纳滤膜在北京阿苏卫填埋场渗滤液改扩建工程中的应用-杜巍

纳滤膜在北京阿苏卫填埋场渗滤液改扩建工程中的应用杜巍,刘学建＊,于波,郑斌,卢旭飞,王进安(北京环卫工程集团有限公司四清分公司阿苏卫垃圾卫生填埋场,北京100037)摘要:在阿苏卫垃圾卫生填埋场渗滤液改扩建工程中,以膜生物反应器(MBR)的出水为研究对象,考察了在一定的pH、进水流量、操作压力下纳滤膜对CODcr、NH3-N和电导率的去除情况.结果表明:在设备初期运行阶段,在pH为7、操作压力为0.5MPa时,纳滤膜对CODcr的去除率达75%;对NH3-N的去除率较低,出水的NH3-N值略低于进水;对电导率的平均去除率达55%.此外,还分析了纳滤膜的运行性能以及与原有反渗透处理工艺联合使用等问题.关键词:垃圾渗滤液;纳滤;反渗透;CODcr去除率中图分类号:TQ028.8;X705文献标识码:A文章编号:1007-8924(2010)01-0078-04垃圾渗滤液不同于一般城市污水,是一种成分复杂、有机物浓度极高的废水.早期的填埋场渗沥液COD较高,可生化性较好;随着填埋龄的增加,COD将逐渐降低,氨氮则逐渐升高,可生化性变差.传统的垃圾渗沥液的处理方法一般有物化法和生物法[1].随着膜技术的发展与推广,反渗透成为处理垃圾渗滤液的主要方法,这是由于反渗透具有高效的截留污水中溶解态的无机和有机污染物的特性.但是在不断地应用过程中,反渗透的缺点和不足日益显露,主要是操作压力大、能耗较高、设备损耗大、维护管理困难.为克服上述缺点、减少操作难度,研究者们相继把目光转向了操作压力较低、运行管理方便的纳滤技术,对用纳滤技术处理渗滤液的可行性进行了一系列的验证[2].阿苏卫垃圾卫生填埋场渗滤液在14年的运行过程中,水质即表现出了渗滤液典型特征.于1998年和2004年先后建成了氧化沟和碟式反渗透处理系统,基于实际运行中系统存在着操作压力大,预处理作用不明显等缺点[3],在2007年改扩建工程中采用了纳滤膜技术.1工艺流程及处理水质1.1渗滤液处理工艺流程阿苏卫填埋场渗滤液现运行的处理工艺如图1所示,图中虚框内部分为改扩建工程的工艺流程,MBR采用超滤膜,反渗滤采用碟管式反渗透.处理能力为600m3/d.本文重点研究分析纳滤工段的运行效果.图1渗滤液处理工艺流程Fig.1Schematicofleachatetreatment1.2处理水质纳滤进水为膜生物反应器(MBR)的出水,MBR的膜组件为高结晶性聚偏氟乙烯中空纤维滤膜.出水生物化学指标见表1.收稿日期:2008-09-17;修改稿收到日期:2008-11-26作者简介:杜巍(1976-),男,河北省乐亭县人,本科,工程师,主要从事于固体废弃物处理和管理的研究.＊通讯联系人〈lxj-landfill@sohu.com〉第30卷第1期膜科学与技术Vol.30No.12010年2月MEMBRANESCIENCEANDTECHNOLOGYFeb.2010表1MBR出水生物化学指标Table1CharacteristicsofeffluenceofMBRCODcr/(mg·L-1)NH3-N/(mg·L-1)SS/(mg·L-1)pH电导率/(μs·cm-1)5608.5未检出7.2125001.3纳滤设备与材料经MBR处理后的出水在调节pH及氧化还原电位(ORP)后,直接进入纳滤装置.纳滤装置分为两段,一段为5根膜柱,二段为2根膜柱.一段处理后的浓缩液进入二段进行再处理,以增大系统回收率,最后一段和二段的透过液混合后进入反渗透系统.在调试期间,主要考察在设备运行初期,在一定pH、进水流量、操作压力下纳滤膜对CODcr、NH3-N、电导率的去除情况.纳滤装置的膜材料为聚酰胺复合膜,膜组件的性能指标见表2.表2膜组件性能指标Table2Characteristicsofmembranemodule材质膜形状工作压力/MPa清水通量/(L·m-2·h-1)膜总面积/m2聚酰胺复合膜螺旋卷式0.5～0.82210422结果与讨论2.1纳滤膜对CODcr的去除在操作压力为0.5MPa,pH为7,进水流量为30m3/h时,进水CODcr浓度在500～800mg/L的范围.CODcr浓度随运行时间变化如图2所示.图2CODcr浓度随运行时间变化曲线Fig.2EffectofrunningtimeonCODcr由图2可以看出,在进水CODcr指标在一定范围内出现波动的情况下,出水CODcr指标仍然基本保持稳定,均在160mg/L以下,并且对CODcr的去除率达75%左右.纳滤膜对MBR系统出水CODcr的去除效果显著.纳滤膜对有机物质的去除是孔径筛分和道南效应共同作用的结果,具体取决于有机物的结构特征(如分子量、极性)以及有机物与膜间的相互作用关系等.纳滤膜表层孔径处于纳米级范围(10-9m),可截留分子量