昆明MBR膜+超滤膜+反渗透膜的组合工艺在处理垃圾渗沥液方面的应用,经过云南皓泉水处理设备公司多年技术攻关,成功将MBR膜+超滤膜+反渗透膜的组合工艺在处理垃圾渗沥液方面的应用。
现今,传统的单一生化处理法已经不能满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》的出水要求,人们将目光转向更为高效的膜分离技术。应用于渗滤液处理的膜分离技术主要有超滤、纳滤、微滤、反渗透等,多数渗滤液处理采用两种或两种以上的膜组合工艺来确保出水水质达标。目前国内外渗滤液处理膜技术以MBR+NF/RO 处理技术为主,传统生化+ 纳滤+ 反渗透的技术应用于渗滤液处理的实际工程案例也有较多报道。
MBR+NF/RO 是近年发展较快的一种新型组合工艺,具有流程简单、投资低、运行成本低等优点,适合中小城镇垃圾渗滤液处理工程。
1 组合工艺介绍
MBR+NF/RO处理技术采用改良型厌氧填埋工艺,渗滤液水质浓度较传统厌氧性填埋有所降低,可生化性也有所提高,设计填埋初期及中后期渗滤液进、出水主要指标见下图。
2 工艺流程
垃圾渗滤液在渗滤液调节池中经过一定时间的沉淀作用,去除废水中部分悬浮物、有机污染物和重金属离子; 高浓度渗滤液通过潜污泵输送至中温厌氧反应器,可降解部分COD、BOD5以及重金属离子,中温厌氧反应器出水通过重力自流入一体式MBR 反应器; 低浓度渗滤液直接经调节池后进入MBR 反应器; 通过MBR 反应器中生物降解和膜过滤的综合作用,进一步去除废水中难降解的有机污染物,去除NH3-N、亚硝态氮、硝态氮和重金属离子及大部分悬浮物; MBR 的出水通过高压泵输入纳滤设备,在纳滤膜的过滤作用下,进行脱色、去除剩余的难降解有机污染物和金属离子; 在纳滤后串联反渗透单元可以保证高氨氮情况下水质达标,最后再通过活性炭过滤器。设计出水水质执行《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008) 中一般地区渗滤液排放限值。
在实际运行中,根据渗滤液进水浓度选择是否经过中温厌氧反应器,根据纳滤出水选择是否串联反渗透单元。回流污泥由M 池回流至A 池(见下图),剩余污泥利用水压通过阀门控制排到污泥池;污泥池内设置污泥泵将浓缩后的污泥输送至垃圾填埋场填埋处理。
3 MBR、纳滤、反渗透
3. 1 MBR 反应器
MBR是指将超、微滤膜分离技术与污水处理中的生物反应器相结合而成的一种新的污水处理装置。这种反应器综合了膜处理技术和生物处理技术带来的优点。超、微滤膜组件作为溺水分离单元,可以完全取代二次沉淀池。与传统工艺比较,这种将膜与生化反应相结合的MBR工艺有明显优势。MBR分为平板MBR和卷式MBR两种。
SUN®的平板膜采用PVDF材料,其拥有更好的化学稳定性、抗污染性和机械强度。公 司采用先进的制膜工艺,控制膜孔径在 0.1um,并且有更高的产水通量和出水 水质。板子采 用榫卯配合,膜片间距更稳定,无需侧装板。膜片安装时,可从顶部向下安装,也可从侧部 安装,不受施工现场条件限制。
产品优势:
MBR出水水质高,不受进水水质波动的影响。
占地面积小
活性污泥泥龄更长,污泥排放量更少
节省运行成本
更换方便
MBR 是一种浸没式,真正可反洗卷式膜,适用于工业废水和工艺用水。MBR 是在传统卷式膜的基础上增加曝气擦洗,从透过液侧提供压力和流量进行反洗的创新性产品。它的最大优势在于无需在供给侧提供高耗能的压力和流量,而仅在透过液侧按相应产能提供抽吸能量。同时,它可与中空纤维膜按同样的反洗频次进行反洗。
产品独特性:
采用曝气方式降低固形物在膜表面的堆积
无扰流流道对预处理要求低
浸没式、管路式均可,占地面积少。
可频繁反洗
设备投资和能耗低
应用范围:
工业废水回收 二沉池出水
反渗透预处理 重金属去除
垃圾渗滤液预处理 工艺用水
生活废水回收 循环水
3.2纳滤装置
纳滤膜截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间,约为200-800道尔顿。截留特性:对二价和多价阴离子优先截留,对单价离子的截留率大小与料液的浓度和组成相关。纳滤一般用于去除地表水中的有机物和色素、地下水中的硬度且部分去除溶解盐,在食品和生物医药生产中用于物质的提取、浓缩。纳滤膜的运行压力一般3.5-30bar。
纳滤膜材质:聚酰胺,磺化聚醚砜、磺化聚砜。
