納濾膜在垃圾填埋場(chǎng)滲濾液深度處理中的應(yīng)用.doc

納濾膜在垃圾填埋場(chǎng)滲濾液深度處理中的應(yīng)用朱衛(wèi)兵 李月中（維爾利環(huán)境工程（常州）有限公司，常州，213022）摘 要：用納濾膜對(duì)填埋場(chǎng)垃圾滲濾液在膜生物反應(yīng)器工藝之后出水進(jìn)行深度處理，在操作運(yùn)行參數(shù)一定的條件下，通過(guò)納濾系統(tǒng)，對(duì)有機(jī)污染物CODCr、BOD5和SS的平均去除率分別達(dá)到85.7%、88.6%和100%，深度處理后的出水水質(zhì)可達(dá)到生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GB16889-1997）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。關(guān)鍵詞：納濾 垃圾滲濾液 CODCr BOD5 NH3-N The Application of Nanofilter Membrane in Further Treatment of Landfill Leachate Zhu Weibing Li Yuezhong(Wehrle Environmental Technology (Changzhou) Co.,Ltd, Changzhou 213022)Abstract: Under certain conditions of operation data, using NF membrane to deal with the water after landfill leachate membrane bioreactor process, the average removal rates of organic pollutants CODCr、BOD5 and SS reach to 85.7%、88.6% and 100%. The quality of water after disposal can satisfy A standard requirements of Standard for pollution control on the landfill site for domestic waste (GB16889-1997).Keywords: Leachate；Membrane bio-reactor(MBR) CODCr NH3-N 近幾年來(lái)，以膜生物反應(yīng)器（MBR）1為主的工藝在城市生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理中得到越來(lái)越多的應(yīng)用2，其處理出水水質(zhì)通常只能達(dá)到生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GB16889-1997）三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。為使垃圾滲濾液處理出水水質(zhì)達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，需對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行深度處理。納濾是在好氧生物處理過(guò)程之后，為控制COD和重金屬而采取的更為合適的一個(gè)步驟3。由于垃圾滲濾液中的氨氮在MBR工藝中得到很好的去除，深度處理的主要對(duì)象為難降解的有機(jī)物質(zhì)。納濾膜的孔徑在納米級(jí)4，可讓物料中絕大部分的無(wú)機(jī)鹽透過(guò)和使有機(jī)低分子分級(jí)5，達(dá)到更好的分離效果。運(yùn)用納濾技術(shù)進(jìn)行深度處理的工藝在廣東中山、佛山、江蘇常州等多個(gè)城市生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理中有成功的實(shí)例。 本研究以常州夾山垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理為例，在連續(xù)進(jìn)水的情況下對(duì)膜生物反應(yīng)器（MBR）處理后的超濾清液采用納濾工藝進(jìn)行深度處理，通過(guò)連續(xù)四個(gè)月的記錄，考察了納濾膜對(duì)難降解有機(jī)污染物的去除效果情況，對(duì)于提高廢水處理的出水標(biāo)準(zhǔn)、控制環(huán)境污染、實(shí)現(xiàn)水循環(huán)及回用，節(jié)能減排等具有借鑒作用6。