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          垃圾滲濾液專題 NEWS
           
           
          技術|試論處理垃圾滲濾液中微濾+反滲透工藝的應用

           "微濾+反滲透"工藝技術能夠有效溶解垃圾滲濾液(Landfillleachate)中的有機污染物和無機污染物,在國內的相關資料研究中,對現有的垃圾滲濾液"微濾+反滲透"工藝技術進行研究和總結,能夠符合我國政府的環保產業政策,繼而得到廣泛地推廣和應用。

           

          隨著我國社會的發展,城市進程也日益加快,因此產生的固體垃圾也呈現逐年上升發展趨勢。我國的固體垃圾在處理過程中,一般采取的是衛生填埋方式,而生活固體垃圾處理之后經過微生物的降解會溶出污染物,污染物經過雨水淋溶之后會形成垃圾滲濾液。

           

          垃圾滲濾液是一種高濃度的有機廢水,對人們的生活環境產生了很大程度的影響,嚴重時會對生態系統產生巨大的威脅[1]。垃圾滲濾液是垃圾填埋過程中產生二次污染的主要影響因素,水質既復雜又變化大?,F階段來看,對垃圾滲濾液的處理技術一般有以下幾種:

           

          (1)生化方法;(2)回灌方法。在實際運行過程中,由于生物菌無法適應垃圾滲濾液的水量和水質等,因此采用臭氧氧化和氧化劑氧化等處理方法也只能處理滲濾液中的部分污染物質,不能夠降解被吸附處理的物質。在排放水體的過程中,一旦長期積累之后,勢必會對環境和地下水體等造成二次污染。其中,反滲透分離技術的應用最為廣泛,與此同時也取得了良好的處理垃圾效果。

           

          1.反滲透分離技術分析

           

          1.1反滲透分離技術簡介

          反滲透(reverseosmosis)處理技術中以垃圾滲濾液膜處理工藝應用范圍較為廣泛,早在20世紀70年代,金祥福,王立江,盛浩等學者曾經提出利用RO處理垃圾滲濾液能夠解決垃圾場中出水不夠穩定問題[2]。諸多學者在RO處理垃圾滲濾液方面有諸多研究,國內膜技術處理滲濾液的研究相比起國外膜技術而言起步比較晚。

           

          近年來,國內陸續開展了膜處理垃圾滲濾液的相關研究,我國的一些發達城市也將膜工藝技術應用到垃圾滲濾液的處理過程中,與此同時取得良好的處理效果。陶瓷膜是由一種經過特殊工藝制備而成的無機陶瓷材料,具有以下幾個方面的特性:

           

          (1)化學穩定性;(2)機械輕度大;(3)抗微生物的能力強;(4)耐有機溶劑[3]。超低壓反滲透膜是近年來發展的一項膜技術,在納濾過程中逐漸發展而來。納濾膜技術克服了反滲透膜運行壓力過高的缺點,但是其脫鹽率比較低,所以不能夠用于除鹽。

           

          超低壓反滲透膜有效改進了納濾膜的表面材質,有效提高了膜的整體性能,從而有效克服了納濾的缺陷,其不僅僅能夠在比較低的壓力下實現脫鹽功能,而且還能夠在地表水的處理過程中做好相應處理。超低壓反滲透膜技術的產水量比較大,抗污染能力比較強,具有性能穩定和機械強度高等優勢。采用“微濾+反滲透”工藝技術處理垃圾滲濾液能夠取得良好的污水處理效果[4]。

          1.2實驗方法

          采用廣東某地區的生活垃圾處理廢水,其滲濾液在穩定塘中自然降解50d左右,水樣為棕褐色,pH:7.40~8.40;COD:1400mg/L~4000mg/L;電導率:11ms/cm~22ms/cm。實驗采用WUFVI實驗超濾系統,試驗系統由以下幾個處理單元組成:

           

