多級(jí)膜工藝在垃圾滲濾液應(yīng)急處理中的應(yīng)用

李艷兒 洪 浩 林明杰 馮林銘

（浙江博世華環(huán)保科技有限公司 310015）

0 引言

人類生活和生活垃圾息息相關(guān)，各種各樣的物資被人類生產(chǎn)出來，最終作為垃圾被排入環(huán)境中。早期的垃圾廢棄物處理均采用自然降解的方式，一方面人類活動(dòng)產(chǎn)生生活垃圾大部分容易自然降解，另一方面也和垃圾治理發(fā)展水平有關(guān)。我國(guó)山地占全國(guó)土地面積1/3，一定程度上適宜采用填埋方式處置生活垃圾。以山地為特點(diǎn)的地形提供了垃圾天然的存放地。過去幾十年中，數(shù)以萬(wàn)噸的垃圾在被填入山區(qū)形成一個(gè)個(gè)垃圾填埋場(chǎng)。這些垃圾填埋堆場(chǎng)不可避免將會(huì)產(chǎn)生垃圾滲濾液，如何解決這些污水成了擺在人們面前的一道難題。

目前主流的處理工藝采用“生化+膜”處理法可以實(shí)現(xiàn)達(dá)到環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)。但是在一些特殊情況下，不適宜建造生化系統(tǒng)，比如小水量系統(tǒng)、雨季水量暴漲的系統(tǒng)；水質(zhì)變化大，尤其是碳氮比失調(diào)的系統(tǒng)；工期緊迫的系統(tǒng)等等。此時(shí)，物理處理工藝開始得到充分應(yīng)用，從混凝沉淀、氣浮到微濾、超濾、NF、RO、DTRO、STRO工藝均紛紛面向市場(chǎng)。

本文主要根據(jù)工程實(shí)際案例進(jìn)行多級(jí)膜工藝在垃圾滲濾液應(yīng)急處理中的應(yīng)用分析。

1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

水源為浙江省某地垃圾填埋場(chǎng)滲濾液，系統(tǒng)水質(zhì)如下表所示：

表1 系統(tǒng)水質(zhì)指標(biāo)

從進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)來看，滲濾液水質(zhì)具有懸高濁物、高COD、高BOD5高、高氨氮、高總氮的特點(diǎn)。直接采用膜法有一定處理難度，需要對(duì)原水進(jìn)行一定的預(yù)處理降低以后續(xù)系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷，降低膜污染堵塞。

表2 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)指標(biāo)

設(shè)計(jì)出水水質(zhì)要求達(dá)到GB 16889-2008《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》表2規(guī)定的水質(zhì)排放指標(biāo)。

2 工藝流程設(shè)計(jì)

一般地，市場(chǎng)上較為流行的兩級(jí)DTRO可以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。DTRO本身是碟片式膜、單支膜面積少更換費(fèi)用較高，有沒有可能采用卷式反滲透替代DTRO實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放是本文探索的方向。因DTRO本身流道較寬可至2-3mm，寬流道卷式反滲透寬流道僅為34mil（即0.86mm），濃水通道相差2-3倍，因此抗污染性方面DTRO優(yōu)與卷式反滲透膜?？刮廴拘阅芸捎眉兯铣Ｓ玫腟DI值(SDI，又稱污堵指數(shù))來評(píng)估，數(shù)值越低代表水質(zhì)越好。納濾的進(jìn)水SDI值宜控制在10以內(nèi)，反滲透的進(jìn)水SDI值宜控制在5以內(nèi)，DTRO的進(jìn)水SDI可以寬至20?？梢奃TRO本身的抗污染性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于反滲透和納濾。如果能采用一定的預(yù)處理方法降低原水的污染性，確?？梢赃M(jìn)入反滲透系統(tǒng)處理，則會(huì)大大降低投資和維護(hù)成本。

用兩級(jí)RO替代兩級(jí)DTRO，在RO前設(shè)必要的預(yù)處理系統(tǒng)，比如“高效沉淀池+砂濾+納濾”具有一定的可行性。工程處理規(guī)模為：100t/d“高效沉淀池+砂濾+納濾+兩級(jí)RO”工藝。