1 深度處理水質(zhì)及水量滲濾液深度處理水源取自于常州城市夾山生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液經(jīng)過(guò)膜生物反應(yīng)器（MBR）處理后超濾清液出水為對(duì)象，其水質(zhì)為：pH值在7.0-8.0，CODCr為500-800mg/L，BOD5為50-80mg/L，NH3-N15mg/L。處理水量：200m3/d。2 深度處理工藝流程工藝流程見(jiàn)圖1。垃圾滲濾液經(jīng)過(guò)MBR系統(tǒng)后超濾出水作為納濾進(jìn)水水源。在2進(jìn)水泵的作用下先經(jīng)過(guò)3過(guò)濾器的攔截大顆粒的物質(zhì)，再由4增壓泵進(jìn)入5納濾膜組件進(jìn)行分離，濃縮液收集排放，納濾清液經(jīng)檢測(cè)后達(dá)標(biāo)外排。清洗時(shí)進(jìn)水泵兼作清洗泵使用，納濾濃液和清液皆回流到1清洗槽中，實(shí)現(xiàn)清洗時(shí)清洗液的循環(huán)。 圖1 納濾系統(tǒng)工藝流程圖3 主要設(shè)備及操作控制要求3.1主要設(shè)備納濾進(jìn)水泵：流量8-10m3/h,揚(yáng)程30m，1臺(tái)；過(guò)濾器：流量10-15 m3/h，內(nèi)裝5 m的聚丙烯（PP）熔噴濾芯，1只；納濾增壓泵：流量8-10 m3/h,揚(yáng)程180m，變頻調(diào)節(jié)，數(shù)量1臺(tái)；納濾膜：采用美國(guó)OSMONICS公司DK8040膜，材質(zhì)為聚酰氨，15支3組；清洗槽：1.0m3,PP材質(zhì)，1只。3.2操作控制要求納濾膜的水通量是納濾系統(tǒng)操作過(guò)程中關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)，這個(gè)參數(shù)將受到壓力、溫度、回收率、給水pH值因素的影響。系統(tǒng)操作壓力升高會(huì)使膜的水通量增大，但壓力升高并不影響超濾清液中污染物的去除率，通常操作壓力控制在8-10bar。溫度上升，納濾膜滲透性能增加，在一定水通量下要求的凈推動(dòng)力減少，實(shí)際運(yùn)行壓力降低。同時(shí)溫度對(duì)納濾各段的壓降也有一定的影響，溫度升高，水的粘度降低，壓降減少。系統(tǒng)回收率對(duì)各段壓降有很大的影響，在進(jìn)水總流量保持一定的條件下，回收率增加，由于流經(jīng)納濾高壓側(cè)的濃水流量減少，背壓增加，總壓降降低。回收率減少，總壓降增大。系統(tǒng)中的回收率控制在85%左右。pH值對(duì)納濾清液的水質(zhì)有一定的影響，這是因?yàn)榧{濾膜本身大都帶有一些活性基團(tuán)，pH值可以影響膜表面的電場(chǎng)進(jìn)而影響到離子的遷移，另一方面pH值對(duì)進(jìn)水中雜質(zhì)的形態(tài)有直接影響，如對(duì)可離解的有機(jī)物，其截留率隨pH值的降低而下降。由于超濾清液的pH值在7.5-8.0，需在納濾系統(tǒng)中用硫酸調(diào)節(jié)pH值到6.0-7.0。納濾系統(tǒng)的操作控制參數(shù)見(jiàn)表1。表1 納濾系統(tǒng)操作控制參數(shù)序號(hào)參數(shù)名稱數(shù)值單位1納濾進(jìn)水流量8.3m3/h2納濾進(jìn)水溫度25-303過(guò)濾器前壓力0.25MPa4過(guò)濾器后壓力0.25MPa5增壓泵后壓力1.00MPa6納濾濃縮液壓力0.85MPa7納濾濃縮液溫度25-308納濾濃縮液流量1.2m3/h9納濾清液流量7.1m3/h10納濾系統(tǒng)回收率85.5%4 污染物去除效果分析4.1 納濾膜對(duì)污染物中COD的去除由于垃圾滲濾液中可降解的大部分有機(jī)物在膜生物反應(yīng)器（MBR中）已去除，超濾清液出水中存在大部分的小分子和難降解的污染物，通過(guò)納濾系統(tǒng)能夠得到有效的控制。以常州夾山填埋場(chǎng)垃圾滲濾液現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)為例，納濾膜對(duì)進(jìn)水中難降解污染物中COD的去除效果如下圖2：圖2 納濾膜對(duì)COD的去除效果從上圖2中可以看出，納濾系統(tǒng)運(yùn)行四個(gè)月中，對(duì)MBR出水中難降解污染物中COD的去除效果明顯，納濾進(jìn)水COD濃度平均為480mg/L，出水COD濃度平均為62.6mg/L，去除率平均為85.7%，最高為94.5%。