CN101767890B - 一种应用膜组合工艺处理垃圾渗滤液的方法 - Google Patents
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Abstract
一种应用膜组合工艺处理垃圾渗滤液的方法，其特征是垃圾渗滤液在稳定塘中自然降解，然后采用多孔陶瓷微滤膜MF预处理，经过两级反渗透膜RO处理后达标排放；陶瓷膜与一级反渗透膜的浓缩液采用回灌处理，二级反渗透浓缩液回流至稳定塘。本发明应用膜组合工艺处理垃圾渗滤液的方法，经反渗透对污染物的去除效果极高，化学需氧量COD去除率大于99％，氨氮NH3-N和总磷TP去除率大于98％，总铬和六价铬去除率大于99.9％，重金属离子去除率均大于99％，且具有很高且稳定的脱盐率，各项指标满足国标GB16889-2008的要求，而且操作简便、能耗和膜污染降低、运行费用低。
Description
技术领域
本发明属一种应用膜组合工艺处理垃圾渗滤液的方法领域。
背景技术
目前我国城市生活垃圾主要采取卫生填埋的方法处理，填埋过程所产生大量的垃圾渗滤液有机浓度高，成分复杂，有毒有害物质多；对垃圾渗滤液，传统的处理工艺是厌氧+好氧生物处理，辅以活性炭吸附、化学沉淀、化学氧化等物理化学法进行深度处理，但难以达到我国《生活垃圾填埋污染控制标准》GB16889-2008的排放要求。主要原因是垃圾渗滤液氨氮浓度过高，可生化性差，尤其旱季与填埋后期，氨氮浓度高达2000mg/L以上，COD/NH3-N接近1.0，BOD/COD接近0.1，导致生化系统崩溃，后续物理化学法处理系统无法正常运行。
国外已广泛应用膜分离工艺处理垃圾渗滤液，事实证明：与生化法相比，膜分离技术在处理垃圾渗滤液方面具有受原水水质影响小、出水水质稳定和占地面积小等明显优势。随着膜材料的改善和膜污染控制方法的提高，膜技术在国内垃圾渗滤液处理中也逐步得到运用；由于利用膜分离技术实现各种污染物的有效截留，已可保证出水达到《生活垃圾填埋污染控制标准》GB16889-2008的排放要求，但在耗能和降低膜污染方面仍有很大潜力可挖。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可降低能耗和膜污染、工艺流程简单、处理费用低、出水稳定达标的应用膜组合工艺处理垃圾渗滤液的方法。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：垃圾渗滤液在稳定塘中自然降解，然后采用多孔陶瓷微滤膜MF预处理，经过两级反渗透膜RO处理后达标排放；陶瓷膜与一级反渗透膜的浓缩液采用回灌处理，二级反渗透浓缩液回流至稳定塘。
陶瓷微滤膜加两级反渗透的组合工艺，以错流方式动态过滤，实现膜面冲洗。
两级反渗透膜RO采用的是管式反渗透装置。
本发明应用膜组合工艺处理垃圾渗滤液的方法，经反渗透对污染物的去除效果极高，化学需氧量COD去除率大于99％，氨氮NH3-N和总磷TP去除率大于98％，总铬和六价铬去除率大于99.9％，重金属离子去除率均大于99％，且具有很高且稳定的脱盐率，各项指标满足国标GB16889-2008的要求，而且操作简便、能耗和膜污染降低、运行费用低。
附图说明
图1为本发明应用膜组合工艺处理垃圾渗滤液的方法工艺流程图
图2为本发明应用膜组合工艺处理垃圾渗滤液的方法的系统装置图
