膜技術(shù)在垃圾滲濾處理領(lǐng)域的應(yīng)用

李艷兒

摘 要：生活垃圾滲濾液處理系統(tǒng)采用膜技術(shù)進(jìn)行深度處理，具有工藝先進(jìn)、出水水質(zhì)較好等特點(diǎn)，是目前國(guó)內(nèi)垃圾滲濾液處理的有效方法之一。介紹了膜技術(shù)在某生活垃圾焚燒廠垃圾滲濾液處理工程中的實(shí)際應(yīng)用，著重分析了超濾、納濾、反滲透膜的設(shè)計(jì)、運(yùn)行和最終出水水質(zhì)情況。

關(guān)鍵詞：超濾；納濾；反滲透；垃圾滲濾液

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.093

某垃圾滲濾液處理站屬于生活垃圾焚燒發(fā)電廠項(xiàng)目的配套工程，設(shè)計(jì)日處理規(guī)模為400 m3/d，采用“生化+膜”處理工藝，出水水質(zhì)執(zhí)行《城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T 19923—2005）中表1敞開式循環(huán)冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。其中，生化工藝采用“機(jī)械過濾+調(diào)節(jié)池+混合反應(yīng)沉淀池+厭氧系統(tǒng)+A/O系統(tǒng)”，可以降解大部分有機(jī)物，改善生化出水水質(zhì)，從而為膜處理工藝奠定基礎(chǔ)。膜工藝采用“外置管式超濾膜系統(tǒng)+納濾系統(tǒng)+反滲透系統(tǒng)”，可以攔截絕大部分殘留有機(jī)物、無機(jī)物等，使出水達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。

垃圾滲濾液經(jīng)過膜深度處理后，可用于廠區(qū)內(nèi)敞開式循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水源，實(shí)現(xiàn)了污水資源化，節(jié)省了水資源，促進(jìn)了可持續(xù)發(fā)展。

1 生化處理工藝簡(jiǎn)介

由于垃圾滲濾液具有成分復(fù)雜、有機(jī)物濃度高、氨氮濃度高、離子含量高，且水質(zhì)和水量隨季節(jié)性變化大等特點(diǎn)，采用單純的膜工藝無法解決污染問題。因此，通過生化處理工藝降解大部分有機(jī)污染物后，再通過膜工藝進(jìn)一步深化處理，從而實(shí)現(xiàn)垃圾滲濾液再利用?！吧?膜”工藝是目前垃圾滲濾液處理的主流工藝。

本工程的生化處理工藝為：機(jī)械過濾→調(diào)節(jié)池→混合反應(yīng)沉淀池→厭氧系統(tǒng)→A/O系統(tǒng)。

2 膜處理工藝

深度處理工藝包括超濾系統(tǒng)、納濾系統(tǒng)和反滲透系統(tǒng)?，F(xiàn)分別對(duì)每種工藝作簡(jiǎn)要介紹。

2.1 超濾處理工藝

超濾系統(tǒng)采用德國(guó)berghof外置式超濾膜，該技術(shù)主要應(yīng)用于污水處理、垃圾滲濾液領(lǐng)域。該膜技術(shù)具有機(jī)械性能好、使用壽命長(zhǎng)和出水穩(wěn)定的特點(diǎn)，系統(tǒng)采用大流量循環(huán)減少膜面污染，并配置有獨(dú)立的沖洗和化學(xué)清洗功能，可實(shí)現(xiàn)“手動(dòng)/全自動(dòng)”控制。

2.2 納濾處理工藝

納濾系統(tǒng)采用美國(guó)DOW納濾膜，該技術(shù)主要應(yīng)用于物料濃縮領(lǐng)域。該膜技術(shù)具有膜面積大、運(yùn)行壓力低、抗污染性能好和出水穩(wěn)定的特點(diǎn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)為內(nèi)流量循環(huán)、單段清洗和兩段升壓，并配置有獨(dú)立的化學(xué)清洗功能，可實(shí)現(xiàn)“手動(dòng)/全自動(dòng)”控制。

2.3 反滲透處理工藝

反滲透系統(tǒng)采用美國(guó)DOW反滲透膜，該技術(shù)主要應(yīng)用于水質(zhì)凈化領(lǐng)域。該膜技術(shù)具有運(yùn)行壓力高、抗污染性能好和出水水質(zhì)好的特點(diǎn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)為內(nèi)流量循環(huán)、單段清洗和兩段升壓，并配置有獨(dú)立的化學(xué)清洗功能，可實(shí)現(xiàn)“手動(dòng)/全自動(dòng)”控制。

3 膜技術(shù)參數(shù)

超濾、納濾和反滲透膜技術(shù)的具體參數(shù)如表1所示。

表1 膜技術(shù)參數(shù)

