纳滤技术处理垃圾渗滤液国内应用实例

2022-09-12

垃圾在堆放、填埋的处理过程中, 由于有机物分解、厌氧发酵、雨水冲淋等原因, 会产生多种代谢产物和水分, 形成渗滤液, 从而破坏土壤的生态平衡, 造成土壤或水源污染。目前垃圾渗滤液主要来自: (1) 填埋场内的自然降雨和径流; (2) 垃圾自身的含水; (3) 垃圾卫生填埋后由于微生物厌氧分解而产生的水[1]。

国内垃圾渗滤液的处理通常采用回灌法、物化法和生化法。回灌法是一种非彻底的处理方法, 其操作环境差、处理能力有限, 不适于年降水量大的南方, 回灌后的渗滤液仍要采用生化及物化等后续的处理才能排放。物化法处理成本高, 不适用大水量垃圾渗滤液的处理。生化法包括好氧生物处理、厌氧生物处理或两者相结合的方法, 但在实际运行中, 由于垃圾渗滤液水量、水质和C O D剧烈的变化, 经常发生生物菌被抑制甚至死亡的现象。一旦菌种被破坏, 重新恢复又需要时间, 很难控制。随着膜技术的发展, 反渗透高效的截留污水中溶解态的无机和有机污染物的特性已成为处理垃圾渗滤液的主要方法。但随着反渗透技术的推广应用, 其缺点和不足也日益突出, 主要体现在操作压力大, 高能耗, 设备损耗大, 维护困难。为克服上述缺点, 研究者们纷纷把目光转向了运行管理方便、操作压力较低的纳滤技术, 并对纳滤技术处理渗滤液的可行性进行了一系列的验证。

1 纳滤膜特性

纳滤是一种介于反渗透和超滤之间的以压力为推动力的膜分离过程[2]。纳滤膜的孔径范围为纳米级, 能截留高价盐而透过单价盐, 可根据分子的电荷性和分子量大小对有机物进行分离。一般而言, 纳滤膜具有以下特点: (1) 纳滤膜对无机盐有一定的截留率; (2) 超低压大通量, 即在超低压下 (0.1 M p a) 仍能工作, 且有较大的通量。

2 纳滤膜技术在垃圾渗滤液处理中的应用实例

目前纳滤技术在垃圾渗滤液中的处理, 通常是作为深度处理工艺以及与其它工艺组合应用, 或在纳滤前面加预处理来克服纳滤的结垢现象。

其常见的工艺组合有:厌氧+好氧+超滤+NF, 厌氧+MBR+NF, 厌氧+好氧+混凝沉淀+NF等。

以下内容列举了N F技术在国内垃圾渗滤液的几个应用实例。

2.1 N F技术在深圳平湖一期渗沥液工程中的应用

2.1.1 工艺流程

深圳平湖一期渗沥液处理工程工艺路线如下。

调节池→格栅→絮凝池→预沉池→氨吹脱→循环集水槽→pH调整池→絮凝反应池→平流沉淀池→厌氧中间池→U A S B→两级接触氧化池→二次沉淀池→M B R (超滤) →纳滤。

本工程NF膜为进口膜, NF浓缩液经絮凝沉淀后, 上清液返回前端预沉池, 沉淀物进入污泥脱水系统。

2.1.2 运行效果

深圳平湖一期渗沥液工程采用“物化+生化+膜”工艺路线, 处理规模约110m3/d, 渗沥液进水COD为50, 000mg/L, 经处理后出水达《生活杂用水水质标准》 (C J/T 4 8-1999) , 处理后COD≤30mg/L, SS=0。

工程投资约5 5 0万元, 每吨渗沥液承建费约5万元, 占地面积1500m 2。

2006年4月11日工程通过深圳市环保局组织的环保竣工验收, 至今已运行近2年, 工程直接运行处理费用为1 8元/吨, 间接处理费用为1 0元/吨。

2.2 NF技术在柳州垃圾填埋场处理中的应用

2.2.1 工艺流程[4]

垃圾渗滤液首先通过高效复合厌氧反应器处理, 然后进入氧化沟处理, 经过初次沉淀后, 再进入加药沉淀池, 最后进入活性炭曝气池, 活性炭曝气池的出水进入纳滤膜分离系统处理, 膜系统出水良好, 达到国家一级排放标准。

2.2.2 纳滤系统进、出水水质

垃圾渗沥液经现有污水处理站生化+物化处理后出水进入纳滤膜处理系统, 纳滤处理系统的进出水水质主要指标如表1所示。

2.2.3 运行情况

N F系统运行两年以来, 产水量保持良好, 且运行压力低, 能达到80%的回收率, 纳滤膜对COD、BOD5和NH3-N有较高的截留率分别为71.7%、69.7%和65.2%。

2.3 N F技术在常州垃圾填埋场处理中的应用

2.3.1 工艺流程[5]

渗滤液经过进入调节池后, 由提升泵抽送到M B R。膜生物反应器采用分体式形式, 生化反应单元由1个反硝化池和2个硝化池串联而成, 通过高活性的好氧微生物作用, 大部分有机污染物在硝化池内得到降解, 同时氨氮和有机氮氧化为硝酸盐和亚硝酸盐。膜单元设在池外单独的处理车间内, M B R膜组件为管式聚偏氟二乙烯 (PVDF) 膜。

污水通过膜组件的分离后, 清液进入N F系统, 浓液回流到反硝化池, 在缺氧环境中还原成氮气排出, 达到脱氮的目的, M B R出水通过纳滤进水泵输送到纳滤系统, 纳滤膜采用螺旋卷式膜, 不可生化的大分子有机物和部分金属离子被滤除, N F出水直接达标排放。纳滤过程产生15%的浓缩液, 排入污泥储池, 与来自生物处理的剩余污泥合并后通过离心脱水机脱水, 脱水后的干污泥去填埋场处置。上清液回流至调节池。