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垃圾滲濾液膜處理濃縮液的減量化及處理工藝分析
來源: | 作者:200985930380911 | 發(fā)布時間: 2287天前 | 2702 次瀏覽 | 分享到:
 1、預(yù)處理+生物處理+雙膜法(NF+ RO)組合工藝
  組合工藝可滿足目前排放標(biāo)準(zhǔn),該工藝生物處理部分根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)不同,通常采用A/O、多級A/O或者厭氧+A/O的形式,生化出水采用UF(超濾)對活性污泥進(jìn)行截留,組成MBR系統(tǒng)。生化出水根據(jù)排放要求采用NF(納濾)或者NF+RO(反滲透)的形式,《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16889-2008)頒布實(shí)施后,對大部分填埋場而言,深度處理采用單一NF工藝很難穩(wěn)定達(dá)標(biāo),絕大部分采用NF和RO串聯(lián)的工藝形式。這一工藝在國內(nèi)垃圾填埋場、焚燒廠、堆肥場及轉(zhuǎn)運(yùn)站有著廣泛的應(yīng)用,是目前較為普遍的垃圾滲濾液處理方式,經(jīng)過近幾年的實(shí)踐,取得了良好、穩(wěn)定的效果。
  
  1、預(yù)處理+生物處理+雙膜法(NF+ RO)組合工藝
  組合工藝可滿足目前排放標(biāo)準(zhǔn),該工藝生物處理部分根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)不同,通常采用A/O、多級A/O或者厭氧+A/O的形式,生化出水采用UF(超濾)對活性污泥進(jìn)行截留,組成MBR系統(tǒng)。生化出水根據(jù)排放要求采用NF(納濾)或者NF+RO(反滲透)的形式,《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16889-2008)頒布實(shí)施后,對大部分填埋場而言,深度處理采用單一NF工藝很難穩(wěn)定達(dá)標(biāo),絕大部分采用NF和RO串聯(lián)的工藝形式。這一工藝在國內(nèi)垃圾填埋場、焚燒廠、堆肥場及轉(zhuǎn)運(yùn)站有著廣泛的應(yīng)用,是目前較為普遍的垃圾滲濾液處理方式,經(jīng)過近幾年的實(shí)踐,取得了良好、穩(wěn)定的效果。該工藝工程造價為7萬~11萬元/m3,單位水量的直接運(yùn)營成本為20~30元/m3。其中前端生物處理有效提高了系統(tǒng)的耐沖擊負(fù)荷的能力,再經(jīng)過后端的膜處理后出水水質(zhì)較好,但是該工藝運(yùn)行較為復(fù)雜、工藝鏈長,對操作人員素質(zhì)要求較高,因此在小型填埋場的滲濾液處理工程中應(yīng)用較少。
  此外,采用膜技術(shù)以后,在NF單獨(dú)運(yùn)行時系統(tǒng)回收率在80%左右,兩者串聯(lián)運(yùn)行理論上統(tǒng)最高回收率為68%,實(shí)際運(yùn)行很難達(dá)到理論水平,系統(tǒng)回收率在60%左右。有20%~40%的濃縮液難以處理,目前多回灌到垃圾填埋場中或外運(yùn)至污水處理廠。
  2、兩級DTRO(碟管式反滲透)工藝
  DTRO反滲透膜工藝屬于專利技術(shù),在德國滲濾液處理中有大量的應(yīng)用,在國內(nèi)也有一些案例,尤其是小型填埋場由于設(shè)備具有便于啟動、運(yùn)行、自動化程度高的優(yōu)勢,應(yīng)用廣泛。兩級DTRO工藝的核心為DTRO成套設(shè)備。該成套設(shè)備采用碟片豎向擠壓形式組成膜柱,不同于目前的螺旋卷式膜組件。特殊的工藝設(shè)計(jì),使得該膜組件進(jìn)水流道寬度達(dá)到1 mm,能夠承受較高的懸浮物濃度。該工藝具有流程簡單、占地面積小、施工周期短和不需要太多調(diào)控的優(yōu)點(diǎn)。設(shè)備單位水量工程造價5萬~8萬元/m3,單位水量直接運(yùn)行成本25~35元/m3(未包括濃縮液處理)。
