碟管式反滲透(DTRO)技術在垃圾滲濾液處理中的應用

1、煙臺金正環(huán)保科技有限公司碟管式反滲透(DTRO)技術在垃圾滲濾液處理中的應用(煙臺金正環(huán)?？萍加邢薰?垃圾滲濾液是指垃圾填埋過程中,由于厭氧發(fā)酵、有機物分解、雨水沖淋等產(chǎn)生多種代謝物質(zhì),形成污染嚴重的高濃度有機廢液,它具有水質(zhì)復雜、化學耗氧量(COD)和氨氮濃度高、水質(zhì)變化大等特點,且用常規(guī)的生化等處理方法出水難以達標.與生化法相比,膜分離技術受原水水質(zhì)的變化影響小,能夠保持出水水質(zhì)穩(wěn)定,在垃圾滲濾液等高濃度、難降解廢水的處理中具有明顯的優(yōu)勢.碟管式反滲透(DTRO)是一種新型的反滲透處理技術,分為碟管式反滲透(DTRO)和碟管式納濾(DTNF)兩大類,該技術是專門針對垃圾滲濾液處理開發(fā)的一

2、種專利型膜分離設備,目前已經(jīng)在垃圾滲濾液的處理中得到較為廣泛的應用. 1碟管式反滲透技術介紹 1.1碟管式反滲透技術的發(fā)展歷程 DTRO技術源于德國,1988年,DTRO系統(tǒng)進入滲濾液處理市場,第一座DTRO設備處理垃圾滲濾液工程在德國Ihlenberg建成.到1997年,DTRO在歐洲、美洲、遠東等國家或地區(qū)已有200多個成功的工程實例,占反滲透法處理滲濾液市場的75%,到1999年,市場份額為80%.2012年,煙臺金正環(huán)保成為國內(nèi)DTRO生產(chǎn)商,該公司用RO502型DTRO產(chǎn)品在中國進行了滲濾液的處理試驗.結(jié)果表明,RO502型DTRO對進水水質(zhì)有較強的適應能力,完全可以處理國內(nèi)的滲濾液

3、.近年來采用DTRO系統(tǒng)相繼在我國已建設多個工程項目. 1.2碟管式反滲透系統(tǒng)簡介DTRO膜組件構(gòu)造與傳統(tǒng)的卷式膜截然不同,膜柱是通過兩端都有螺紋的不銹鋼管將一組導流盤與反滲透膜緊密集結(jié)成筒狀而成的(見圖1).碟管式膜組的優(yōu)良性能依賴于品質(zhì)優(yōu)良的反滲透膜片和導流盤(圖2).導流盤表面有一定方式排列的凸點,使處理液形成湍流,增加透過速率和自清洗功能.導流盤將膜片夾在中間,使處理液快速切向流過膜片表面。（圖1） （圖2） 1.3碟管式反滲透處理系統(tǒng)工藝流程 根據(jù)不同的進水水質(zhì)、出水要求及工程成本,垃圾滲濾液處理系統(tǒng)可采用兩級DTRO、單級DTRO、MBR+單級DTRO/NF、DTRO與DTNF組合

4、等工藝.目前采用較多的是兩級DTRO工藝,一般來講可以達到生活垃圾填埋場污染控制標準(GB16889- 2008)排放標準,滿足中水回用要求;單級DTRO主要用于污染指標較低的滲濾液;MBR+單級DTRO/NF適合處理可生化性較好的滲濾液類型;如果在出水指標允許的條件下,還可以應用DTNF,或使用DTRO與DTNF組合系統(tǒng),既滿足去除率又可去除部分單價鹽類. 典型兩級DTRO工藝流程如下:填埋場的滲濾液從調(diào)節(jié)池由漂浮泵輸送至原水罐,先經(jīng)砂濾器和芯濾器作預處理,經(jīng)過預處理的滲濾液直接進入一級DTRO系統(tǒng),第一級反滲透系統(tǒng)產(chǎn)生的透過液排向第二級反滲透的進水端,濃縮液排入濃縮液儲池,第二級反滲透處理

