聚丙烯酰胺廠家：DTRO在垃圾滲透液中的應用探討

　　聚丙烯酰胺廠家：DTRO在垃圾滲透液中的應用探討

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　　一、DTRO中文全稱碟管式反滲透，滲透液水質特點：垃圾滲透液是一種成分復雜的高濃度有機廢水，含有多種毒性物質和致癌物質，是世界公認的污染威脅大、性質復雜、難以處理的高濃度廢水。

　　滲透液的水質與進入填埋場的垃圾類別有直接聯系，發達國家如德國、日本垃圾分類較好。以使用DTRO工藝較多的德國為例，德國垃圾填埋場對有機質的填埋比例進行了嚴格限制，因此BOD5很低，典型的滲透液成分如下：

　　表1德國垃圾滲透液水質　

指標	電導率(μS/cm)	BOD5(mg/L)	COD(mg/L)	NH3-N(mg/L)
數值	15000~20000	300~500	3000~5000	1500~2000

 

　　我國除北京、上海、深圳等少數城市做了垃圾分類試點以外，其它絕大部分城市垃圾沒有分類，同時我國各地氣象條件各異域，因此我國垃圾滲透液的水質與德國比，相差較大，有如下特點：

　　1)、填埋初期NH3-N濃度高，可以到3000mg/L以上，BOD5/COD值較高可達0.5以上，可生化性好，碳源充足，較易處理。

　　2)、隨著填埋時間的變化(通常5年左右)，BOD5的濃度快速下降、COD的濃度緩慢下降，仍然保持較高濃度， BOD5/COD值較低，可生化性差，部分有機物(中等分子量的灰黃霉酸類物質)難生物降解;NH3-N濃度保持在1000mg/L左右，C/N比低，處理難度大。

　　3)、重金屬：一般滲透液中的重金屬含量很低，不會超過排放標準，但當工業垃圾與生活垃圾混合填埋時，重金屬溶出數量會增加，與各地實際情況有關。

　　我國垃圾滲透液水質與德國相差很大， BOD5濃度高很多，可生化性相對要好，特別是填埋初期。

　　二、DTRO工藝分析

　　從2011年7月1日起，現有的所有滲透液處理出水按新標準《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008)執行，新標準對COD，總氮、重金屬及外運處理等方面提出了更為嚴格的要求，根據滲透液的水質特點，有機物和氨氮是國家排放標準規定的兩個主要去除目標，它決定了滲透液處理工藝的建設成本和運行費用。

　　2010年4月1日起實施的《生活垃圾填埋場滲透液處理工程技術規范》(HJ 564-2010)，提出了“生化處理+膜過濾”的原則性處理流程。

　　目前大多數垃圾填埋場濾液處理工藝為以下兩種：全膜過濾(DTRO)工藝和“生化處理+膜過濾”工藝，本文主要對全膜過濾(DTRO)工藝進行分析。

　　2.1國外DTRO工藝運行情況

　　1988年頗爾水技術公司在德國首次推出DTRO裝置用于垃圾滲透液處理，在德國應用較多，因此以德國的實際應用為例進行介紹。德國垃圾填埋場對有機質的填埋比例進行了嚴格限制，滲透液成分相對簡單，收集的垃圾滲透液一般先經過預處理，再進入反滲透系統，同時對濃縮液進行處理，該技術取得了很好的應用效果。

　　兩級DTRO系統具有以下優點：

　　1)、預處理系統簡單，滲透液通過保安過濾器(精密過濾)即可進入DTRO系統。

　　2)、抗沖擊負荷能力強、進水水質波動對其影響較小。

　　3)、通過碟管式反滲透膜(DTRO)將滲透液分為濃縮液(污染物含量極高)和清水(含少量鹽)兩部分，是純物理分離。和生化處理比較，占地面積小、自動化程度高、對運行管理人員要求較低。