我们提供多种精细截留分子量的卷式纳滤膜元件,其结构紧凑,表面积/体积比合理。通过采用不同的流道网,(13-120mil)可以改变料液流道的宽度,适应各种粘度的料液。为了满足某些特殊行业的应用,我们可以提供耐酸碱,耐高温,抗污染膜产品。
优势:热稳定性及化学稳定性高
进口原材料,保证高质量
膜组件更换简单
各种规格的膜元件可供选用
膜芯填装密度高,单位膜面积造价低
无死角设计,不易污染
应用:制药和生物工程中发酵液的澄清
生化溶解产物的澄清
悬浮物的去除
MBR污水处理
RO/NF预处理
3. 3反渗透装置
反渗透膜能截留大于0.0001微米的物质,是最精细的一种膜分离产品,其能有效截留所有溶解盐份及分子量大于100的有机物,同时允许水分子通过。 反渗透膜材质:聚酰胺,独特复合膜。
我们采用进口高品质反渗透膜片,生产标准压力、低压、超低压及海水淡化卷式反渗透膜元件,其结构紧凑,表面积/体积比合理。通过采用不同的流道网,(13-120mil)可以改变料液流道的宽度,适应各种粘度的料液。为了满足某些特殊行业的应用,我们可以提供热消毒、卫生级、耐高温和抗污染膜产品。
优势:高通量,低能耗,寿命长
进口原材料保证高品质
膜组件更换简单
各种规格的膜元件可供选择
应用:各种水溶液的脱盐、分离及浓缩
制药、生物行业的超纯水制造
奶制品行业的分离及浓缩
一般工业纯水,锅炉补给水
家用/商用纯水机
4 系统运行与控制关键点
4. 1 MBR 反应器运行控制
渗滤液水质成分复杂,进水氨氮浓度很高,微滤膜对氨氮去除作用很小,要使出水水质稳定达标,只有通过生化作用对其进行降解,一旦系统的生化性能出现问题,膜污堵速度较生化性能良好时更快,恢复难度更大,出水很难达标。因此,需根据系统进水选择性添加碳源,提高废水的可生化性。运行初期,渗滤液C/N 达4.5 左右,缺氧段不需要投加碳源。随着填埋场运行时间的延长,渗滤液中的碳、氮比例将会失调。若碳源不足,每天向MBR 缺氧段投加一定量的甲醇,废水可生化性会逐渐变好。
4. 2 MBR 膜污染与清洗
在运行过程中,通过膜机架底部曝气产生的气泡及水流,使膜丝充分抖动对膜进行擦洗。同时采用间歇运行方式,自吸泵抽吸13 min,停止2 min,可防止膜孔堵塞,使长期稳定运行成为可能。系统运行时,采用恒定流量办法,抽吸负压可通过电接点式压力表读取,MBR 膜片操作负压为0.01~0.03MPa,当操作负压> 0.05 MPa 时,需对MBR 膜片及时进行清洗。一般运行到30 天,即使负压未超过0.05 MPa,也要进行清洗。
清洗方法: 将MBR 膜片从膜架上取下,用清水对MBR 膜片表面进行冲洗,除去MBR 膜片表面附着的活性污泥; 再用0.5% 的NaClO 溶液浸泡1 h,杀死附着在膜表面的细菌; 然后用5%~10% 的NaOH 溶液将MBR 膜片浸泡2 h,除去附着在MBR膜片表面的有机物和胶体物质,再用清水对MBR 膜片进行冲洗,MBR 膜片通量即可恢复。
4. 3 NF/RO 运行与控制
在NF/RO 装置中采用大量在线监测仪表及时对各部位水质进行动态跟踪和自动调整,以最大限度地延长膜的使用寿命; 进水浊度控制在1.0 NTU以内,以降低膜的清洗频率,延长膜的使用寿命。在进水水质浓度不高时,纳滤出水即满足出水水质标准,此时即可关闭后续的反渗透单元,降低管理难度和能耗,节约运行成本。系统稳定运行要求的进水条件见下图
5 工艺优势
①运行能耗低
此工艺采用厌氧处理,以减轻后续好氧处理的负荷,降低运营成本。电耗是好氧工艺的主要费用,在本工艺中选用氧利用率较高的膜式微孔曝气器,氧的利用率一般可达到30%,远远高于其他曝气装置曝气的氧利用率。选择能耗较低的一体式MBR,动力消耗为0.2~0.4 kW·h/m3,仅约为分置式的1/10。
②操作灵活
运行初期,低浓度渗滤液无需经过中温厌氧反应器,可直接进入MBR 及纳滤处理单元。在纳滤装置的基础上增加反渗透装置,使系统出水水质稳定达标得到保障。由于纳滤出水已经过一次脱盐,因此反渗透系统所需压力就会很小,反渗透膜得到一定的保护,产水率相对也能提高。另外,若纳滤出水满足出水水质标准,即可关闭后续的反渗透单元,降低能耗,节约运行成本。
③二次污染少
本工艺采用生化处理和物化处理相结合的方法,利用中温厌氧、MBR 能比较彻底地降解污染物的特点,使污染物数量减少、危害程度降低。该工艺产生的污泥量远远少于其他工艺特别是单纯使用物化处理的工艺,产生的少量污泥可以采取回灌的措施控制其对环境的危害。
7 结语
该渗滤液处理工艺充分发挥微滤、纳滤、反渗透三种膜工艺的功能互补性,保证了膜部件的稳定高效运行,组合方便,可操作性强。