5、第一級透過液,二級的透過液進入清水池,濃縮液進入第一級反滲透的進水端,進行進一步的處理.濃縮液回灌、蒸發(fā)或外運. 1.4碟管式反滲透處理系統(tǒng)的特點 專門為處理高濃度料液而設計;解決了膜片堵塞問題,不依賴特別的預處理;膜片使用壽命超過3年,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性;操作簡便,可遠程控制,遠程診斷;土建設施少,占地面積小;濃縮倍數(shù)高,回收率高;出水穩(wěn)定達標. 2碟管式反滲透處理系統(tǒng)的工程應用 碟管式反滲透設備根據(jù)用戶的需求可以設計成集裝箱式、室內(nèi)式和車載式.例如:重慶長生橋垃圾填埋場滲濾液處理系統(tǒng)為3個集裝箱式碟管式反滲透設備www.dtro-;北京南宮堆肥場為1個集裝箱式設備,北京阿蘇衛(wèi)垃圾填埋場、北

6、京安定垃圾填埋場滲濾液處理系統(tǒng)為室內(nèi)式設備,碟管式反滲透中試車演示設備為車載式設備;碟管式反滲透設備根據(jù)所要求的系統(tǒng)回收率可選擇是否需要高壓反滲透,一般垃圾填埋場滲濾液的電導率低于20 000霺/cm,要求回收率< 80%時,用常壓反滲透,運行壓力在2 4 MPa范圍內(nèi). 例如:重慶長生橋垃圾填埋場、北京南宮堆肥場、北京阿蘇衛(wèi)垃圾填埋場滲濾液處理設備,現(xiàn)有垃圾填埋場滲濾液處理系統(tǒng)中多數(shù)為常壓反滲透設計.若電導率高于30 000霺/cm,要求回收率> 80%時,則考慮采用高壓反滲透,壓力可達12 MPa,例如北京安定垃圾填埋場滲濾液處理設備. 碟管式反滲透設備的控制系統(tǒng)可以根據(jù)用戶需

7、求進行設計,主要分為全自動和部分全自動.全自動為進水和出水系統(tǒng)完全自動控制,目前,大部分垃圾填埋場的碟管式反滲透處理系統(tǒng)采用全自動控制方式.部分全自動多用于單級反滲透,適合出水水質(zhì)要求靈活的系統(tǒng).2003年以來,碟管式反滲透處理系統(tǒng)在我國北京、上海等地已有多個工程項目,2005年以后國內(nèi)主要工程應用項目、工程規(guī)模、主體工藝等見表1. 3碟管式反滲透處理系統(tǒng)典型工程實例分析 選用深圳老虎坑、上海黎明和沈陽老虎沖、大辛垃圾滲濾液處理系統(tǒng)進行典型工程實例分析. 3.1深圳老虎坑垃圾填埋場滲濾液處理系統(tǒng) 深圳市寶安區(qū)老虎坑老虎坑垃圾衛(wèi)生填埋場采用的是MBR+單級DTRO/NF工藝,即生化處理部分采用M

8、BR工藝,深度處理采用碟管式納濾和碟管式反滲透相結(jié)合的處理工藝,采用部分納濾工藝,一方面可以增加水的透過量,另一方面,納濾膜對于一價離子的截留率低,而對高價態(tài)離子截留率高,納濾工藝降低了濃縮液的含鹽量,有利于濃縮液回灌到垃圾填埋場.本設計是一個室內(nèi)安裝式一級處理系統(tǒng),DTRO/NF系統(tǒng)設計原水處理量為393.65 m3/d,原水電導率為15 000 20 000霺/cm時,系統(tǒng)回收率為81.3%,具體工藝流程見圖3,表2為滲濾液的處理效果. 從表2可以看出,深圳老虎坑垃圾填埋場滲濾液處理系統(tǒng)的實際出水水質(zhì)良好,可以達到系統(tǒng)設計指標. 3.2上海黎明坑垃圾填埋場滲濾液處理系統(tǒng) 上海市浦東新區(qū)黎明