項(xiàng) 目 超濾 納濾 反滲透

膜材料 PVDF 聚酰胺復(fù)合膜 聚酰胺復(fù)合膜

膜類型 外置式 卷式膜 卷式膜

型號(hào) 83G NF270 一段BW30，二段SW30

膜長(zhǎng)度/mm 3 000 1 016 1 016

pH耐受范圍 2～11 3～10 2～11

最大耐溫/℃ 60 45 45

最大操作壓力/kPa 800 41 一段41，二段83

從表1可知，該超濾膜材質(zhì)為PVDF，具有較好的耐pH、耐高溫、耐壓力性能，且膜平均孔徑為30 nm，可截留大分子物質(zhì)。納濾膜和反滲透膜材質(zhì)均為聚酰胺復(fù)合膜，具有較好的耐pH、耐高溫、耐壓力性能。一段反滲透膜采用苦咸水膜，二段反滲透膜采用海水膜。

4 膜對(duì)污染物截留分析

4.1 超濾膜對(duì)污染物截留分析

由于超濾膜為大孔徑膜，能截留部分COD、BOD5等有機(jī)物，幾乎不截留無機(jī)鹽、小分子物質(zhì)，對(duì)出水pH、氨氮也無明顯影響。運(yùn)行中，超濾膜前設(shè)有一道過濾器，可對(duì)超濾膜起到預(yù)保護(hù)作用。每次停機(jī)時(shí)進(jìn)行清水沖洗，運(yùn)行一段時(shí)間后，超濾膜產(chǎn)水量下降、運(yùn)行壓力升高，需對(duì)膜進(jìn)行化學(xué)清洗。2014-03—06超濾系統(tǒng)進(jìn)、出水水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析如圖1所示。

從圖1可知，超濾系統(tǒng)對(duì)COD的去除率在31.2%～39.7%，對(duì)BOD5的去除率在19.0%～32.2%，且出水清澈。

4.2 納濾膜對(duì)污染物截留分析

由于納濾膜為中等孔徑膜，允許硬度成分中等通過，其他鹽分中等或較高程度通過，因此，具有較低的滲透壓和操作運(yùn)行壓力。運(yùn)行中，納濾膜前設(shè)有一道過濾器，可對(duì)膜起到預(yù)保護(hù)作用。每次開、停機(jī)時(shí)進(jìn)行清水沖洗，運(yùn)行一段時(shí)間后，納濾膜產(chǎn)水量下降、運(yùn)行壓力升高，需對(duì)膜進(jìn)行化學(xué)清洗。2014-03—06納濾系統(tǒng)進(jìn)、出水水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析如圖2所示。

圖1 超濾系統(tǒng)對(duì)COD、BOD5的去除效果 圖2 納濾系統(tǒng)對(duì)COD、BOD5的去除效果

從圖2可知，納濾系統(tǒng)對(duì)COD的去除率在66.8%～72.1%，對(duì)BOD5的去除率在62.5%～68.9%，且出水清澈，無色或略帶黃色。

4.3 反滲透膜對(duì)污染物截留分析

由于反滲透膜為小孔徑

膜，膜孔徑已經(jīng)達(dá)到納米級(jí)

以上，幾乎只允許水分子和

極少量小分子物質(zhì)通過，因

此，具有較高的滲透壓和操作

運(yùn)行壓力，出水水質(zhì)良好。運(yùn)

行中，反滲透膜前設(shè)有一道過

濾器，可對(duì)膜起到預(yù)保護(hù)作

用。每次開、停機(jī)時(shí)進(jìn)行清水沖洗，運(yùn)行一段時(shí)間后，反滲透膜產(chǎn)水量下降、運(yùn)行壓力升高，需對(duì)膜進(jìn)行化學(xué)清洗。2014-03—06反滲透系統(tǒng)進(jìn)、出水水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析如圖3所示。

從圖3可知，該反滲透系統(tǒng)對(duì)COD的去除率在93.0%～93.8%，對(duì)BOD5的去除率在85.7%～88.2%，對(duì)氨氮有很好的去除作用，幾乎監(jiān)測(cè)不到出水氨氮，且出水清潔，可作為敞開式循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水源。

5 結(jié)束語(yǔ)

本工程膜系統(tǒng)自2014-01投入運(yùn)行至今，對(duì)各主要進(jìn)、出水水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，膜出水符合敞開式循環(huán)冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。雖然垃圾滲濾液進(jìn)水水質(zhì)在不斷波動(dòng)，但性能優(yōu)良的膜產(chǎn)品和嚴(yán)密的設(shè)計(jì)保證了系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定、出水達(dá)標(biāo)。采用膜深度處理工藝實(shí)現(xiàn)了垃圾滲濾液再回用和資源再利用。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：張思楠〕