          (1)一級反滲透裝置;(2)二級反滲透裝置;(3)多孔陶瓷微濾膜裝置。采用無機陶瓷膜,微孔孔徑:0.23um;單只膜面積:0.22m2;反滲透采用超低壓負荷半透膜,截留分子量:<100;孔徑:0.5nm。

           

          超低壓反滲透壓力運行范圍在納濾運行范圍:0.1MPa~1.1MPa。實驗裝置在垃圾滲濾液中經過穩定塘自然降解50d左右后,通過污水泵提升到滲濾液的貯槽中,打開進液閥之后,經過多孔陶瓷微濾膜裝置和一級反滲透裝置等,達到標準之后再進行排放。

           

          陶瓷微濾系統出水之后,將一級反滲透系統出水作為二級反滲透進水裝置。在恒定操作情況下,一旦陶瓷微濾系統運行超過2小時,則要停止操作,進入清洗系統。反滲透處理單元的進水電導率超過17ms/cm時,清液回收率在64~72%范圍之內,停止操作進行系統再生清洗。打開濃縮排放閥之后,再將濃縮液送回至回灌處理。

           

          采用的主要方法:(1)pH采用玻璃電極法;(2)COD采用微波快速消解法;(3)電導率采用電導率儀測定方法。

           

          1.3實驗結果

          陶瓷膜微濾處理過程COD有一定下降,滲濾液中的有機污染物去除效果更為顯著。經過陶瓷微濾預處理之后,出水的COD維持在50.2%。出水達到反滲透膜的進水要求,與此同時能夠提高反滲透系統的回收率。定時清洗陶瓷微濾處理系統,清洗周期一般為2h左右,采用堿洗和酸洗的方法能夠恢復到新膜97%的通透量。

           

          污染物的電導率滲濾液為15~25,一級RO進水為7~12,一級RO出水為0.63~3.44,二級RO出水為0.14~0.19,膜總去除率超過98.9%。COD的電導率滲濾液為1500~3500,一級RO進水為700~2200,一級RO出水為9.33~96.02,二級RO出水為4.00~25.00,膜總去除率超過99.10%。

           

          2.膜法深度處理工藝

           

          膜法深度處理工藝隨著生活垃圾填埋場污染控制標準的實施,應用范圍比較廣泛,技術也比較成熟,出水達到國家規定的滲濾液排放標準,其中最具有代表性的工藝有以下兩種:(1)DT-RO;(2)MBR+NF+RO[5]。每噸滲濾液的投資成本目前來看會大幅度降低,在一般情況下均難以承受。

           

          3.綜合工藝

           

          膜技術與化學處理、生化處理和吸附處理等常規分離技術結合能夠得到合理的處理效果。相關學者提出了新型的垃圾滲濾液綜合處理技術,此類技術采用回灌填場厭氧生物處理技術之外,還可以將混凝沉淀工藝根據填埋場的具體范圍來布置或者保留膜技術。

           

          在設計進水過程中,將COD進水濃度設置為1400mg/L~20000mg/L,經過工藝流程處理之后,最終COD出水濃度小于110mg/L。上述工藝利用好氧生物處理微濾工藝,能夠有效提高有機污染物的去除能力,為反滲透的正常運行提供合適的條件。

           

          充分利用反滲透的分離性能,不僅能夠使得分離之后的滲濾液COD濃度能夠達到標準要求,而且能夠為后續生物硝化提供生長環境,從而最大幅度地降低NH3-N濃度,減少生物硝化的電耗,最終降低運行費用。RO處理技術的應用能夠確保重金屬離子的有效排放,使得處理過后的水質能夠符合我國的相關標準要求。

           

          4.結束語

           

          綜上所述,由于膜分離技術的主要分離對象是流體,具有以下幾個方面的特點:(1)設備占地比較少;(2)實施閉路循環;(3)無二次污染;(4)能耗低。在發達國家中,對垃圾濾液凈化處理,采用“微濾+反滲透”工藝技術處理垃圾滲濾液能夠取得良好的污水處理效果。

           
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