  DTRO系統(tǒng)主要存在系統(tǒng)回收率低和化學(xué)清洗頻繁的問題。通常兩級DTRO系統(tǒng)設(shè)計(jì)回收率在70%~75%,由于水質(zhì)的波動及結(jié)垢的影響,系統(tǒng)產(chǎn)水率會逐步下降,實(shí)際回收率在50%~60%,產(chǎn)生約40%的濃縮液無法及時處理。DTRO成套設(shè)備分為酸洗和堿洗兩種工況,通常堿洗 4~7 d,酸洗 8~14 d/次,頻繁清洗需要消耗大量的藥劑以及影響設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行。
  膜處理濃縮液減量化工藝途徑
  由于滲濾液膜處理濃縮液含有大量易結(jié)垢離子,且很難提取利用,本著減量化、再處理的原則,從整個工藝入手減少濃縮液的產(chǎn)量,再考慮處理問題。
  1、提高系統(tǒng)回收率,降低濃縮液的產(chǎn)率
  目前,整個滲濾液處理系統(tǒng)的回收率理論上在63.75%~68%,實(shí)際運(yùn)行在60%左右。系統(tǒng)回收率低已成為制約滲濾液處理工藝發(fā)展的瓶頸問題。回收率低的主要原因是膜處理工藝的串聯(lián),逐級濃縮確保了水質(zhì)的穩(wěn)定、可靠,但造成了濃縮液的逐級產(chǎn)生。由此可見,通過降低膜工藝串聯(lián)的數(shù)量或改變膜工藝形式來提高系統(tǒng)的回收率,具有可行性。推薦的膜工藝形式主要有MBR+RO和MBR+DTRO兩種工藝形式。MBR+RO工藝系統(tǒng)回收率可達(dá)75%左右,但由于反滲透缺少了納濾預(yù)處理,且MBR出水中含有大量的易結(jié)垢物質(zhì),因此后續(xù)反滲透極易污染,需頻繁清洗,造成設(shè)備開機(jī)率低。MBR+DTRO工藝由于DTRO的特殊構(gòu)造和高壓,因此回收率更高,穩(wěn)定在80%左右,水質(zhì)較好時可達(dá)85%。但DTRO設(shè)備造價昂貴,且運(yùn)行阻垢劑、清洗劑的專一性導(dǎo)致難以廣泛應(yīng)用。
  2、采用非膜工藝,從源頭避免濃縮液的產(chǎn)生
  從工藝源頭入手,生化后端采用非膜工藝可避免濃縮液的產(chǎn)生。具有可實(shí)施的工藝為高級氧化處理與生化處理的高效集成處理技術(shù),典型應(yīng)用為“AT-BC系統(tǒng)+二級Fenton(芬頓)+二級BAF(曝氣生物濾池)”組合工藝,這一工藝最主要的特點(diǎn)是不采用膜工藝,因此無濃縮液產(chǎn)生。由于滲濾液水質(zhì)的復(fù)雜多變,加之不同地區(qū)的氣候條件,這一工藝能否大面積推廣還需要時間的觀察和考驗(yàn)。
  另一方面,由于AT-BC系統(tǒng)為專有技術(shù),且需培養(yǎng)專門的Bacillus菌群和專一的營養(yǎng)液,使得該技術(shù)不具備大面積推廣空間。根據(jù)這一特性,結(jié)合目前具有廣泛工藝基礎(chǔ)的MBR工藝,建議將工藝優(yōu)化為MBR+NF+ 高級氧化組合工藝。NF濃縮液采用絮凝沉淀后回流至調(diào)節(jié)池的工藝形式。這樣就從源頭避免了RO濃縮液的產(chǎn)生,唯一的濃縮液為NF濃縮液。NF濃縮液通過絮凝沉淀將腐殖質(zhì)去除,可有效解決鹽分的累積問題。這一修正工藝相對于原工藝系統(tǒng)更加穩(wěn)定、可靠,也更具可行性。
  膜處理濃縮液處理處置工藝探討
  1、 NF濃縮液處理工藝
