反渗透法处理城市垃圾填埋场渗滤液

①反渗透法处理城市垃圾填埋场渗滤液袁维芳王国生汤克敏(湖南大学土木系,长沙410082)(广州市环境卫生研究所)摘要采用反渗透法处理城市垃圾填埋场渗滤液在国内尚属首次。我们先从八种膜中,筛选出了本工艺最合适的3#醋酸纤维素反渗透膜,经此膜处理后的出水能达到国家一级排放标准。并进行了操作压力、pH值对膜通量及产水水质影响的试验研究,确定了最佳的操作压力和进水的最佳pH范围。为工程设计提供了必要的设计参数。关键词:反渗透工艺,垃圾渗滤液,CA反渗透膜,水通量自从1960年Loeb等人研制出醋酸纤维素不对称膜以来,膜分离技术得到了迅速的发展。目前,在废水领域中已得到了广泛应用,诸如城市下水处理,含油、电镀、纺织、印染、造纸等工业废水处理[123]。近来,为了尽可能减少水体污染程度,膜法也被应用到了渗滤液的处理领域。在德国的Damsdorf垃圾填埋场,用反渗透装置来继续处理生化水就得到了成功的运行[4],荷兰、瑞士的几个渗滤液处理厂也先后使用了膜分离技术[5]。国外实践证明,膜技术处理垃圾渗滤液是高效的,可靠的。我国近几年才开始对城市垃圾填埋场渗滤液的处理进行研究,现普遍采用的方法是生物法。从广州市大田山、李坑两个垃圾填埋场运行结果来看,其出水COD含量高,大于200mg�L,呈黄色,色度大约为100～200倍,水质难以达到国家一级排放标准。这主要是因为渗滤液的水质与水量随气候及降雨量的变化而波动较大,并且渗滤液中BOD、COD值随填埋龄的增加而增加,BOD�COD随填埋龄的增加而减少[6],可生化性越来越差的缘故。本研究的目的在于采用反渗透法,对垃圾渗滤液作深度处理,以期达到国家一级排放标准:COD<80mg�L,NH4-N<10mg�L,pH=0～9。1试验水样及预处理流程试验水样取自广州市大田山垃圾填埋场渗滤液,其水质见表1。经图1所示的流程预处理后水质也列于表1中。表1原水及经预处理出水水质表水样COD(mg�L)BOD5(mg�L)NH4-N(mg�L)电导率(ΛS�cm)pH碱度(mg�L)原水47001540121020.57.857400预处理出水250～620-30～1005.93～108.67～8.972第23卷第6期1997年12月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.23No.6Dec.,1997①收稿日期:1996-09-25�加Ca(OH)2↓垃圾渗滤液→调节池—→鼓风吹脱池→SBR池→预处理出水图1预处理流程2结果与讨论2.1膜的筛选本实验采用了国家海洋局杭州水处理中心提供的膜,其中1#、2#、3#、4#、A#、B#膜的材质为醋酸纤维素(CA)反渗透膜,水通量为50～100L�m2·h,(测试条件:在30kg�cm2压力下,(25±5)℃自来水,进水流速230ml�min),CA膜对水优先吸附,具有较高的分离率。5#材质为聚砜(PS)超滤膜,7#为聚砜酰胺(PSA)超滤膜。膜性能评价见表2。表2膜性能测试结果表膜号1#2#3#4#5#7#A#B#初始透水率(L�m2·h)42.6-52.073.0-256.552.055.0产水颜色无色无色无色浅黄黄色黄色无色无色COD去除率(%)>95->96602319>9090色度去除率(%)≈100≈100≈100403715≈100≈100NH4-N去除率(%)70～857880～9530209065～7560～70电导去除率(%)80～908590～95106.507060～65注:以上RO进水为大田山渗滤液经预处理后出水,操作压力∃P=3.5MPa,温度T=25～30℃,流量Q=28.2m3�m2·h试验结果表明:5#、7#超滤膜对预处理出水中难以生物降解的有机物的去除能力不强,产品水仍显黄色,脱色率分别为37%、15%。5#、7#膜在最初15min内通量迅速衰减,可能是由于粒径为滤膜孔径大小的溶质在孔中停留堵塞膜孔的缘故。4#醋酸纤维素RO膜对水样中有机物的去除率为60%,脱色率为40%,其产品水的色度与COD仍不能达标,可见要去除渗滤液中的有机物及着色物质需要孔径更小,有更强分离能力的膜。1#、2#、3#、A#、B#膜对COD的去除率与脱色率均能达90%以上,但A#、B#膜脱除氨氮能力低,仅为60%～70%。在操作压力∃P为3.5MPa,温度T为25℃～30℃,流量Q为28.2m3�m2·h时,装置连续运行8h,其中3#膜的平均水通量最大,为30～42L�m2·h。1#、2#膜平均水通量相近,在同等条件下,较3#约低5L�m2·h。通过比较,实验所用膜选用3#醋酸纤维素RO膜,1#、B#与之进行对比实验。2.2操作压力对膜通量的影响保持在51～52L�h料液流速下,在2.0～3.9MPa范围内,测定不同压力下3#、1#、B