以陶瓷膜为核心的MBR工艺用于垃圾渗滤液处理Word格式.docx
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但目前为止,适合我国国情、符合“高效、低耗”处理标准的渗滤液处理工艺仍处于研发阶段。
国家又制定了垃圾渗滤液新标准GB16889-2008,垃圾渗滤液现场处理并达标排放,则要求较复杂的处理工艺、较高的管理水平和较高成本。
表11997标准与2008标准的对比污染物
1997年标准
2008年标准
(一级)
(二级)
(三级)
排放限值
特别限值
SS(mg/L)
70
200
400
30
BOD5(mg/L)
150
600
20
CODcr(mg/L)
100
300
1000
60
氨氮(mg/L)
15
25
8
色度(倍)
---
40
总氮(mg/L)
总磷(mg/L)
3
1.5
我国卫生填埋起步较晚,真正意义上的卫生填埋场从20
世纪80年代末才开始建设。
渗滤液处理厂的建设就更晚,
从时间上看,渗滤液的处理经历了三个阶段,如图
1所示。
第一阶段:
好氧处理工艺
(接触氧化、SBR、
氧化沟等
)
(处理出水达甚至达不到第二阶段:
97年老的排放标准)
厌氧(UASB
等)+好氧处
理工艺
(对氨氮处理效果不好
第三阶段:
只能达到老标准中二、三级排放要求
MBR+深度处理工艺&
amp;
两
级
DTRO
反渗透
(可以稳定达到新标准排放的要求)
图1我国垃圾渗滤液处理工艺的发展
目前,深度处理分为两类,膜法深度处理和高级氧化深
度处理。
从运行费用上看,目前主要采用膜法深度处理,其
中应用到管式超滤膜,浸没式平板膜,纳滤膜,反渗透膜等。
其中各种工艺的比较如表2所示。
表2垃圾渗滤液处理工艺的比较典型工艺
优势
劣势
回灌处理
1、工艺简单2、投资小
1、非彻底去除,已经基本不再采用
物化+生化
1、设计成熟2、投资适中3、大部分填埋场采取的工艺
1、出水难以保障,无法达到
2008新标准
2、构筑物多,占地大
两级反渗透RO
1、出水效果好2、占地小
1、初投资和运行费用大
2、COD,盐分不断累积,无法彻底根除
3、需要30%浓缩液回灌处理
生化MBR+NF&
RO
1、工艺成熟2、出水效果好3、彻底去除COD,氨氮
1.对膜材料的选择及其维护上要求高
较之其他所列工艺,目前,以生化MBR+NF&
工艺最为成熟,在老填埋场的污水处理改造和新填埋场建设
中使用范围更广。
但选择MBR工艺时需要考虑选择能够耐
高污泥浓度,抗膜污染,耐化学清洗的超滤膜膜产品。
这不但可以保证MBR运行的稳定性,还可以给后序纳滤或者反渗透提供可靠稳定的出水水质。
对保护纳滤膜或者反渗透膜的运行起到关键作用。
二、陶瓷膜简介
陶瓷膜以金属氧化物为支撑,起分离功能得是金属氧化物涂层、烧结而成的活性层,在支撑体和分离活性层之间可内插不同粒径的粒子作为中间过渡层。
这种多种结构的陶瓷超滤膜孔径分布窄、空隙率高、分离层薄、过滤阻力小、单位膜表面积处理量高。
与一般有机管式膜和中空纤维膜相比,陶瓷膜具有明显的优越性:
使用寿命长、可以克服中空纤维膜膜孔严重堵塞、渗透通量底和有机管式膜清洗难等问题。
陶瓷膜是以陶瓷材料如氧化铝、氧化锆、氧化钛等制成
的不对称分离膜,呈单管状和多通道状,管壁密布微孔,在
操作压差的作用下,料液在膜管内错流流动,小于膜孔径的
部分通过膜孔进入渗透侧成为滤液,而大于孔径的物质被膜
截留而成为浓缩液,从而达到物质的分离、浓缩和提纯的目
的。
无机陶瓷膜的性能特点
ü
化学稳定性好、耐酸、耐碱、耐有机溶剂;
错流过滤,不会形成滤饼,持续操作时间长;
机械强度大,可承受几十个大气压的外压;
不对称膜孔径分布,可反向冲洗,再生能力强;
抗微生物能力强,不与微生物发生作用;
耐高温,一般可以在400℃以下操作,最高可以
达800℃;
孔径分布窄,分离效率高;
分离过程简单,配套装置少,能耗低,操作运转
简便;
使用寿命长,垃圾渗滤液中应用超过3年。
以陶瓷膜为核心的MBR工艺流程如下所示:
原液→生化处理→陶瓷膜超滤→(纳滤或反渗透处理)
→出水
出水可达GB16889-2008排放限值标准,可作为回用水,以陶瓷膜为核心的MBR工艺流程具有以下优点。
膜过滤系统抗有机污染及再生能力强,清洗周期长,使用寿命久;
膜过滤系统对进液要求低,进液无需特别预处理,工艺及操作简单;
出水质量好、水质稳定,膜过滤系统整体维护成本低、使用寿命高;
浓缩效率高,极大降低浓缩液的后续处理成本;
超滤系统机械强度高、化学稳定性好,可用强酸、强
碱、强氧化剂等清洗剂来清洗再生,或在高温高压下使用和
清洗。
表3比较了各种不同MBR工艺,目前市场上应用比较多的是有机膜管式膜的MBR工艺(使用特里高的有机管式
膜),其运行稳定,可靠。
但其关键产品是有机材料(PES、
PVDF材质),不耐化学清洗,当膜污染严重时,无法通过化
学清洗恢复,使用寿命只有1年。
中空纤维帘式膜和柱式膜
由于容易发生污堵,断丝,清洗难等缺点已经很少再应用该项技术,其应用领域适合自来水生产,生活污水处理,而不
适合高COD,高氨氮,高盐份的垃圾渗滤液处理。
已有的该MBR工艺的工程在运行半年以后,频繁出现换膜等系列问
题。
表3MBR工艺的比较MBR工艺
优点
缺点
有机管式膜
运行稳定,可靠,目前使用最为广泛
膜不可以反冲洗,膜使用寿命1年,化学恢复清洗差
陶瓷膜
皮实,耐酸、耐碱、可反冲洗,可化学恢复清洗,使用寿命长,3年以上
初投资成本较高
中空纤维帘式膜
初投资低、运行能耗低
易断,易堵,寿命短(3-6个月),膜不耐酸碱清洗
中空纤维柱式膜
便宜,能耗低,便于操作
易堵,难清洗,寿命短,
有机平板膜
便宜、能耗低
易裂,运行麻烦,
投资受限,不需要长期运行(6个月),
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