　　4)、發生故障時，啟動和關閉時間短。

　　5)、采用膜組件結構，容易改建和擴建。

　　6)、縮短產生滲透液的時間，減少填埋場封場后的維護時間。

　　由于國內滲透液水質濃度高，濃縮液沒采取處理措施直接回灌至填埋庫區，滲透過垃圾堆體，由滲透液收集系統收集再次排入調節池，進入滲透液處理站，是內部循環的，存在以下不足：

　　1)、污染物的降解主要依賴于垃圾堆體，垃圾堆體處于厭氧環境，系統中主要是兩類細菌：產酸細菌(異養菌)和產甲烷菌(自養菌)，產酸菌比產甲烷菌增長快，產甲烷菌對PH值較敏感，最適宜pH值范圍約在6.8~7.2之間，如果產酸菌增長過快，垃圾堆體的PH值將低于6.5，產甲烷菌會受到抑制，兩類細菌數量將不平衡(新鮮滲透液含有較高濃度的VFA，可生化性好，因此產酸菌增長很快，這種情況更容易出現)，從而使滲透液停留在產酸階段，污染物不能徹底分解，導致DTRO系統進水的有機物濃度較高，加速DTRO膜的污染。

　　2)、對于難生物降解的有機物和無機鹽類在系統內積累，反滲透系統進水濃度會越來越高。含鹽量越高滲透壓越高，進水壓力不變的情況下，產水量將降低。填埋初期滲透液濃度較低，產水率較高，通常可以達到80%，中后期降到70%，甚至更低，從而縮短膜的使用壽命，大幅提高運行費用。

　　3)、濃縮液的回灌方式主要有三種：直接回灌至垃圾填埋層(垃圾在分層壓實期間，將滲透液澆灌在作業面上)、表面回灌(通常用穿孔管噴灌)、覆蓋層下回灌(在垃圾填埋中間覆蓋層下鋪設管網或利用導氣石籠回灌)。前兩種方式會加速惡臭氣體揮發、影響填埋作業，第三種方式容易形成短流(經導氣石籠、庫底滲透液收集系統直接進入調節池)，污染物沒有經過垃圾層的有效降解。

　　4)、回灌把滲透液中的有機物重新送回填埋場，加快了填埋場產氣速率，容易引發安全問題。

　　2.3國內早期采用DTRO工藝的滲透液處理站運行情況

　　國內早期(2003~2004年)采用二級DTRO工藝的垃圾處理場滲透液處理站，經過幾年的運行均進行了技術改造，詳下表。

　　表2 國內采用DTRO工藝的滲透液處理站改造情況

項目	改造前處理工藝	改造后處理工藝
重慶長生橋垃圾填埋場	二級DTRO	膜生物反應器(MBR)+二級DTRO
北京安定垃圾填埋場	二級DTRO+高壓RO	膜生物反應器(MBR)+納濾(NF)+反滲透(RO)
北京阿蘇衛垃圾填埋場	二級DTRO	厭氧+反硝化+硝化+膜生物反應器(MBR)+納濾(NF)+DTRO

改造后的工藝保留DTRO處理單元的同時增加了生化處理單元。

　　3改進措施

　　針對兩級DTRO工藝的分析和參照國內早期采用DTRO工藝的滲透液處理站改造工藝，提出以下改進措施：

　　1)、新建填埋場在回灌初期為防止產酸菌增殖過快，保持產酸菌和甲烷菌數量的平衡以保證垃圾堆體的降解效果、降低滲透液中有機污染物的濃度，可采用兩種方法：間斷回灌(短時間回灌后停止)、接種產甲烷菌。

　　2)、填埋作業過程中，采取措施保證回灌的效果，延長滲透液在垃圾堆體中的停留時間，使污染物得到充分降解。

　　3)、DTRO處理單元前加生化處理單元，對于后期氨氮濃度高，碳源不足時，考慮外加碳源。

　　4)、對濃縮液進行處理(如Fenton試劑法、臭氧氧化法等)，對于含有大量難生物降解的后期滲透液，效果更明顯，可降低DTRO系統的進水濃度，提高產水率、延緩膜污染，從而降低運行費用。

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