碟管式反渗透DTRO技术在垃圾渗滤液处理中的应用

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1、碟管式反渗透(DTRO)技术在垃圾渗滤液处理中的应用(烟台金正环保科技)垃圾渗滤液是指垃圾填埋过程中,由于厌氧发酵、有机物分解、雨水冲淋等产生多种代谢物质,形成污染严重的高浓度有机废液,它具有水质复杂、化学耗氧量(COD)和氨氮浓度高、水质变化大等特点,且用常规的生化等处理方法出水难以达标.与生化法相比,膜分离技术受原水水质的变化影响小,能够保持出水水质稳定,在垃圾渗滤液等高浓度、难降解废水的处理中具有明显的优势.碟管式反渗透(DTRO)是一种新型的反渗透处理技术,分为碟管式反渗透(DTRO)和碟管式纳滤(DTNF)两大类,该技术是专门针对垃圾渗滤液处理开发的一种专利型膜分离设备,目前已经在垃

2、圾渗滤液的处理中得到较为广泛的应用. 1碟管式反渗透技术介绍 1.1碟管式反渗透技术的发展历程 DTRO技术源于德国,1988年,DTRO系统进入渗滤液处理市场,第一座DTRO设备处理垃圾渗滤液工程在德国Ihlenberg建成.到1997年,DTRO在欧洲、美洲、远东等国家或地区已有200多个成功的工程实例,占反渗透法处理渗滤液市场的75%,到1999年,市场份额为80%.2012年,烟台金正环保成为国内DTRO生产商,该公司用RO502型DTRO产品在中国进行了渗滤液的处理试验.结果表明,RO502型DTRO对进水水质有较强的适应能力,完全可以处理国内的渗滤液.近年来采用DTRO系统相继在我

3、国已建设多个工程项目. 1.2碟管式反渗透系统简介DTRO膜组件构造与传统的卷式膜截然不同,膜柱是通过两端都有螺纹的不锈钢管将一组导流盘与反渗透膜紧密集结成筒状而成的(见图1).碟管式膜组的优良性能依赖于品质优良的反渗透膜片和导流盘(图2).导流盘表面有一定方式排列的凸点,使处理液形成湍流,增加透过速率和自清洗功能.导流盘将膜片夹在中间,使处理液快速切向流过膜片表面。（图1） （图2） 1.3碟管式反渗透处理系统工艺流程根据不同的进水水质、出水要求及工程成本,垃圾渗滤液处理系统可采用两级DTRO、单级DTRO、MBR+单级DTRO/NF、DTRO与DTNF组合等工艺.目前采用较多的是两级DTR

4、O工艺,一般来讲可以达到生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889- 2008)排放标准,满足中水回用要求;单级DTRO主要用于污染指标较低的渗滤液;MBR+单级DTRO/NF适合处理可生化性较好的渗滤液类型;如果在出水指标允许的条件下,还可以应用DTNF,或使用DTRO与DTNF组合系统,既满足去除率又可去除部分单价盐类.典型两级DTRO工艺流程如下:填埋场的渗滤液从调节池由漂浮泵输送至原水罐,先经砂滤器和芯滤器作预处理,经过预处理的渗滤液直接进入一级DTRO系统,第一级反渗透系统产生的透过液排向第二级反渗透的进水端,浓缩液排入浓缩液储池,第二级反渗透处理第一级透过液,二级的透过液进入清水池

5、,浓缩液进入第一级反渗透的进水端,进行进一步的处理.浓缩液回灌、蒸发或外运. 1.4碟管式反渗透处理系统的特点专门为处理高浓度料液而设计;解决了膜片堵塞问题,不依赖特别的预处理;膜片使用寿命超过3年,提高了系统的稳定性;操作简便,可远程控制,远程诊断;土建设施少,占地面积小;浓缩倍数高,回收率高;出水稳定达标. 2碟管式反渗透处理系统的工程应用碟管式反渗透设备根据用户的需求可以设计成集装箱式、室内式和车载式.例如:重庆长生桥垃圾填埋场渗滤液处理系统为3个集装箱式碟管式反渗透设备;北京南宫堆肥场为1个集装箱式设备,北京阿苏卫垃圾填埋场、北京安定垃圾填埋场渗滤液处理系统为室内式设备,碟管式反渗透中

6、试车演示设备为车载式设备;碟管式反渗透设备根据所要求的系统回收率可选择是否需要高压反渗透,一般垃圾填埋场渗滤液的电导率低于20 000霺/cm,要求回收率 80%时,则考虑采用高压反渗透,压力可达12 MPa,例如北京安定垃圾填埋场渗滤液处理设备.碟管式反渗透设备的控制系统可以根据用户需求进行设计,主要分为全自动和部分全自动.全自动为进水和出水系统完全自动控制,目前,大部分垃圾填埋场的碟管式反渗透处理系统采用全自动控制方式.部分全自动多用于单级反渗透,适合出水水质要求灵活的系统.2003年以来,碟管式反渗透处理系统在我国北京、上海等地已有多个工程项目,2005年以后国内主要工程应用项目、工程规

