碟管式反渗透工艺用在垃圾渗透液处理中的优缺点分析及改进措施

第一篇：碟管式反渗透工艺用在垃圾渗透液处理中的优缺点分析及改进措施

碟管式反渗透(DTRO)工艺用在垃圾渗透液处理中的优缺点分析及改进措施

来源：城市建设理论研究

摘要：DTRO是种先进的反渗透膜，具有独特的结构形式，在垃圾渗透液处理中使用越来越广泛，取得较好效果，但也存在一些问题。本文通过对国内、外DTRO工艺运行中的优、缺点进行分析，对DTRO工艺存在的问题提出改进措施。

关键词：垃圾渗透液;DTRO;优缺点分析;改进措施

中图分类号：G353文献标识码： A

ANALYSIS AND IMPROVEMENT MEASURES ABOUT DTRO USED IN LEACHATE TREATMENT

Liu Zhongwei1Zhang Zhirong2

(1.Guangxi Urban-rural Planning Design institute, Nanning 530022 ,China;

2.Guangxi Transportation Research Institute, Nanning 530007,China)

Abstract: DTRO, an advanced RO membrane with special structure form, is used more and more in leachate treatment and got a good effect, but there are also some problems.Based on the analysis on the DTRO used in leachate treatment domestic and foreign, the paper raised the improvement measures.Keywords: leachate;DTRO;analysis on strengths and weaknesses;improvement measures

1渗透液水质特点

垃圾渗透液是一种成分复杂的高浓度有机废水，含有多种毒性物质和致癌物质，是世界公认的污染威胁大、性质复杂、难以处理的高浓度废水。本文由一体化垃圾渗透液处理设备厂家广东春雷环境工程有限公司采编，如有侵权请告知。

渗透液的水质与进入填埋场的垃圾类别有直接联系，发达国家如德国、日本垃圾分类较好。以使用DTRO工艺较多的德国为例，德国垃圾填埋场对有机质的填埋比例进行了严格限制，因此BOD5很低，典型的渗透液成分如下：

表1德国垃圾渗透液水质

Table 1 Leachate quality in Germany

指标 电导率

(μS/cm)BOD5

(mg/L)COD

(mg/L)NH3-N(mg/L)

数值 15000~20000 300~500 3000~5000 1500~2000

我国除北京、上海、深圳等少数城市做了垃圾分类试点以外，其它绝大部分城市垃圾没有分类，同时我国各地气象条件各异域，因此我国垃圾渗透液的水质与德国比，相差较大，有如下特点：

1)、填埋初期NH3-N浓度高，可以到3000mg/L以上，BOD5/COD值较高可达0.5以上，可生化性好，碳源充足，较易处理。

2)、随着填埋时间的变化(通常5年左右)，BOD5的浓度快速下降、COD的浓度缓慢下降，仍然保持较高浓度，BOD5/COD值较低，可生化性差，部分有机物(中等分子量的灰黄霉酸类物质)难生物降解;NH3-N浓度保持在1000mg/L左右，C/N比低，处理难度大。

3)、重金属：一般渗透液中的重金属含量很低，不会超过排放标准，但当工业垃圾与生活垃圾混合填埋时，重金属溶出数量会增加，与各地实际情况有关。

我国垃圾渗透液水质与德国相差很大，BOD5浓度高很多，可生化性相对要好，特别是填埋初期。

2DTRO工艺分析

从2011年7月1日起，现有的所有渗透液处理出水按新标准《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)执行，新标准对COD，总氮、重金属及外运处理等方面提出了更为严格的要求，根据渗透液的水质特点，有机物和氨氮是国家排放标准规定的两个主要去除目标，它决定了渗透液处理工艺的建设成本和运行费用。

2010年4月1日起实施的《生活垃圾填埋场渗透液处理工程技术规范》(HJ 564-2010)，提出了“生化处理+膜过滤”的原则性处理流程。

目前大多数垃圾填埋场滤液处理工艺为以下两种：全膜过滤(DTRO)工艺和“生化处理+膜过滤”工艺，本文主要对全膜过滤(DTRO)工艺进行分析。本文由一体化垃圾渗透液处理设备厂家广东春雷环境工程有限公司采编，如有侵权请告知。

2.1国外DTRO工艺运行情况

1988年颇尔水技术公司在德国首次推出DTRO装置用于垃圾渗透液处理，在德国应用较多，因此以德国的实际应用为例进行介绍。德国垃圾填埋场对有机质的填埋比例进行了严格限制，渗透液成分相对简单，收集的垃圾渗透液一般先经过预处理，再进入反渗透系统，同时对浓缩液进行处理，该技术取得了很好的应用效果，典型工艺流程如下：

图一 德国典型DTRO处理工艺流程

Fig.1 Technological process of DTRO in Germany

2.2国内DTRO工艺运行情况

两级DTRO工艺流程及水量平衡图如下(Q为清水产量，DTRO产水率按80%计算)：

图二 DTRO工艺水量平衡

Fig.2 Water budget in DTRO process

两级DTRO系统具有以下优点：

1)、预处理系统简单，渗透液通过保安过滤器(精密过滤)即可进入DTRO系统。

2)、抗冲击负荷能力强、进水水质波动对其影响较小。

3)、通过碟管式反渗透膜(DTRO)将渗透液分为浓缩液(污染物含量极高)和清水(含少量盐)两部分，是纯物理分离。和生化处理比较，占地面积小、自动化程度高、对运行管理人员要求较低。本文由一体化垃圾渗透液处理设备厂家广东春雷环境工程有限公司采编，如有侵权请告知。

