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2019年度环境保护科学技术奖“垃圾渗滤液全过程优化处理
技术创新、集成示范及应用”公示内容
一、项目名称
垃圾渗滤液全过程优化处理技术创新、集成示范及应用
二、主要完成人
高冠道、刘军、潘丙才、李瑞、张毅、戴昕、张孝林、姜玉、宫建瑞、韩志华、王月、袁道迎、叶美瀛
三、主要完成单位
南京大学，南京万德斯环保科技股份有限公司，中国环境科学研究院，生态环境部南京环境科学研究所，南京工业大学
四、项目简介
我国生活垃圾年产生量约2.3亿吨，存量达70亿吨，并以每年8%~10%的速度递增，其中约70%采用填埋方式处理。目前，全国有1459座卫生填埋场和2.7万余座非正规填埋场，垃圾渗滤液年产量高达5000多万吨，其组分复杂、毒性高。近年来，垃圾渗滤液泄露污染环境灾害事故频发，严重威胁着人体健康和生态环境安全。
当前垃圾渗滤液主要采用NF/RO膜技术，作为深度处理的核心工艺单元，市场占有率达到90%。但渗滤液组分复杂、水质多变，膜工艺普遍存在严重的堵塞现象，从而影响膜效能的发挥，且运行维护成本较高。此外，膜技术属于物理富集过程，不能从根本上全量削减污染物，残余的大量浓缩液难以处理。膜处理出水仍存在着氨氮、硝态氮及重金属不达标现象，针对上述瓶颈，本项目主要创新成果如下：
1、针对现有膜技术存在浓缩液比例高、膜污染与堵塞和运行成
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本高等问题，通过研发旋转自清洗和动态膜旋转过滤技术，形成高通量、低污染膜技术工艺，工艺技术产水率达80%以上，浓缩液减少30%以上，处理成本降低20%，延长膜组件清洗周期；同时研制了导电滤膜新材料，并将电化学和膜处理过程耦合，首次实现了基于导电膜材料缓解膜污染。
2、针对膜分离技术是转移而非消除污染物的根本性问题，率先提出了集过滤和电解功能为一体的“电过滤”式废水处理新理念，开发出基于碳纳米管的三维膜电极，阐明了导电膜材料制备的原理，揭示了“电过滤”技术高效去除水中难降解有机污染物等的特性，为高效削减垃圾渗滤液膜浓缩液提供了技术支撑。
3、针对膜浓缩液全量削减难、处理成本高等瓶颈，研发了铁还原生化处理对渗滤液膜浓缩液的减量技术，以赤铁矿（α-Fe2O3）为微生物载体及电子受体，负载Fe(Ⅲ)还原菌工程微生物，从而低成本、高效率去除浓缩液中难降解腐殖质类有机物（例如胡敏酸、富里酸）、以及其它大分子有机物（例如高级脂肪酸、卤代烃等）。
4、为实现垃圾渗滤液全量化处理开发了其它核心技术，针对垃圾渗滤液膜处理出水仍广泛存在着氨氮、硝态氮及有害的重金属离子超标问题，以纳米复合电催化剂nZVI@D201为核心，开发了流动式电化学硝化-反硝化核心技术，有效去除了氨氮和硝态氮。该技术处理速率快，反应流程短，耐冲击负荷强；同时针对垃圾渗滤液高盐背景下重金属超标问题，开发了高选择性复合吸附树脂，有效去除了高盐环境中的重金属离子，达到了全量化削减垃圾渗滤液的目标。
5、针对垃圾渗滤液采用生化处理后出水中COD、氨氮等容易超标的问题，利用紫外线和纳米TiO2的光催化氧化原理，使用改性活性炭纤维负载TiO2催化剂作为浅池深度处理工艺的核心技术，可有
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效降低出水中有机污染物浓度。
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