垃圾滲瀝液中膜系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

安瑾

（光大環(huán)境科技有限公司，江蘇常州213011）

垃圾滲瀝液中膜系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

安瑾

（光大環(huán)境科技有限公司，江蘇常州213011）

納濾膜和反滲透膜在垃圾滲瀝液處理過(guò)程中，易出現(xiàn)膜污染嚴(yán)重、清洗頻繁、使用壽命短等問(wèn)題。闡述了滲瀝液膜系統(tǒng)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)和注意事項(xiàng)，在膜系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面作出了改進(jìn)，優(yōu)化了傳統(tǒng)的膜清洗方法，以減輕滲瀝液膜系統(tǒng)污染，使其長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

垃圾滲瀝液；膜系統(tǒng)設(shè)計(jì)；膜系統(tǒng)清洗

一般來(lái)說(shuō)，滲瀝液pH在4～9，COD在2 000～62000mg/L的范圍內(nèi)，BOD5為60～45000mg/L［1-2］。由于垃圾堆放是一個(gè)厭氧發(fā)酵的過(guò)程，因此，滲瀝液中還含有高濃度的氨氮，可以達(dá)到1 500～2 500 mg/L，城市垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液是一種成分復(fù)雜的高濃度有機(jī)廢水，若不加處理而直接排入環(huán)境，會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染［3］。目前，大多數(shù)的垃圾焚燒發(fā)電廠滲瀝液都采用了“全回用，零排放”的處理方針。垃圾滲瀝液如果要達(dá)到回用水質(zhì)的要求，就必須采用膜系統(tǒng)進(jìn)行處理，去除滲瀝液中的硬度、重金屬和鹽分。目前普遍采用普通的納濾和反滲透膜元件。而普通的納濾和反滲透膜元件最初是針對(duì)苦咸水、自來(lái)水等一些較好的水質(zhì)做的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，并沒(méi)有針對(duì)滲瀝液做相關(guān)的改進(jìn)，因此，當(dāng)普通卷式膜用于滲瀝液系統(tǒng)時(shí)，對(duì)膜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就提出了更高的要求［4-5］。

1 現(xiàn)有垃圾滲瀝液膜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

目前垃圾滲瀝液膜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要改進(jìn)了維爾利的設(shè)計(jì)方法，即膜系統(tǒng)采用二段式設(shè)計(jì)，每段采用段內(nèi)大回流的方式保持一定的膜面流速，防止膜面產(chǎn)生結(jié)垢或結(jié)晶［6］。設(shè)段間增壓泵，補(bǔ)足二段所需的滲透壓力。在化學(xué)清洗方面，沿用傳統(tǒng)的清洗方式，采用一段高壓泵后進(jìn)水，二段濃水端和產(chǎn)水端回流清洗液的方式，如圖1所示。

圖1 現(xiàn)有垃圾滲瀝液膜系統(tǒng)

該種設(shè)計(jì)方式下每只膜的循環(huán)流量可以達(dá)到10～12 m3/h，甚至更高，提高了卷式納濾和反滲透膜的抗污染能力，可以有效提高滲瀝液系統(tǒng)中納濾和反滲透的回收率。但也存在不足，例如：清洗液進(jìn)水流量偏小，清洗液進(jìn)液位置不合理等［7］。這將導(dǎo)致膜在較差的水質(zhì)情況下運(yùn)行容易結(jié)垢，每次化學(xué)清洗不徹底等問(wèn)題。

2 對(duì)傳統(tǒng)膜系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 保留了原設(shè)計(jì)中的段內(nèi)大回流

原設(shè)計(jì)的段內(nèi)大回流是參考了物料分離膜的設(shè)計(jì)方式。

優(yōu)化的過(guò)程中，保證大回流流量在10～12m3/h。按照每只膜元件1 kg的壓力損失進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分保證膜面流速，見(jiàn)圖2。

圖2 優(yōu)化后垃圾滲瀝液膜系統(tǒng)

2.2 改變膜系統(tǒng)化學(xué)清洗進(jìn)出口位置

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，化學(xué)清洗進(jìn)口一般放在第一段高壓泵的后面，清洗液進(jìn)入膜的方向和運(yùn)行過(guò)程中原液的流動(dòng)方向相同，在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)這種清洗方式存在以下問(wèn)題：

