1、碟管式反滲透(DTRO)技術(shù)在垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用(煙臺(tái)金正環(huán)保科技有限公司)垃圾滲濾液是指垃圾填埋過程中,由于厭氧發(fā)酵、有機(jī)物分解、雨水沖淋等產(chǎn)生多種代謝物質(zhì),形成污染嚴(yán)重的高濃度有機(jī)廢液,它具有水質(zhì)復(fù)雜、化學(xué)耗氧量(COD)和氨氮濃度高、水質(zhì)變化大等特點(diǎn),且用常規(guī)的生化等處理方法出水難以達(dá)標(biāo).與生化法相比,膜分離技術(shù)受原水水質(zhì)的變化影響小,能夠保持出水水質(zhì)穩(wěn)定,在垃圾滲濾液等高濃度、難降解廢水的處理中具有明顯的優(yōu)勢(shì).碟管式反滲透(DTRO)是一種新型的反滲透處理技術(shù),分為碟管式反滲透(DTRO)和碟管式納濾(DTNF)兩大類,該技術(shù)是專門針對(duì)垃圾滲濾液處理開發(fā)的一種專利型膜分離設(shè)備,目前

2、已經(jīng)在垃圾滲濾液的處理中得到較為廣泛的應(yīng)用. 1碟管式反滲透技術(shù)介紹 1.1碟管式反滲透技術(shù)的發(fā)展歷程 DTRO技術(shù)源于德國(guó),1988年,DTRO系統(tǒng)進(jìn)入滲濾液處理市場(chǎng),第一座DTRO設(shè)備處理垃圾滲濾液工程在德國(guó)Ihlenberg建成.到1997年,DTRO在歐洲、美洲、遠(yuǎn)東等國(guó)家或地區(qū)已有200多個(gè)成功的工程實(shí)例,占反滲透法處理滲濾液市場(chǎng)的75%,到1999年,市場(chǎng)份額為80%.2012年,煙臺(tái)金正環(huán)保成為國(guó)內(nèi)DTRO生產(chǎn)商,該公司用RO502型DTRO產(chǎn)品在中國(guó)進(jìn)行了滲濾液的處理試驗(yàn).結(jié)果表明,RO502型DTRO對(duì)進(jìn)水水質(zhì)有較強(qiáng)的適應(yīng)能力,完全可以處理國(guó)內(nèi)的滲濾液.近年來采用DTRO系統(tǒng)

3、相繼在我國(guó)已建設(shè)多個(gè)工程項(xiàng)目. 1.2碟管式反滲透系統(tǒng)簡(jiǎn)介DTRO膜組件構(gòu)造與傳統(tǒng)的卷式膜截然不同,膜柱是通過兩端都有螺紋的不銹鋼管將一組導(dǎo)流盤與反滲透膜緊密集結(jié)成筒狀而成的(見圖1).碟管式膜組的優(yōu)良性能依賴于品質(zhì)優(yōu)良的反滲透膜片和導(dǎo)流盤(圖2).導(dǎo)流盤表面有一定方式排列的凸點(diǎn),使處理液形成湍流,增加透過速率和自清洗功能.導(dǎo)流盤將膜片夾在中間,使處理液快速切向流過膜片表面。（圖1） （圖2） 1.3碟管式反滲透處理系統(tǒng)工藝流程 根據(jù)不同的進(jìn)水水質(zhì)、出水要求及工程成本,垃圾滲濾液處理系統(tǒng)可采用兩級(jí)DTRO、單級(jí)DTRO、MBR+單級(jí)DTRO/NF、DTRO與DTNF組合等工藝.目前采用較多的是

4、兩級(jí)DTRO工藝,一般來講可以達(dá)到生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB16889- 2008)排放標(biāo)準(zhǔn),滿足中水回用要求;單級(jí)DTRO主要用于污染指標(biāo)較低的滲濾液;MBR+單級(jí)DTRO/NF適合處理可生化性較好的滲濾液類型;如果在出水指標(biāo)允許的條件下,還可以應(yīng)用DTNF,或使用DTRO與DTNF組合系統(tǒng),既滿足去除率又可去除部分單價(jià)鹽類. 典型兩級(jí)DTRO工藝流程如下:填埋場(chǎng)的滲濾液從調(diào)節(jié)池由漂浮泵輸送至原水罐,先經(jīng)砂濾器和芯濾器作預(yù)處理,經(jīng)過預(yù)處理的滲濾液直接進(jìn)入一級(jí)DTRO系統(tǒng),第一級(jí)反滲透系統(tǒng)產(chǎn)生的透過液排向第二級(jí)反滲透的進(jìn)水端,濃縮液排入濃縮液儲(chǔ)池,第二級(jí)反滲透處理第一級(jí)透過液,二級(jí)的透過