  滲濾液NF濃縮液的主要處置辦法是回流到調(diào)節(jié)池,通過調(diào)節(jié)池長時間的厭氧作用,將NF濃縮液中難生物降解物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可生物降解物質(zhì)。NF濃縮液中主要含有腐殖酸、富里酸等長鏈難生物降解物質(zhì)和二價離子。根據(jù)這一特性,目前較為可行的工藝為絮凝沉淀+高級氧化,處理出水不能達(dá)標(biāo)排放,可回流至調(diào)節(jié)池再處理。經(jīng)過處理后回流的NF濃縮液可避免直接回流帶來的腐殖質(zhì)和二價鹽累積問題。通過絮凝沉淀作用,將腐殖質(zhì)和二價離子以沉淀的形式排出,通過高級氧化的氧化作用將部分難生物降解物質(zhì)氧化。
  2、RO濃縮液處理工藝
  RO濃縮液的處理一直是行業(yè)難點(diǎn)問題,目前尚無可靠、穩(wěn)定的工程案例。反滲透濃縮液中主要物質(zhì)為鹽分,同時含有大量的氯離子,根據(jù)鹽分比較穩(wěn)定的這一特性,工藝采用再濃縮后采用熱處理(蒸發(fā)、焚燒)的辦法比較可行。再濃縮可采用高壓反滲透或正滲透處理工藝,熱處理的主要工藝路徑有焚燒和蒸發(fā)兩種,焚燒可結(jié)合垃圾焚燒廠焚燒爐,采用“噴入垃圾焚燒爐焚燒處理”和“焚燒+尾氣凈化處理排放”等工藝。蒸發(fā)濃縮方面,包括“蒸發(fā)濃縮+二次蒸汽焚燒排放”和“蒸發(fā)濃縮+冷凝液排放+殘?jiān)幹谩钡确绞健_@些處理技術(shù),在近幾年得到了不同程度的發(fā)展,也有了一定的工程實(shí)踐,但要大面積推廣,在技術(shù)方面還有一定的困難。主要原因在于無論是焚燒還是蒸發(fā),能耗都非常大,且設(shè)備結(jié)垢嚴(yán)重、清洗頻繁,很難連續(xù)可靠運(yùn)行。此外還有殘?jiān)奶幹煤望}分轉(zhuǎn)移的問題。如采用焚燒工藝將鹽分轉(zhuǎn)移到焚燒灰渣,將大大增加焚燒灰渣的處理和利用難度。如采用再濃縮+蒸發(fā)工藝,得到結(jié)晶鹽和最終殘液,會面臨混合鹽處理、處置問題。殘?jiān)袒裁媾R固化穩(wěn)定性問題,需采用瀝青、塑料等不溶性固化處理后才能填埋。
  結(jié)論和建議
  (1)垃圾滲濾液具有大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的兩種工藝為預(yù)處理+生物處理+雙膜法組合工藝和碟管式反滲透工藝。兩種工藝均能滿足排放標(biāo)準(zhǔn),但均不同程度地帶來了濃縮液難處理處置的問題。
  (2)預(yù)處理+生物處理+雙膜法組合工藝在垃圾滲濾液的處理工程中有著廣泛的應(yīng)用,該工藝具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、出水水質(zhì)穩(wěn)定、處理效果好的優(yōu)點(diǎn),但系統(tǒng)回收率在60%左右,有20%~40%的濃縮液難以處理。
  (3)濃縮液的處理處置難度很大,可以優(yōu)化目前工藝,先減量化再處理。可從完善“預(yù)處理+MBR+NF/RO”組合處理工藝入手,采用MBR+DTRO工藝和生活后端采用非膜工藝即高級氧化與生化處理高效集成,從而從源頭避免濃縮液的產(chǎn)生。NF濃縮液可采用絮凝沉淀+高級氧化工藝處理,出水不能滿足排放要求,回流至調(diào)節(jié)池,避免NF濃縮液直接回流調(diào)節(jié)池帶來的二價離子累積問題。RO濃縮液處理處置難度極大,目前尚無穩(wěn)定、可靠的處理工藝。
  (4)目前國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范對濃縮液的處理尚未明確,建議明確濃縮液處理最終要求,才能發(fā)展高效的濃縮液處理技術(shù)。
  (5)滲濾液源頭減量是解決滲濾液問題的可行之路,包括降低垃圾含水率,降低填埋垃圾的有機(jī)質(zhì)含量,填埋作業(yè)覆蓋及雨污分流等。
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