第一篇：碟管式反滲透工藝用在垃圾滲透液處理中的優(yōu)缺點分析及改進(jìn)措施

碟管式反滲透(DTRO)工藝用在垃圾滲透液處理中的優(yōu)缺點分析及改進(jìn)措施

來源：城市建設(shè)理論研究

摘要：DTRO是種先進(jìn)的反滲透膜，具有獨特的結(jié)構(gòu)形式，在垃圾滲透液處理中使用越來越廣泛，取得較好效果，但也存在一些問題。本文通過對國內(nèi)、外DTRO工藝運(yùn)行中的優(yōu)、缺點進(jìn)行分析，對DTRO工藝存在的問題提出改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：垃圾滲透液;DTRO;優(yōu)缺點分析;改進(jìn)措施

中圖分類號：G353文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

ANALYSIS AND IMPROVEMENT MEASURES ABOUT DTRO USED IN LEACHATE TREATMENT

Liu Zhongwei1Zhang Zhirong2

(1.Guangxi Urban-rural Planning Design institute, Nanning 530022 ,China;

2.Guangxi Transportation Research Institute, Nanning 530007,China)

Abstract: DTRO, an advanced RO membrane with special structure form, is used more and more in leachate treatment and got a good effect, but there are also some problems.Based on the analysis on the DTRO used in leachate treatment domestic and foreign, the paper raised the improvement measures.Keywords: leachate;DTRO;analysis on strengths and weaknesses;improvement measures

1滲透液水質(zhì)特點

垃圾滲透液是一種成分復(fù)雜的高濃度有機(jī)廢水，含有多種毒性物質(zhì)和致癌物質(zhì)，是世界公認(rèn)的污染威脅大、性質(zhì)復(fù)雜、難以處理的高濃度廢水。本文由一體化垃圾滲透液處理設(shè)備廠家廣東春雷環(huán)境工程有限公司采編，如有侵權(quán)請告知。

滲透液的水質(zhì)與進(jìn)入填埋場的垃圾類別有直接聯(lián)系，發(fā)達(dá)國家如德國、日本垃圾分類較好。以使用DTRO工藝較多的德國為例，德國垃圾填埋場對有機(jī)質(zhì)的填埋比例進(jìn)行了嚴(yán)格限制，因此BOD5很低，典型的滲透液成分如下：

表1德國垃圾滲透液水質(zhì)

Table 1 Leachate quality in Germany

指標(biāo) 電導(dǎo)率

(μS/cm)BOD5

(mg/L)COD

(mg/L)NH3-N(mg/L)

數(shù)值 15000~20000 300~500 3000~5000 1500~2000

我國除北京、上海、深圳等少數(shù)城市做了垃圾分類試點以外，其它絕大部分城市垃圾沒有分類，同時我國各地氣象條件各異域，因此我國垃圾滲透液的水質(zhì)與德國比，相差較大，有如下特點：

1)、填埋初期NH3-N濃度高，可以到3000mg/L以上，BOD5/COD值較高可達(dá)0.5以上，可生化性好，碳源充足，較易處理。

2)、隨著填埋時間的變化(通常5年左右)，BOD5的濃度快速下降、COD的濃度緩慢下降，仍然保持較高濃度，BOD5/COD值較低，可生化性差，部分有機(jī)物(中等分子量的灰黃霉酸類物質(zhì))難生物降解;NH3-N濃度保持在1000mg/L左右，C/N比低，處理難度大。

3)、重金屬：一般滲透液中的重金屬含量很低，不會超過排放標(biāo)準(zhǔn)，但當(dāng)工業(yè)垃圾與生活垃圾混合填埋時，重金屬溶出數(shù)量會增加，與各地實際情況有關(guān)。

我國垃圾滲透液水質(zhì)與德國相差很大，BOD5濃度高很多，可生化性相對要好，特別是填埋初期。

2DTRO工藝分析

從2011年7月1日起，現(xiàn)有的所有滲透液處理出水按新標(biāo)準(zhǔn)《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)執(zhí)行，新標(biāo)準(zhǔn)對COD，總氮、重金屬及外運(yùn)處理等方面提出了更為嚴(yán)格的要求，根據(jù)滲透液的水質(zhì)特點，有機(jī)物和氨氮是國家排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的兩個主要去除目標(biāo)，它決定了滲透液處理工藝的建設(shè)成本和運(yùn)行費(fèi)用。

