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第七届广东泵阀展

广东国际泵管阀展览会 FLOWTECH CHINA (GUANGDONG) 2022

2022331日-42日 广州丨保利世贸博览馆

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膜工艺在垃圾填埋场高盐渗滤液处理中的应用

摘要:采用“预处理+膜处理 NF、RO) ”工艺对山东省某大型垃圾填埋场高盐渗滤液进行处理,水回收率达70%,出水水质满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 168842008 )规定的污染物排放限值;经过浓缩减量化系统处理后,产生的NF浓缩液和RO浓缩液做分类单独收集,方便后续浓缩蒸发结晶及其他处理工艺的实施。

目前,国内生活垃圾的处理处置方法仍然以垃圾卫生填埋为主叫作为一个规范的垃圾卫生填埋场,渗滤液处理是必不可少的环节。渗滤液是垃圾做填埋处置后,由于降雨、降雪等大气降水的淋溶,垃圾自身含有的水分以及垃圾在物理、化学 及微生物等的作用下,产生的高浓度有机废水。若未经处理直接排放,将会对填埋场周边的生态环境 造成严重的污染。

山东省某大型垃圾卫生填埋场的渗滤液由于原有渗滤液处理设施的不正常运行,导致积存了大量的渗滤液,结合该地区处于北方,年蒸发量远远高于降雨量,导致渗滤液的盐分浓度极高,且调节池中的氯离子C1浓度超过11 g/L,电导率超过50mS/cm。如此高浓度的含盐量及氯离子会对生化处理中活性污泥的活性及微生物细胞的表面特性产生影响,导致生化处理系统不能起到预期的效果,若采用国内应用较多的“MBR+NF+RO”处理工艺,不能满足该项目要求的排放限值。

因此,该处理项目采用“预处理+膜处理 NF、RO)”工艺,并已建成投产达标排放,在国内同类高盐渗滤液的处理项目中值得借鉴。

1 设计水量与设计水质

1.1 设计水量

根据填埋场的统计数据,冬季渗滤液产生量较少,平均产量约260m³/d,夏季渗滤液产生量较多, 尤其6~8月的雨季,渗滤液产生量多达600m³/d。考虑到填埋场内建设有一大型调节池,渗滤液收集导排系统健全,结合政府的相关文件规定,本渗滤液处理项目处理规模确定≥400m³/d,设计出水量≥300m³/d。

1.2 设计水质

考虑到填埋场渗滤液水质会随着填埋年限呈现一定的变化规律,结合现场水质调研数据,拟定了设计进水水质指标;出水水质执行《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)规定的污 染物排放限值。主要设计进出水水质指标,见表1。

2 处理工艺

该项目的处理工艺流程,见图1。

渗滤液通过填埋场的导排系统收集至调节池中,均质水量水质,由泵提升至预曝气池,做曝气改性,由泵提升依次经过两级絮凝反应、沉淀和混凝气浮处理之后进入中间水池,混凝沉淀和气浮产生 的污泥经过污泥处理系统处理后,滤液回到调节池中,脱水后的污泥做填埋处置。

中间水池内渗滤液由泵提升进入两级DTRO系统处理,两级DTRO系统前设置了一套50um的 砂滤系统和一套10um的芯滤系统,经过两级DTRO处理之后,产水经过在线监测系统达标排放,两级DTRO浓缩液进入浓缩液减量化系统做减量处理, 浓缩液减量化系统的产水进入中间水池,再次进入两级DTRO系统处理,浓缩液减量化系统的浓缩液排放到浓缩液池暂存。

由于膜的截留性能受温度的影响较大,因此, 在两级DTRO系统后瑞设置一套单级RO系统作为保安措施,当出水氨氮值超过排放要求限值时, 开启单级RO系统处理,达标排放;当两级DTRO系统出水达标时,可超越单级RO系统直接达标排放;单级RO产生的浓缩液回到中间水池,以待进 一步处理。