9、生活垃圾填埋場采用兩套DTRO系統(tǒng),分別為ROAW9152DTG74和ROAW9152DTG30(以下簡稱大、小系統(tǒng)).滲濾液處理能力近期為400 m3/d(并聯(lián)工藝),遠期為210m3/d(串聯(lián)工藝),工藝流程見圖4和圖5.主體設備DTRO系統(tǒng)由預處理系統(tǒng)、膜組反滲透系統(tǒng)、膜污染控制系統(tǒng)、脫氣器、自動控制系統(tǒng)等幾部分組成,整套設備由中央控制系統(tǒng)集中控制. 圖4為單級處理工藝,兩套反滲透系統(tǒng)(型號為9152DTG74/30)并列排列,凈水回收率為75%(電導率設計值低于15 000靤/cm),設計平均流量為400 m3/d,濃縮液作回灌處理,凈水排入城市污水處理廠進行進一步處理.圖5為兩級DT

10、RO反滲透系統(tǒng)處理工藝(串聯(lián)),DTG74(大系統(tǒng))作為一級反滲透,凈水回收率為75%.DTG30(小系統(tǒng))作為二級反滲透,凈水回收率為90%,表3為上海黎明垃圾填埋場滲濾液的處理效果. 上海黎明滲濾液處理系統(tǒng)從2005年運行至今將近5年,一直以單級并聯(lián)方式運行,運行情況良好.在設備連續(xù)運行期間,每7天用清洗劑A(堿性清洗劑)進行一次化學清洗,A類清洗劑主要用于去除有機沉淀物和污染;14天用清洗劑C進行一次酸性清洗,C類清洗劑用于去除鐵銹、無機物結(jié)垢等. 由于設備運行期間膜片的清洗和保養(yǎng)情況較好,所以盡管膜片已使用接近5年,且目前的實際進水水質(zhì)與設計值相比較差,但是碟管式反滲透設備出水仍能滿足

11、系統(tǒng)設計要求. 3.3沈陽老虎沖、大辛垃圾滲濾液處理系統(tǒng) 老虎沖生活垃圾處理場是沈陽市第一座規(guī)范化生活垃圾填埋場,于2003年正式投入使用,老虎沖垃圾填埋場原有一套滲濾液處理工程,于2004年5月建成,為兩級厭氧-好氧深度處理輔以氣浮、消毒工藝.2005年,由于原工藝不能滿足滲濾液水質(zhì)變化,業(yè)主經(jīng)過考察,決定采用兩級碟管式反滲透系統(tǒng).大辛生活垃圾處理場是沈陽市第二個衛(wèi)生填埋場,采用的也是兩級DTRO處理工藝,老虎沖和大辛生活垃圾處理場的滲濾液處理量均為230 m3/d,這兩套設備的設計進、出水水質(zhì)見表4,主要技術參數(shù)見表5. 沈陽老虎沖和大辛生活垃圾處理場碟管式反滲透處理裝置投入運行后,最終的的出水水質(zhì)經(jīng)檢測均可達到設計指標。 4結(jié)語 1)近幾年來,碟管式反滲透系統(tǒng)在國內(nèi)滲濾液處理中得到了較快的推廣與應用.碟管式反滲透設備敞開式的膜柱結(jié)構(gòu)及特殊水力設計克服了卷式膜容易被污染及堵塞的缺點,因而對進水水質(zhì)要求較低,出水水質(zhì)穩(wěn)定,運行效果良好. 2)在膜法處理垃圾滲濾液中,濃縮液的處理一直是個難點.已經(jīng)在進行“濃縮液零排放”的研究,濃縮液先經(jīng)預處理,再經(jīng)碟管式反滲透系統(tǒng)處理后,其中凈水回用,而最終濃縮液再進行蒸發(fā)干燥得到固體粉末.目前該研究已小試成功,處于試運行階段. 3)碟管式反滲透技術不僅適用于垃圾滲濾液處理,而且可以嘗試向食品、生物