4)、发生故障时，启动和关闭时间短。

5)、采用膜组件结构，容易改建和扩建。

6)、缩短产生渗透液的时间，减少填埋场封场后的维护时间。

由于国内渗透液水质浓度高，浓缩液没采取处理措施直接回灌至填埋库区，渗透过垃圾堆体，由渗透液收集系统收集再次排入调节池，进入渗透液处理站，是内部循环的，存在以下不足：

1)、污染物的降解主要依赖于垃圾堆体，垃圾堆体处于厌氧环境，系统中主要是两类细菌：产酸细菌(异养菌)和产甲烷菌(自养菌)，产酸菌比产甲烷菌增长快，产甲烷菌对PH值较敏感，最适宜pH值范围约在6.8~7.2之间，如果产酸菌增长过快，垃圾堆体的PH值将低于6.5，产甲烷菌会受到抑制，两类细菌数量将不平衡(新鲜渗透液含有较高浓度的VFA，可生化性好，因此产酸菌增长很快，这种情况更容易出现)，从而使渗透液停留在产酸阶段，污染物不能彻底分解，导致DTRO系统进水的有机物浓度较高，加速DTRO膜的污染。

2)、对于难生物降解的有机物和无机盐类在系统内积累，反渗透系统进水浓度会越来越高。含盐量越高渗透压越高，进水压力不变的情况下，产水量将降低。填埋初期渗透液浓度较低，产水率较高，通常可以达到80%，中后期降到70%，甚至更低，从而缩短膜的使用寿命，大幅提高运行费用。

3)、浓缩液的回灌方式主要有三种：直接回灌至垃圾填埋层(垃圾在分层压实期间，将渗透液浇灌在作业面上)、表面回灌(通常用穿孔管喷灌)、覆盖层下回灌(在垃圾填埋中间覆盖层下铺设管网或利用导气石笼回灌)。前两种方式会加速恶臭气体挥发、影响填埋作业，第三种方式容易形成短流(经导气石笼、库底渗透液收集系统直接进入调节池)，污染物没有经过垃圾层的有效降解。本文由一体化垃圾渗透液处理设备厂家广东春雷环境工程有限公司采编，如有侵权请告知。

4)、回灌把渗透液中的有机物重新送回填埋场，加快了填埋场产气速率，容易引发安全问题。

2.3国内早期采用DTRO工艺的渗透液处理站运行情况

国内早期(2003~2004年)采用二级DTRO工艺的垃圾处理场渗透液处理站，经过几年的运行均进行了技术改造，详下表。

表2 国内采用DTRO工艺的渗透液处理站改造情况

Table 2 Technical transformation of domestic leachate treatment plant of DTRO process

项目 改造前处理工艺 改造后处理工艺

重庆长生桥垃圾填埋场 二级DTRO 膜生物反应器(MBR)+二级DTRO

北京安定垃圾填埋场 二级DTRO+高压RO 膜生物反应器(MBR)+纳滤(NF)+反渗透(RO)

北京阿苏卫垃圾填埋场 二级DTRO 厌氧+反硝化+硝化+膜生物反应器(MBR)+纳滤(NF)+DTRO

改造后的工艺保留DTRO处理单元的同时增加了生化处理单元。

3改进措施

针对两级DTRO工艺的分析和参照国内早期采用DTRO工艺的渗透液处理站改造工艺，提出以下改进措施：

1)、新建填埋场在回灌初期为防止产酸菌增殖过快，保持产酸菌和甲烷菌数量的平衡以保证垃圾堆体的降解效果、降低渗透液中有机污染物的浓度，可采用两种方法：间断回灌(短时间回灌后停止)、接种产甲烷菌。

2)、填埋作业过程中，采取措施保证回灌的效果，延长渗透液在垃圾堆体中的停留时间，使污染物得到充分降解。

3)、DTRO处理单元前加生化处理单元，对于后期氨氮浓度高，碳源不足时，考虑外加碳源。

4)、对浓缩液进行处理(如Fenton试剂法、臭氧氧化法等)，对于含有大量难生物降解的后期渗透液，效果更明显，可降低DTRO系统的进水浓度，提高产水率、延缓膜污染，从而降低运行费用。

4结语

两级DTRO工艺处理垃圾渗透液有许多优点，但也存在一些不足，针对这些不足采取适当的措施可以更好地发挥DTRO工艺的优势。本文由一体化垃圾渗透液处理设备厂家广东春雷环境工程有限公司采编，如有侵权请告知。

参考文献

[1] 楼紫阳.赵由才.张全.渗透液处理处置技术及工程实例.北京.化学工业出版社.2007.224-227

[2]蒋宝军，谢杰，王剑寒.碟管式反渗透垃圾渗透液处理系统运行效能及分析.吉林建筑工程学院学报，2007，24(2):34-36.[3] 徐文龙.从德国垃圾卫生填埋处理看我国卫生填埋技术对策.环境卫生工程，2000,8(3):130-136.