2010年4月1日起實施的《生活垃圾填埋場滲透液處理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ 564-2010)，提出了“生化處理+膜過濾”的原則性處理流程。

目前大多數(shù)垃圾填埋場濾液處理工藝為以下兩種：全膜過濾(DTRO)工藝和“生化處理+膜過濾”工藝，本文主要對全膜過濾(DTRO)工藝進(jìn)行分析。本文由一體化垃圾滲透液處理設(shè)備廠家廣東春雷環(huán)境工程有限公司采編，如有侵權(quán)請告知。

2.1國外DTRO工藝運(yùn)行情況

1988年頗爾水技術(shù)公司在德國首次推出DTRO裝置用于垃圾滲透液處理，在德國應(yīng)用較多，因此以德國的實際應(yīng)用為例進(jìn)行介紹。德國垃圾填埋場對有機(jī)質(zhì)的填埋比例進(jìn)行了嚴(yán)格限制，滲透液成分相對簡單，收集的垃圾滲透液一般先經(jīng)過預(yù)處理，再進(jìn)入反滲透系統(tǒng)，同時對濃縮液進(jìn)行處理，該技術(shù)取得了很好的應(yīng)用效果，典型工藝流程如下：

圖一 德國典型DTRO處理工藝流程

Fig.1 Technological process of DTRO in Germany

2.2國內(nèi)DTRO工藝運(yùn)行情況

兩級DTRO工藝流程及水量平衡圖如下(Q為清水產(chǎn)量，DTRO產(chǎn)水率按80%計算)：

圖二 DTRO工藝水量平衡

Fig.2 Water budget in DTRO process

兩級DTRO系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：

1)、預(yù)處理系統(tǒng)簡單，滲透液通過保安過濾器(精密過濾)即可進(jìn)入DTRO系統(tǒng)。

2)、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、進(jìn)水水質(zhì)波動對其影響較小。

3)、通過碟管式反滲透膜(DTRO)將滲透液分為濃縮液(污染物含量極高)和清水(含少量鹽)兩部分，是純物理分離。和生化處理比較，占地面積小、自動化程度高、對運(yùn)行管理人員要求較低。本文由一體化垃圾滲透液處理設(shè)備廠家廣東春雷環(huán)境工程有限公司采編，如有侵權(quán)請告知。

4)、發(fā)生故障時，啟動和關(guān)閉時間短。

5)、采用膜組件結(jié)構(gòu)，容易改建和擴(kuò)建。

6)、縮短產(chǎn)生滲透液的時間，減少填埋場封場后的維護(hù)時間。

由于國內(nèi)滲透液水質(zhì)濃度高，濃縮液沒采取處理措施直接回灌至填埋庫區(qū)，滲透過垃圾堆體，由滲透液收集系統(tǒng)收集再次排入調(diào)節(jié)池，進(jìn)入滲透液處理站，是內(nèi)部循環(huán)的，存在以下不足：

1)、污染物的降解主要依賴于垃圾堆體，垃圾堆體處于厭氧環(huán)境，系統(tǒng)中主要是兩類細(xì)菌：產(chǎn)酸細(xì)菌(異養(yǎng)菌)和產(chǎn)甲烷菌(自養(yǎng)菌)，產(chǎn)酸菌比產(chǎn)甲烷菌增長快，產(chǎn)甲烷菌對PH值較敏感，最適宜pH值范圍約在6.8~7.2之間，如果產(chǎn)酸菌增長過快，垃圾堆體的PH值將低于6.5，產(chǎn)甲烷菌會受到抑制，兩類細(xì)菌數(shù)量將不平衡(新鮮滲透液含有較高濃度的VFA，可生化性好，因此產(chǎn)酸菌增長很快，這種情況更容易出現(xiàn))，從而使?jié)B透液停留在產(chǎn)酸階段，污染物不能徹底分解，導(dǎo)致DTRO系統(tǒng)進(jìn)水的有機(jī)物濃度較高，加速DTRO膜的污染。