5、液進(jìn)入清水池,濃縮液進(jìn)入第一級(jí)反滲透的進(jìn)水端,進(jìn)行進(jìn)一步的處理.濃縮液回灌、蒸發(fā)或外運(yùn). 1.4碟管式反滲透處理系統(tǒng)的特點(diǎn) 專門為處理高濃度料液而設(shè)計(jì);解決了膜片堵塞問題,不依賴特別的預(yù)處理;膜片使用壽命超過3年,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性;操作簡(jiǎn)便,可遠(yuǎn)程控制,遠(yuǎn)程診斷;土建設(shè)施少,占地面積小;濃縮倍數(shù)高,回收率高;出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo). 2碟管式反滲透處理系統(tǒng)的工程應(yīng)用 碟管式反滲透設(shè)備根據(jù)用戶的需求可以設(shè)計(jì)成集裝箱式、室內(nèi)式和車載式.例如:重慶長(zhǎng)生橋垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理系統(tǒng)為3個(gè)集裝箱式碟管式反滲透設(shè)備;北京南宮堆肥場(chǎng)為1個(gè)集裝箱式設(shè)備,北京阿蘇衛(wèi)垃圾填埋場(chǎng)、北京安定垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理系統(tǒng)為室內(nèi)式設(shè)備

6、,碟管式反滲透中試車演示設(shè)備為車載式設(shè)備;碟管式反滲透設(shè)備根據(jù)所要求的系統(tǒng)回收率可選擇是否需要高壓反滲透,一般垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的電導(dǎo)率低于20 000霺/cm,要求回收率 80%時(shí),則考慮采用高壓反滲透,壓力可達(dá)12 MPa,例如北京安定垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理設(shè)備. 碟管式反滲透設(shè)備的控制系統(tǒng)可以根據(jù)用戶需求進(jìn)行設(shè)計(jì),主要分為全自動(dòng)和部分全自動(dòng).全自動(dòng)為進(jìn)水和出水系統(tǒng)完全自動(dòng)控制,目前,大部分垃圾填埋場(chǎng)的碟管式反滲透處理系統(tǒng)采用全自動(dòng)控制方式.部分全自動(dòng)多用于單級(jí)反滲透,適合出水水質(zhì)要求靈活的系統(tǒng).2003年以來,碟管式反滲透處理系統(tǒng)在我國(guó)北京、上海等地已有多個(gè)工程項(xiàng)目,2005年以后國(guó)內(nèi)主要工

7、程應(yīng)用項(xiàng)目、工程規(guī)模、主體工藝等見表1. 3碟管式反滲透處理系統(tǒng)典型工程實(shí)例分析 選用深圳老虎坑、上海黎明和沈陽(yáng)老虎沖、大辛垃圾滲濾液處理系統(tǒng)進(jìn)行典型工程實(shí)例分析. 3.1深圳老虎坑垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理系統(tǒng) 深圳市寶安區(qū)老虎坑老虎坑垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)采用的是MBR+單級(jí)DTRO/NF工藝,即生化處理部分采用MBR工藝,深度處理采用碟管式納濾和碟管式反滲透相結(jié)合的處理工藝,采用部分納濾工藝,一方面可以增加水的透過量,另一方面,納濾膜對(duì)于一價(jià)離子的截留率低,而對(duì)高價(jià)態(tài)離子截留率高,納濾工藝降低了濃縮液的含鹽量,有利于濃縮液回灌到垃圾填埋場(chǎng).本設(shè)計(jì)是一個(gè)室內(nèi)安裝式一級(jí)處理系統(tǒng),DTRO/NF系統(tǒng)設(shè)計(jì)原水

8、處理量為393.65 m3/d,原水電導(dǎo)率為15 000 20 000霺/cm時(shí),系統(tǒng)回收率為81.3%,具體工藝流程見圖3,表2為滲濾液的處理效果. 從表2可以看出,深圳老虎坑垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理系統(tǒng)的實(shí)際出水水質(zhì)良好,可以達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo). 3.2上海黎明坑垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理系統(tǒng) 上海市浦東新區(qū)黎明生活垃圾填埋場(chǎng)采用兩套DTRO系統(tǒng),分別為ROAW9152DTG74和ROAW9152DTG30(以下簡(jiǎn)稱大、小系統(tǒng)).滲濾液處理能力近期為400 m3/d(并聯(lián)工藝),遠(yuǎn)期為210m3/d(串聯(lián)工藝),工藝流程見圖4和圖5.主體設(shè)備DTRO系統(tǒng)由預(yù)處理系統(tǒng)、膜組反滲透系統(tǒng)、膜污染控制系統(tǒng)、脫

