5种典型膜处理流程中渗滤液溶解性有机物物质流分析_李天琪.pdf

5种典型膜处理流程中渗滤液溶解性有机物物质流分析李天琪1，吕凡1，2，3，仇俊杰1，章骅1，2，3，何品晶1，2，3（1.同济大学 固体废物处理与资源化研究所，上海200092；2.上海污染控制与生态安全研究院，上海200092；3.上海多源固废协同处理和能源化工程技术研究中心，上海200092）译者：李天琪；审查：何品晶；单位：同济大学固体废物处理与资源化研究所论文来源：Water Research.2023，228,119348.Substance flow analysis on the leachate DOM molecules along five typicalmembrane advanced treatment processes.https:/doi.org/10.1016/j.watres.2022.119348【关键词】溶解性有机物；渗滤液浓缩液；固体废物；轨道阱质谱1研究亮点*比较了典型浓缩液中溶解性有机物（Dissolved Organic Matter，DOM）的化学多样性；*纳滤浓缩了 45.1%98.5%的渗滤液源 DOM；*碟管式反渗透系统截留了反渗透浓缩液中大部分的 DOM，但对氧化程度较高的长填龄渗滤液效果较差；*腐植酸分离系统主要基于体积削减拦截纳滤浓缩液中渗滤液源 DOM。2背景高分辨质谱已应用于渗滤液膜浓缩液 DOM 组分的表征，但目前研究集中于浓缩液处理方法有效性的实验室规模验证，以及工程规模渗滤液处理流程的效能评估。已有研究关注的渗滤液处理流程仍较有限，且相关分析主要基于膜处理前后分子式丰度的变化，较少开展峰面积变化的半定量分析。而且，不同文献采用了不同高分辨质谱仪器或参数，为此难以进行分析信息的横向比较。因此，目前非常缺乏现场规模各类工艺产生的各类渗滤液膜浓缩液的系统研究和平行比较。3研究方法渗滤液及浓缩液样品来自于我国东部 5 个渗滤液处理厂，取样时间为 2021 年 512 月。渗滤液样品包含焚烧厂渗滤液和填埋场渗滤液，浓缩液样品取自一级膜分离系统（纳滤和反渗透）和二级膜分离系统（碟管式反渗透及腐植酸分离系统）。DOM 经固相萃取分离，采用高效液相色谱联用混合四极杆轨道阱质谱仪获取其分子信息。采用 Spearman 相关性分析和冗余分析，结合分子丰度和峰面积变化，探索 DOM分子流特征及转移浓缩规律。4主要研究结果相比于渗滤液 DOM，纳滤浓缩液和反渗透浓缩液的不饱和、芳香化 DOM 相对更多。由于反渗透通常在渗滤液处理流程中作为微滤、纳滤、腐植酸分离系统等的后处理单元，因此，反渗透浓缩液的分子特性指数范围比纳滤浓缩液宽。然而，纳滤浓缩液和反渗透浓缩液的分子特性指数无显著差异。纳滤浓缩液中 45.1%98.5%的渗滤液源 DOM 表现为峰面积增加的特性，这些 DOM 很难再次通过膜单元浓缩处理。腐植酸分离系统对 DOM 的浓缩效果主要依赖于前端纳滤的截留效果。反渗透浓缩液中 50.3%96.8%的渗滤液源 DOM 表现为峰面积削减的特性。碟管式反渗透主要依靠体积削减原理截留了反渗透浓缩液中49.3%72.6%的 DOM，而对渗滤液源 DOM 浓缩比例较低。5结论与展望综合考虑技术可行性及其衍生产物的风险，浓缩液处理难度遵循：碟管式反渗透浓缩液反渗透浓缩液纳滤浓缩液。本研究从末端产物（膜浓缩液）角度为渗滤液及浓缩液处理提供了思路。例如，氧化程度较低的新鲜渗滤液（如焚烧厂渗滤液）应避免采用膜处理单元以保证出水水质达标，而更应考虑优化前端生化处理；需尽可能限制碟管式反渗透系统处理反渗透浓缩液的应用，以避免产生更难处理的二次浓缩液。第 31 卷第 2 期2023年4月环境卫生工程Environmental Sanitation EngineeringVol.31 No.2Apr.2023