納濾膜深度處理垃圾滲濾液技術(shù)

 摘要:以膜生物反應(yīng)器二級(jí)處理后的出水為研究對(duì)象,考察了操作壓力、pH、運(yùn)行時(shí)間和進(jìn)水流量對(duì)納濾膜分離性能的影響以及對(duì)COD的去除情況。結(jié)果表明,操作壓力為0.6MPa,pH為7是最佳運(yùn)行條件,納濾膜對(duì)COD去除率可以達(dá)到90%以上,出水完全達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。此外,實(shí)驗(yàn)還表明運(yùn)行4小時(shí)后膜的性能就可以達(dá)到穩(wěn)定,進(jìn)水流量越大,膜通量和COD截留率也越大。文章最后探討了膜污染的原因,并在膜通量降至膜初通量的16%時(shí)進(jìn)行了水力清洗和化學(xué)清洗,結(jié)果表明水力清洗最大只能使膜通量恢復(fù)至膜初通量的40%,而化學(xué)清洗最大可達(dá)到85%。

關(guān)鍵詞:垃圾滲濾液,納濾,膜生物反應(yīng)器,膜通量,COD截留率

垃圾滲濾液是一種成分復(fù)雜、有機(jī)物濃度極高的廢水。滲濾液中的有機(jī)物主要由大分子的水溶性腐殖質(zhì),中等分子的灰黃霉酸類(lèi)物質(zhì)以及小分子的揮發(fā)性有機(jī)酸、水溶性腐殖質(zhì)組成。其中大分子部分能被膜所截留,而小分子部分不能被膜截留,且水溶性腐殖質(zhì)難以被微生物所降解,它是造成處理出水COD偏高的主要原因[1]。一般情況下,經(jīng)二級(jí)處理后的垃圾滲濾液,出水COD、濁度等仍然難以達(dá)標(biāo)排放。

在中國(guó)填埋垃圾越來(lái)越多,滲濾液水量越來(lái)越大的情形下,滲濾液的深度處理成了非常迫切的問(wèn)題。目前深度處理的方法主要是物理化學(xué)方法,如吸附,吹脫,高級(jí)氧化,膜分離技術(shù)等。國(guó)外一般采用一級(jí)超濾及二級(jí)反滲透的聯(lián)合處理方法深度處理垃圾滲濾液[2],滲濾液的80%左右可透過(guò)分離膜成為達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的透過(guò)液,其余約20%為濃縮液可返回到垃圾填埋場(chǎng)或進(jìn)一步蒸發(fā)或干燥方式處理。

納濾技術(shù)比起其他膜分離技術(shù),不僅達(dá)到同樣滲透量所需的操作壓力較低,而且膜通量也較大[3]。鑒于此,本實(shí)驗(yàn)以膜生物反應(yīng)器(MBR)處理焚燒場(chǎng)垃圾滲濾液的出水為對(duì)象,考察了操作壓力、pH、運(yùn)行時(shí)間和進(jìn)水流量對(duì)膜通量和COD截留率的影響以及納濾膜對(duì)COD的去除效果,并探討了膜污染的原因及膜清洗的方法。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1. 1　實(shí)驗(yàn)水質(zhì)

本實(shí)驗(yàn)進(jìn)水為MBR處理焚燒廠垃圾滲濾液后的出水,MBR 的膜組件是聚丙稀材質(zhì)的中空纖維膜。出水生物化學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1。

可見(jiàn)MBR處理后BOD5、SS、NH3 - N均已達(dá)到國(guó)家污水二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)(即S S ≤200 mg/L, BOD5≤150 mg/L, COD ≤200 mg/L 及NH3 - N ≤200mg/L) ,但是COD還有待于進(jìn)一步處理。

1. 2　實(shí)驗(yàn)方法與材料

經(jīng)MBR處理后的出水直接進(jìn)入納濾膜裝置,通過(guò)考察操作壓力、pH值、運(yùn)行時(shí)間和進(jìn)水流量對(duì)納濾膜分離效果的影響,確定本實(shí)驗(yàn)運(yùn)行的最佳條件。本實(shí)驗(yàn)的納濾膜處理流程采用一級(jí)一段循環(huán)式處理方式,即將部分濃縮水返回至原水箱與原有的進(jìn)水混合,然后再通過(guò)膜組件分離,這樣既能保證原水在膜表面有足夠的流速,又不至于因回收率太低而造成原水的浪費(fèi)。實(shí)驗(yàn)選用的膜材料是芳香聚酰胺卷式膜,由杭州凱潔膜技術(shù)有限公司提供,膜組件性能指標(biāo)見(jiàn)表2。

卷式膜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,單位膜面積的價(jià)格較低,裝填密度較高,拆裝方便。

1. 3　監(jiān)測(cè)方法

本實(shí)驗(yàn)主要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目是COD, pH。CODcr值用重鉻酸鉀法測(cè)定, pH值用精密試紙測(cè)定。進(jìn)水中原有的指標(biāo)均采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法。

2　結(jié)論與分析

2. 1　操作壓力對(duì)納濾膜分離性能的影響

在恒定的流量( 20 L /h)和進(jìn)水濃度(COD 為200 mg/L)下,實(shí)驗(yàn)操作壓力從0. 3 Mpa增加到0. 8Mpa,每隔0. 1Mpa作為一個(gè)壓力工作區(qū),每個(gè)工作區(qū)運(yùn)行30分鐘,然后取樣分析不同壓力下膜通量和COD截留率的變化情況。具體參見(jiàn)http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

圖1和圖2分別是操作壓力對(duì)膜通量和COD截留率的影響曲線。從圖1可看出,隨著操作壓力的增大,膜通量幾乎呈線性增大趨勢(shì),這一點(diǎn)可以從非平衡熱力學(xué)模型[ 4 - 6 ]來(lái)解釋。（東華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院）

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