的水質(zhì)處理藥劑，組織有關(guān)企業(yè)、高校、科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究，逐步形成具有中國(guó)特色的水處理藥劑和系列產(chǎn)品。四是在開展有關(guān)水處理藥劑的知識(shí)產(chǎn)權(quán)的同時(shí)，利用我國(guó)的生態(tài)環(huán)境和豐富的資源，逐步取代國(guó)內(nèi)普遍使用的含磷水處理藥劑。在加速發(fā)展綠色化學(xué)的過(guò)程中，大力發(fā)展和推廣易降解的水處理劑，使之逐漸取代一些難降解的聚丙烯酸等水處理藥劑。五是研究與水處理藥劑相關(guān)的作用機(jī)制、多功能水處理藥劑的協(xié)同作用，進(jìn)而為我國(guó)的水處理技術(shù)的發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

7 結(jié)語(yǔ)

采用水處理藥劑來(lái)處理垃圾滲濾液，可以促進(jìn)環(huán)境保護(hù)和資源的合理使用，因此，如何有效地提高水處理藥劑的質(zhì)量，確保滲濾液得到有效處理是目前我國(guó)環(huán)保的重要任務(wù)。同時(shí)，隨著水處理藥劑技術(shù)的發(fā)展，使得其在垃圾滲濾液處理的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，進(jìn)而為保護(hù)生態(tài)環(huán)境奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。