2)、對于難生物降解的有機(jī)物和無機(jī)鹽類在系統(tǒng)內(nèi)積累，反滲透系統(tǒng)進(jìn)水濃度會越來越高。含鹽量越高滲透壓越高，進(jìn)水壓力不變的情況下，產(chǎn)水量將降低。填埋初期滲透液濃度較低，產(chǎn)水率較高，通?？梢赃_(dá)到80%，中后期降到70%，甚至更低，從而縮短膜的使用壽命，大幅提高運(yùn)行費(fèi)用。

3)、濃縮液的回灌方式主要有三種：直接回灌至垃圾填埋層(垃圾在分層壓實期間，將滲透液澆灌在作業(yè)面上)、表面回灌(通常用穿孔管噴灌)、覆蓋層下回灌(在垃圾填埋中間覆蓋層下鋪設(shè)管網(wǎng)或利用導(dǎo)氣石籠回灌)。前兩種方式會加速惡臭氣體揮發(fā)、影響填埋作業(yè)，第三種方式容易形成短流(經(jīng)導(dǎo)氣石籠、庫底滲透液收集系統(tǒng)直接進(jìn)入調(diào)節(jié)池)，污染物沒有經(jīng)過垃圾層的有效降解。本文由一體化垃圾滲透液處理設(shè)備廠家廣東春雷環(huán)境工程有限公司采編，如有侵權(quán)請告知。

4)、回灌把滲透液中的有機(jī)物重新送回填埋場，加快了填埋場產(chǎn)氣速率，容易引發(fā)安全問題。

2.3國內(nèi)早期采用DTRO工藝的滲透液處理站運(yùn)行情況

國內(nèi)早期(2003~2004年)采用二級DTRO工藝的垃圾處理場滲透液處理站，經(jīng)過幾年的運(yùn)行均進(jìn)行了技術(shù)改造，詳下表。

表2 國內(nèi)采用DTRO工藝的滲透液處理站改造情況

Table 2 Technical transformation of domestic leachate treatment plant of DTRO process

項目 改造前處理工藝 改造后處理工藝

重慶長生橋垃圾填埋場 二級DTRO 膜生物反應(yīng)器(MBR)+二級DTRO

北京安定垃圾填埋場 二級DTRO+高壓RO 膜生物反應(yīng)器(MBR)+納濾(NF)+反滲透(RO)

北京阿蘇衛(wèi)垃圾填埋場 二級DTRO 厭氧+反硝化+硝化+膜生物反應(yīng)器(MBR)+納濾(NF)+DTRO

改造后的工藝保留DTRO處理單元的同時增加了生化處理單元。

3改進(jìn)措施

針對兩級DTRO工藝的分析和參照國內(nèi)早期采用DTRO工藝的滲透液處理站改造工藝，提出以下改進(jìn)措施：

1)、新建填埋場在回灌初期為防止產(chǎn)酸菌增殖過快，保持產(chǎn)酸菌和甲烷菌數(shù)量的平衡以保證垃圾堆體的降解效果、降低滲透液中有機(jī)污染物的濃度，可采用兩種方法：間斷回灌(短時間回灌后停止)、接種產(chǎn)甲烷菌。

2)、填埋作業(yè)過程中，采取措施保證回灌的效果，延長滲透液在垃圾堆體中的停留時間，使污染物得到充分降解。

3)、DTRO處理單元前加生化處理單元，對于后期氨氮濃度高，碳源不足時，考慮外加碳源。

4)、對濃縮液進(jìn)行處理(如Fenton試劑法、臭氧氧化法等)，對于含有大量難生物降解的后期滲透液，效果更明顯，可降低DTRO系統(tǒng)的進(jìn)水濃度，提高產(chǎn)水率、延緩膜污染，從而降低運(yùn)行費(fèi)用。

4結(jié)語

兩級DTRO工藝處理垃圾滲透液有許多優(yōu)點，但也存在一些不足，針對這些不足采取適當(dāng)?shù)拇胧┛梢愿玫匕l(fā)揮DTRO工藝的優(yōu)勢。本文由一體化垃圾滲透液處理設(shè)備廠家廣東春雷環(huán)境工程有限公司采編，如有侵權(quán)請告知。

參考文獻(xiàn)

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