3 主要构筑物设备及其参数

3.1 构筑物

预处理包含了曝气改性、两级混凝沉淀和混凝气浮,混凝沉淀的主要工艺参数,见表2。

该工艺段能够有效去除水中的悬浮物、胶体等物质,从而减小DTRO设备中的砂滤和芯滤的停机清洗及更换的频次,提升两级DTRO系统的前端单 元的运行稳定性;另一方面填埋场渗滤液中还含有 一定量的高分子聚合物(阳离子PAM),产生源为污泥填埋经过雨雪淋溶之后产生的,经过混凝沉淀去除,从而减小高分子聚合物对DTRO膜的污堵和损坏。预处理系统的表观效果:渗滤液的颜色从黑 色变为了浅黄色。

3.2 两级DTRO系统

两级DTRO系统包含了 4台两级DTRO 一体化处理设备,每台设备的主要工艺参数见表3。

经过预处理之后的渗滤液保证了两级DTRO系统设备的稳定运行,由于调节池的调节作用,进水水质均衡稳定,两级DTRO设备的运行稳定可 靠,其中一级DTRO系统的运行压力在6.5 ~ 7.5 MPa之间(膜为9.0 MPa),二级DTRO系统的运行压力1.5 ~ 3.0 MPa(膜为7.5 MPa),化学清洗的周期在7 ~ 10 d,产水率在70%左右,达到设计要求。

3.3 单级RO系统

单级RO主要是针对两级DTRO系统出水氨氮值超过限值而采取的保安措施,单级RO系统的主要工艺参数,见表4。

3.4 浓缩液减量化系统

浓缩液减量化系统包含单级DTNF和单级DTRO,用于处理两级DTRO系统产生的浓缩液, 将两级DTRO浓缩液再次浓缩,该套系统内的DTRO采用相对低截留率、高通量的RO膜。浓缩 液减量化系统设备的产水再进入两级DTRO设备中再次处理,能够实现浓缩液的减量,浓缩液减量 化系统的工艺参数见表5。

3.5 膜系统设计回收率

视两级DTRO系统出水氨氮是否超标,选择是否开启单级RO系统。当两级DTRO系统出水氨氮靖,关闭RO系统此时系竝体回收率为70.59%;当两级DTRO出水氨氮值超标,开启RO系统,此 时系统整体回收率为69.12%。量平衡见图2。

4 主要技术经济指标

此项目的主要技术经济指标见表6。

5 结论

采用“预处理+膜处理(NF、RO)”组合工艺处 理填埋场高盐渗滤液,通过预处理能够减小填埋场渗滤液原水中的悬浮物、胶体物质和高分子聚合 物,从而提高后端两级DTRO系统设备的运行稳定性,通过浓缩液减量化系统进一步减小浓缩液的产生量,提高整个系统的产水率,加之后端的单级卷 式RO系统的保安措施,从而保证出水水质达到 《生活垃圾填埋场污染控制标准》 GB 16889—2008) 中的排放限值。该工艺弥补了生化处理系统不能处理高盐渗滤液的缺陷,具有一定的推广价值。

6 展望

1)由于高盐渗滤液经过膜工艺处理之后,产生 的浓缩液的盐分更高,因此不建议将这部分浓缩液 做回灌处理,以免继续恶化渗滤液原水水质;可采用蒸发结晶工艺进行处理。

2)该项目已对浓缩液减量化系统的DTNF单元和DTRO单元各自产生的浓缩液做了分类收集。DTNF产生的浓缩液以二价盐为主,且浓缩液中含有 腐殖酸等大歼有机物,建议对这部分浓缩液进行工艺研究,选择合理的处理方法处理;DTRO产生的浓 缩液以一价盐为主,且水中的大分子有机物较少,方便后续浓缩液蒸发结晶及其他处理工艺的实施。

来源:《环境保护科学》

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