9、氣器、自動(dòng)控制系統(tǒng)等幾部分組成,整套設(shè)備由中央控制系統(tǒng)集中控制. 圖4為單級(jí)處理工藝,兩套反滲透系統(tǒng)(型號(hào)為9152DTG74/30)并列排列,凈水回收率為75%(電導(dǎo)率設(shè)計(jì)值低于15 000靤/cm),設(shè)計(jì)平均流量為400 m3/d,濃縮液作回灌處理,凈水排入城市污水處理廠進(jìn)行進(jìn)一步處理.圖5為兩級(jí)DTRO反滲透系統(tǒng)處理工藝(串聯(lián)),DTG74(大系統(tǒng))作為一級(jí)反滲透,凈水回收率為75%.DTG30(小系統(tǒng))作為二級(jí)反滲透,凈水回收率為90%,表3為上海黎明垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的處理效果. 上海黎明滲濾液處理系統(tǒng)從2005年運(yùn)行至今將近5年,一直以單級(jí)并聯(lián)方式運(yùn)行,運(yùn)行情況良好.在設(shè)備連續(xù)運(yùn)行期

10、間,每7天用清洗劑A(堿性清洗劑)進(jìn)行一次化學(xué)清洗,A類清洗劑主要用于去除有機(jī)沉淀物和污染;14天用清洗劑C進(jìn)行一次酸性清洗,C類清洗劑用于去除鐵銹、無機(jī)物結(jié)垢等. 由于設(shè)備運(yùn)行期間膜片的清洗和保養(yǎng)情況較好,所以盡管膜片已使用接近5年,且目前的實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)與設(shè)計(jì)值相比較差,但是碟管式反滲透設(shè)備出水仍能滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求. 3.3沈陽(yáng)老虎沖、大辛垃圾滲濾液處理系統(tǒng) 老虎沖生活垃圾處理場(chǎng)是沈陽(yáng)市第一座規(guī)范化生活垃圾填埋場(chǎng),于2003年正式投入使用,老虎沖垃圾填埋場(chǎng)原有一套滲濾液處理工程,于2004年5月建成,為兩級(jí)厭氧-好氧深度處理輔以氣浮、消毒工藝.2005年,由于原工藝不能滿足滲濾液水質(zhì)變化,業(yè)

11、主經(jīng)過考察,決定采用兩級(jí)碟管式反滲透系統(tǒng).大辛生活垃圾處理場(chǎng)是沈陽(yáng)市第二個(gè)衛(wèi)生填埋場(chǎng),采用的也是兩級(jí)DTRO處理工藝,老虎沖和大辛生活垃圾處理場(chǎng)的滲濾液處理量均為230 m3/d,這兩套設(shè)備的設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)見表4,主要技術(shù)參數(shù)見表5. 沈陽(yáng)老虎沖和大辛生活垃圾處理場(chǎng)碟管式反滲透處理裝置投入運(yùn)行后,最終的的出水水質(zhì)經(jīng)檢測(cè)均可達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。 4結(jié)語(yǔ) 1)近幾年來,碟管式反滲透系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)滲濾液處理中得到了較快的推廣與應(yīng)用.碟管式反滲透設(shè)備敞開式的膜柱結(jié)構(gòu)及特殊水力設(shè)計(jì)克服了卷式膜容易被污染及堵塞的缺點(diǎn),因而對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求較低,出水水質(zhì)穩(wěn)定,運(yùn)行效果良好. 2)在膜法處理垃圾滲濾液中,濃縮液的處理一直是個(gè)難點(diǎn).已經(jīng)在進(jìn)行“濃縮液零排放”的研究,濃縮液先經(jīng)預(yù)處理,再經(jīng)碟管式反滲透系統(tǒng)處理后,其中凈水回用,而最終濃縮液再進(jìn)行蒸發(fā)干燥得到固體粉末.目前該研究已小試成功,處于試運(yùn)行階段. 3)碟管式反滲透技術(shù)不僅適用于垃圾滲濾液處理,而且可以嘗