7、模、主体工艺等见表1. 3碟管式反渗透处理系统典型工程实例分析选用深圳老虎坑、上海黎明和沈阳老虎冲、大辛垃圾渗滤液处理系统进行典型工程实例分析. 3.1深圳老虎坑垃圾填埋场渗滤液处理系统深圳市宝安区老虎坑老虎坑垃圾卫生填埋场采用的是MBR+单级DTRO/NF工艺,即生化处理部分采用MBR工艺,深度处理采用碟管式纳滤和碟管式反渗透相结合的处理工艺,采用部分纳滤工艺,一方面可以增加水的透过量,另一方面,纳滤膜对于一价离子的截留率低,而对高价态离子截留率高,纳滤工艺降低了浓缩液的含盐量,有利于浓缩液回灌到垃圾填埋场.本设计是一个室内安装式一级处理系统,DTRO/NF系统设计原水处理量为393.65

8、m3/d,原水电导率为15 000 20 000霺/cm时,系统回收率为81.3%,具体工艺流程见图3,表2为渗滤液的处理效果.从表2可以看出,深圳老虎坑垃圾填埋场渗滤液处理系统的实际出水水质良好,可以达到系统设计指标. 3.2上海黎明坑垃圾填埋场渗滤液处理系统上海市浦东新区黎明生活垃圾填埋场采用两套DTRO系统,分别为ROAW9152DTG74和ROAW9152DTG30(以下简称大、小系统).渗滤液处理能力近期为400 m3/d(并联工艺),远期为210m3/d(串联工艺),工艺流程见图4和图5.主体设备DTRO系统由预处理系统、膜组反渗透系统、膜污染控制系统、脱气器、自动控制系统等几部分

9、组成,整套设备由中央控制系统集中控制.图4为单级处理工艺,两套反渗透系统(型号为9152DTG74/30)并列排列,净水回收率为75%(电导率设计值低于15 000靤/cm),设计平均流量为400 m3/d,浓缩液作回灌处理,净水排入城市污水处理厂进行进一步处理.图5为两级DTRO反渗透系统处理工艺(串联),DTG74(大系统)作为一级反渗透,净水回收率为75%.DTG30(小系统)作为二级反渗透,净水回收率为90%,表3为上海黎明垃圾填埋场渗滤液的处理效果.上海黎明渗滤液处理系统从2005年运行至今将近5年,一直以单级并联方式运行,运行情况良好.在设备连续运行期间,每7天用清洗剂A(碱性清洗

10、剂)进行一次化学清洗,A类清洗剂主要用于去除有机沉淀物和污染;14天用清洗剂C进行一次酸性清洗,C类清洗剂用于去除铁锈、无机物结垢等.由于设备运行期间膜片的清洗和保养情况较好,所以尽管膜片已使用接近5年,且目前的实际进水水质与设计值相比较差,但是碟管式反渗透设备出水仍能满足系统设计要求. 3.3沈阳老虎冲、大辛垃圾渗滤液处理系统老虎冲生活垃圾处理场是沈阳市第一座规范化生活垃圾填埋场,于2003年正式投入使用,老虎冲垃圾填埋场原有一套渗滤液处理工程,于2004年5月建成,为两级厌氧-好氧深度处理辅以气浮、消毒工艺.2005年,由于原工艺不能满足渗滤液水质变化,业主经过考察,决定采用两级碟管式反渗

11、透系统.大辛生活垃圾处理场是沈阳市第二个卫生填埋场,采用的也是两级DTRO处理工艺,老虎冲和大辛生活垃圾处理场的渗滤液处理量均为230 m3/d,这两套设备的设计进、出水水质见表4,主要技术参数见表5.沈阳老虎冲和大辛生活垃圾处理场碟管式反渗透处理装置投入运行后,最终的的出水水质经检测均可达到设计指标。 4结语 1)近几年来,碟管式反渗透系统在国内渗滤液处理中得到了较快的推广与应用.碟管式反渗透设备敞开式的膜柱结构及特殊水力设计克服了卷式膜容易被污染及堵塞的缺点,因而对进水水质要求较低,出水水质稳定,运行效果良好. 2)在膜法处理垃圾渗滤液中,浓缩液的处理一直是个难点.已经在进行“浓缩液零排放”的研究,浓缩液先经预处理,再经碟管式反渗透系统处理后,其中净水回用,而最终浓缩液再进行蒸发干燥得到固体粉末.目前该研究已小试成功,处于试运行阶段. 3)碟管式反渗透技术不仅适用于垃圾渗滤液处理,而且可以尝试向食品、生物、制药、化工等多个领域扩展,随着我们对膜技术的不断研究和深入,碟管式反渗透技术将得到更广泛的应用。参考文献【1】黄健平,鲍姜伶.垃圾渗滤液处理技术.电力环境保护【2】齐小力. DTRO在中国处理垃圾渗滤液的试验.环境卫生工程【3】金正环保-碟管式反渗透(DTRO)技术简介【4】刘研萍,王宝贞. DTRO技术在我国垃圾渗滤液处理中的应用