整體工藝流程設(shè)計(jì)為：原水采用“籃式過濾器+高效沉淀池+砂濾器”方式進(jìn)行預(yù)處理?；@式過濾器過濾精度為2mm，可攔截孔徑大于2mm的大顆粒雜質(zhì)。高效沉淀池表面負(fù)荷值設(shè)計(jì)取0.8m3/(m2.h)，加設(shè)斜板促進(jìn)沉降效果，可加少量PAC以促進(jìn)懸濁物沉降。砂濾器過濾精度100～200um，對(duì)原水進(jìn)行降濁降懸浮物處理。再進(jìn)入納濾保安濾器和納濾膜進(jìn)行第一級(jí)膜過濾，納濾設(shè)計(jì)運(yùn)行壓力8bar，回收率80%，產(chǎn)水進(jìn)入反滲透保安濾器和兩級(jí)反滲透膜系統(tǒng)進(jìn)行再處理，一級(jí)RO設(shè)計(jì)運(yùn)行壓力30bar，二級(jí)RO設(shè)計(jì)運(yùn)行壓力16bar，兩級(jí)RO回收率設(shè)計(jì)65%。工藝最終產(chǎn)水達(dá)標(biāo)排放，濃縮液再回到填埋庫(kù)區(qū)。在處理工藝過程中設(shè)置了四道加藥系統(tǒng)，第一道為原水加PAC，促進(jìn)沉降。第二道加酸，因填埋場(chǎng)滲濾液存在鈣、鎂等結(jié)垢物，而且越是老齡的填埋場(chǎng)結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)越高，因此加酸調(diào)節(jié)進(jìn)水pH降低鈣鎂硅等的結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)。第三道和第四道均為阻垢劑加藥，這也是為了降低鈣鎂硅等結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)，防止原水在膜濃縮過程中濃度上升后在膜濃水側(cè)結(jié)垢。第五道為堿加藥，這是為了保證出水pH達(dá)標(biāo)而設(shè)定的，排放標(biāo)準(zhǔn)pH要求為6-9。多級(jí)膜工藝整體處理流程如下圖所示：

從流程圖來看，“籃式過濾器+高效沉淀+砂濾器”作為預(yù)處理工藝段，承擔(dān)了攔截懸濁物、雜質(zhì)、順帶降低少量有機(jī)物的作用，以降低后段運(yùn)行負(fù)荷?！癗F+兩級(jí)RO”作為膜工藝段，承擔(dān)了去除水中各種雜質(zhì)的關(guān)鍵部分，可以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)

考慮到滲濾液水質(zhì)較差，不容易處理，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)取得相對(duì)較為保守，以增加一些系統(tǒng)調(diào)節(jié)余量，使系統(tǒng)適應(yīng)水質(zhì)能力更強(qiáng)，有關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

表3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)

4 結(jié)果和討論

工程調(diào)試中，測(cè)試了多組數(shù)據(jù)的進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)。

5 結(jié)語(yǔ)

在處理過程中也存在以下一些不足：①高效沉淀池的加藥不好掌握，PAC過量容易使后段膜污染，加少了沉降效果不明顯；②高效沉淀池表面負(fù)荷取值可以再取低一些，其水力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有待進(jìn)一步提升，以使進(jìn)水和加藥混合均勻，進(jìn)一步提升沉降效果；③砂濾器需要定期反洗氣洗，頻次相對(duì)較高，1天需要執(zhí)行1～2次；④膜工藝化學(xué)清洗較頻繁，2～3天清洗一次；⑤系統(tǒng)回收率較低，約為40～50%；⑥濃縮液回灌長(zhǎng)期來看會(huì)使系統(tǒng)原水電導(dǎo)升高，膜系統(tǒng)運(yùn)行壓力增大。

采用多級(jí)膜工藝處理垃圾滲濾液，工藝具有可行性，水質(zhì)可達(dá)標(biāo)排放。雖然存在一些問題，比如洗膜周期短、系統(tǒng)回收率低等，但也有它一定的優(yōu)勢(shì)，運(yùn)營(yíng)成本較DTRO工藝低、操作簡(jiǎn)單、不需要生化系統(tǒng)、適合建設(shè)周期短的項(xiàng)目。