图中标号：1-稳定塘；2-污水泵；3-渗滤液贮槽；4-进液阀；5-循环液贮槽；6-浓缩液排放阀7-变频循环泵；8-压力表；9-多孔陶瓷微滤膜；10-流量调节阀；11-滤液贮槽；12-进液阀；13-循环液贮槽；14-浓缩液排放阀15-变频循环泵；16-压力表；17-一级反渗透膜管；18-流量调节阀；19-滤液贮槽；20-进液阀；21-循环液贮槽；22-浓缩液排放阀；23-变频循环泵；24-压力表；25-二级反渗透膜管；26-流量调节阀
具体实施方式
针对传统的处理工艺旱季与填埋后期“老化”垃圾渗滤液水质特征，本发明采用多孔陶瓷微滤膜+两级低压反渗透装置处理工艺，以解决传统处理工艺不能达标排放的难题。
本发明的工艺运行条件主要是如图2所示的膜分离系统装置图：首先通过改变压力、测定出水通量、确定泵频率和压力的优化组合方式；然后测定在不同pH条件下膜通量，依据COD去除率及脱盐率，确定陶瓷膜和两级反渗透膜pH最佳工作范围；通过测定膜渗透通量的衰减规律和清洗后膜通量恢复情况的比较，确定膜清洗条件和清洗方法。
采用的工艺路线是首先使垃圾渗滤液在稳定塘中自然降解，然后采用多孔陶瓷微滤膜预处理，经过两级反渗透处理后达标排放。陶瓷膜与一级反渗透膜的浓缩液采用回灌处理，二级反渗透浓缩液回流至稳定塘，均无二次污染。
稳定塘内的生物种群包括细菌、藻类、原生动物、后生动物、水蚤，在塘的中层和底层还存在着产酸菌和厌氧菌，垃圾渗滤液在塘内经长时间停留、存储，透过微生物的代谢活动，以及相伴随的物理的、化学的、物理化学的过程，在自然条件下使渗滤液中的一般有机污染物、营养素和其他难降解有机污染物质进行多级转换、降解和去除。塘深设计为1.0～2.0m，水力停留时间30～50d。运行效果主要取决于藻类光合作用产氧量和塘表面的复氧量。
多孔陶瓷微滤膜预处理，目的是保证反渗透装置的正常运行和延长膜的寿命。所用陶瓷膜是市售的无机陶瓷材料，膜孔结构呈外密内疏的非对称性，具有化学稳定性好的明显优点，耐酸、耐碱、耐有机溶剂，机械强度大，可反向冲洗，抗微生物能力强，耐高温；微滤膜孔径0.1～10μm。以动态过滤方式，在微滤膜表面受到垂直于膜面的压力，使水分子得以透过膜面并与被截留物质分离，同时产生的与膜表面平行的切向力将截留在膜表面的物质冲开，延长膜的运行周期。短时间停止透水可增加切面流速，可实现膜面冲洗。多孔陶瓷微滤膜作为垃圾渗滤液的预处理，垃圾渗滤液中的COD去除率可达到50％～60％，脱盐率30％～35％，使出水能达到反渗透膜进水要求并能有效提高RO系统的水回收率。
两级反渗透膜的处理，是借助压力促使水分子反向渗透，产生浓缩废水。所采用的管式反渗透装置，是把渗透膜装在微孔承压管的内侧或外侧，形成管状膜组件，再以多管束装配在筒形耐压容器内。所采用的反渗透膜为超低压复合反渗透半透膜，由皮层和支撑层组成，皮层所用材质主要为聚醚脲，芳香聚酰胺等，支撑层是疏水性的超滤膜，两个层之间通过界面聚合反应制成。其压力运行范围在纳滤运行范围内，即在反渗透和超滤之间，0.2～1.0Mpa。反渗透膜可高效截留渗滤液中的金属离子、氨氮、溶解态污染物等，出水能稳定达到排放标准。
本发明运用变频调速技术，获得最佳速度参数，提高膜分离系统效率，操作简单。
以下结合图2说明本发明工艺处理实施方式。本发明的工艺试验系统由多孔陶瓷微滤膜装置、一级反渗透装置和二级反渗透装置三个处理单元组成。采用19孔道无机陶瓷膜，微孔孔径0.22μm，单只膜有效面积0.23m2。反渗透膜截留分子量小于100，孔径约为0.5nm。试验系统渗滤液处理量为6L/h。
实施例1：