納濾系統(tǒng)對(duì)COD的去除效果非常明顯，清液出水的COD小于生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GB16889-1997）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。納濾膜對(duì)MBR出水系統(tǒng)中難降解污染物有更進(jìn)一步的去除作用，在不同條件下對(duì)不同原水中有機(jī)物的總體去除效果不等，可能與水中有機(jī)污染物的種類、電性作用、憎水性或親水性及有機(jī)物分子質(zhì)量的大小不同有關(guān)。同時(shí)也與膜本身的性質(zhì)如荷電性等有關(guān)，如中性有機(jī)物，其電性作用的影響減弱甚至消失，此時(shí)主要表現(xiàn)為物理截留和篩分作用。對(duì)同一系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在一定的范圍內(nèi)，盡管給水污染物濃度的增加，納濾清液污染物水質(zhì)變化不大。4.2 納濾膜對(duì)污染物中BOD5的去除納濾膜對(duì)BOD5的去除效果見(jiàn)圖3。可以看出，由于MBR出水中BOD5的含量不高，納濾膜對(duì)其有一定的去除作用。在納濾進(jìn)水BOD5的濃度平均為66.6 mg/L的情況下，通過(guò)納濾膜的清液出水中BOD5的濃度均在15mg/L以下，平均為7.6mg/L，去除率平均在88.6%。圖3 納濾膜對(duì)BOD5的去除效果4.3納濾膜對(duì)污染物中NH3-N的去除圖4中可以看出，納濾膜對(duì)NH3-N的去除效果不明顯。這是因?yàn)榧{濾膜對(duì)分子量較小的NH3-N沒(méi)有截留作用。納濾清液出水中NH3-N數(shù)值的降低是由于系統(tǒng)中加入酸或阻垢劑等改變了進(jìn)水的pH值而發(fā)生變化的結(jié)果。圖4 納濾膜對(duì)NH3-N的去除效果4.4納濾膜對(duì)污染物中SS的去除納濾膜對(duì)SS的去除效果非常明顯，清液出水的SS小于1 mg/L甚至無(wú)法測(cè)出數(shù)值，大大優(yōu)于生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GB16889-1997）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。5結(jié)論（1）納濾膜在垃圾滲濾液深度處理中得到有效的應(yīng)用，出水COD、 BOD5和SS值可達(dá)到生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GB16889-1997）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。（2）采用納濾工藝作為滲濾液深度處理最好和膜生物反應(yīng)器（MBR）結(jié)合起來(lái)。納濾膜對(duì)NH3-N的去除效果不明顯，系統(tǒng)中操作條件對(duì)水通量和回收率的影響較大，通過(guò)合理調(diào)整參數(shù)來(lái)發(fā)揮納濾膜的最佳性能。（3）該應(yīng)用表明，采用納濾膜技術(shù)對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行深度處理，可以提高廢水處理的出水標(biāo)準(zhǔn)，有效的控制環(huán)境污染，符合國(guó)家環(huán)?？偩忠蟮墓?jié)能減排的要求，是一項(xiàng)很有發(fā)展前景的工藝，為各城市垃圾滲濾液深度處理提供了一條實(shí)現(xiàn)水循環(huán)及回用的新途徑。參考文獻(xiàn)：1Stephenson T ,Judd S,Jefferson B ,et al.Membrane bioreacters for wastewater treatmentM.London :IWA Publishing,2000.59111.2Yang Wenbo,Cicek Nazim,Ilg John.State-of-art of memrane bioreacters:Worldwide research and commercial applications in North Americal.Journal of Membrane Science,2006,270:201-211.3徐文龍等. 城市生活垃圾管理與處理技術(shù)M.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006，2：2594李旭祥.分離膜制備與應(yīng)用M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.2：16185時(shí)鈞等. 膜技