1）對(duì)于可溶結(jié)垢物的清洗。膜系統(tǒng)的可溶性結(jié)垢物質(zhì)主要是碳酸鈣、有機(jī)物等一些可以被酸性清洗劑和堿性清洗劑溶解的結(jié)垢物質(zhì)，這類(lèi)結(jié)垢物質(zhì)主要存在于膜系統(tǒng)后端。優(yōu)化設(shè)計(jì)采取化學(xué)清洗液從后端進(jìn)入，可保證結(jié)垢物質(zhì)先接觸足夠清洗藥劑進(jìn)行反應(yīng)，并且以大流量將清洗下來(lái)物質(zhì)帶出膜元件。

2）對(duì)于不可溶污染物的清洗。不可溶污染物包括微生物污染物、硅膠體污染物等，主要發(fā)生在膜的進(jìn)水端，也就是第一只或者第二只膜元件進(jìn)水隔網(wǎng)上。這類(lèi)污染物如果采用傳統(tǒng)的化學(xué)清洗方式，會(huì)把污染物帶到后端的膜元件內(nèi)無(wú)法沖出。優(yōu)化設(shè)計(jì)采用反向清洗液進(jìn)水，污染物被帶出的路徑最短，且易于被沖出并由過(guò)濾器攔截，不會(huì)污染后端的膜元件。

2.3 采用分段清洗

傳統(tǒng)的化學(xué)清洗方式采用二段一起清洗，膜串聯(lián)總長(zhǎng)為10～12只膜，阻力損失較大，后端膜的污染比前端嚴(yán)重，清洗液的流量卻大大減小，達(dá)不到大流量沖洗的目的。因此，采用在每段都設(shè)計(jì)1個(gè)清洗液的進(jìn)出水口，既可獨(dú)立清洗每段膜，也可根據(jù)需要對(duì)二段一起清洗，可保證徹底清洗。

2.4 增加沖洗功能

沖洗是指膜在正常運(yùn)行過(guò)程中，定期采用自來(lái)水或產(chǎn)水對(duì)膜表面進(jìn)行高壓大流量沖洗，將膜表面積累的污染物沖走，并破壞膜表面的濃差極化，防止膜表面結(jié)垢。

3 結(jié)論

經(jīng)過(guò)對(duì)原設(shè)計(jì)在運(yùn)行、清洗、沖洗等方面的優(yōu)化，可最大限度提高膜的回收率，防止膜面污染，延長(zhǎng)清洗周期，延長(zhǎng)膜更換的時(shí)間，保證納濾和反滲透膜系統(tǒng)在高濃度、高污染的廢水處理中正常運(yùn)行。

［1］曹麗華，吳軍，周正偉，等.南京地區(qū)簡(jiǎn)易生產(chǎn)垃圾堆場(chǎng)的污染現(xiàn)狀和穩(wěn)定化評(píng)價(jià)［J］.環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2010，4（6）：1409-1412.

［2］孫浩，孫力平，安瑩，等.垃圾滲濾液水質(zhì)特性研究進(jìn)展［J］.四川環(huán)境，2010，29（2）：113-118.

［3］倪晉仁，邵世云，葉正芳.垃圾滲濾液特點(diǎn)與處理技術(shù)比較［J］.應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào)，2004，12（2）:148-160.

［4］劉國(guó)勇.垃圾滲濾液處理工藝分析［J］.沿海企業(yè)與科技，2010，118（3）：39-40.

［5］侯磊，王增長(zhǎng).MBR反應(yīng)器處理垃圾滲濾液的探討［J］.科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2010，20（11）：134-136.

［6］武江津，劉桂中，孫長(zhǎng)虹.膜分離技術(shù)在垃圾滲濾液處理中的研究與應(yīng)用［J］.膜科學(xué)與技術(shù)，2007，27（6）：1-5.

［7］盧石.垃圾滲濾液膜法處理工藝流程及其技術(shù)難點(diǎn)［J］.輕工科技，2010，26（10）:116-117.

Discussion of Membrane System Design in Treating Garbage Leachate

An Jin
（Everybright Envirotech（China）Limited，ChangzhouJiangsu213011）

Some problemsusually appeared in the processof using NF membrane and RO membrane to treat leachate，such asmembrane pollution，frequent cleaning，short lifespan and so on.Leachate membrane system wasintroduced in thispaper，including the experience of the design parameters and some attention items.Improvement in membrane system design was raised.Optimization of the traditional membrane cleaning method was put forward，in order to reduce membrane pollution and make itslong-term stable operation.

garbage leachate；membrane system design；membrane cleaning

X703

B

1005-8206（2017）02-0063-02

安瑾（1982—），工程師，主要從事垃圾滲瀝液工藝設(shè)計(jì)及研發(fā)工作。

2016-02-25