取经垃圾填埋场稳定塘1自然降解30d后的渗滤液，通过污水泵2提升至渗滤液贮槽3中，打开进液阀4后自流到循环液贮槽5。变频循环泵7的频率选择为35Hz，调节流量调节阀10选择压力为0.3Mpa。用0.1％(体积百分比，以下同)NaOH和0.1％的HCl调节渗滤液pH至7.0，多孔陶瓷微滤膜管9以错流方式进行动态过滤。滤浓液在陶瓷微滤膜系统不断循环，滤清液进入一级反渗透系统滤液贮槽11。当循环液贮槽5内的浓缩液达到浓度要求后，打开浓缩液排放阀6，将浓缩液送至回灌处理。打开进液阀12后自流到循环液贮槽13，变频循环泵15的频率选择为47Hz，调节流量调节阀18选择压力为0.9Mpa。用0.1％NaOH调节滤液贮槽11内滤出液pH至8.5，进入一级反渗透膜管17进行动态过滤，滤浓液在一级反渗透膜系统不断循环，滤清液进入一级管式反渗透系统滤液贮槽19。当循环液贮槽13内的浓缩液达到浓度要求后，打开浓缩液排放阀14，将浓缩液送至回灌处理。打开进液阀20后自流到循环液贮槽21，变频循环泵23的频率选择为47Hz，调节流量调节阀26选择压力为0.9Mpa。用0.1％NaOH和0.1％HCl调节滤液贮槽19内滤出液pH至8.5，进入二级反渗透膜管25进行动态过滤，滤浓液在二级反渗透膜系统不断循环，滤清液则可达标排放。当循环液贮槽21浓缩液达到浓度要求后，打开浓缩液排放阀22排回到稳定塘1。出水各项指标满足《生活垃圾填埋污染控制标准》GB16889-2008。具体试验数据如下：
各处理单元通过循环管流量调节阀10、18、26控制系统操作压力8、16、24，在恒定操作压力条件下，若陶瓷微滤系统运行120min，则停止操作进行系统再生清洗。若反渗透处理单元的进水电导率大于18ms/cm，清液回收率在65％～70％，则停止操作进行系统再生清洗。打开浓缩液排放阀6和排放阀14，将浓缩液送至回灌处理。二级反渗透的浓缩液排放阀22用于将浓缩液送入稳定塘1。定期清洗。清洗方式为先碱洗后酸洗。
实施例2：
其他同实施例1，不同之处在于取经垃圾填埋场稳定塘自然降解50d后的渗滤液，陶瓷膜运行的频率与压力选择在30Hz、0.2Mpa；通过0.1％NaOH和0.1％HCl调节渗滤液pH至6.0；反渗透系统运行的频率与压力选择在44Hz、0.8Mpa；通过0.1％NaOH和0.1％HCl调节渗滤液pH至7.5。出水满足有关国家标准。具体试验数据如下：
实施例3：
其他同实施例2，不同之处在于试验用渗滤液取经垃圾填埋场稳定塘自然降解40d后的渗滤液。出水满足有关国家标准。具体试验数据如下：
Claims (2)
1.一种应用膜组合工艺处理垃圾渗滤液的方法，垃圾渗滤液在稳定塘中自然降解后应用膜分离工艺处理，其特征是采用多孔陶瓷微滤膜MF预处理，再经两级反渗透膜RO处理后达标排放；陶瓷膜与一级反渗透膜的浓缩液采用回灌处理，二级反渗透浓缩液回流至稳定塘。
2.如权利要求1所述的应用膜组合工艺处理垃圾渗滤液的方法，其特征是膜分离系统工艺运行条件是：首先通过改变压力、测定出水通量、确定泵频率和压力的优化组合方式；然后测定在不同pH条件下膜通量，依据COD去除率及脱盐率，确定陶瓷膜和两级反渗透膜pH最佳工作范围；通过测定膜渗透通量的衰减规律和清洗后膜通量恢复情况的比较，确定膜清洗条件和清洗方法。
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|---|
| 李晨等.我国城市垃圾渗滤液处理现状与展望.《环境卫生工程》.2004,第12卷(第3期),第136-140页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101767890A (zh) | 2010-07-07 |
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