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膜分离技术在垃圾渗滤液处理中的研究与应用
  • 发布日期:2020-06-11      浏览次数:120
    • DYL001 固体垃圾渗滤液反应实验装置

      DYL006 垃圾发酵实验箱

      DYL021 垃圾渗滤液小试实验装置

      DYL026 渗漏液厌氧反应实验装置

      DYL041 立式筒仓式发酵槽实验装置

      DYL046 电解法渗漏液膜反应实验装置

      DYL051 厌氧反应加膜生物反应实验装置

      DYQ136Ⅱ 数据采集液膜吸收器

       

      1前言

       

      垃圾渗滤液含有很多的无机化合物,而且气味难闻,给环境带来很大的危害。我们亟待寻找解决的有效办法。

       

      2垃圾渗滤液的概况

       

      垃圾渗滤液是一种高浓度的废水,源于垃圾填埋场垃圾本身有水,进入垃圾填埋场的雨水或水或其余的水,在垃圾中,覆盖土壤饱和含水量。扣除后,通过垃圾层,覆盖层最终形成。垃圾渗滤液水质非常复杂,如有机物(高浓度),重金属盐等。通常认为4——9的范围是pH范围,每升2,000——62000mg的CODcr的范围在每升BOD5的60——450000mg的范围内。

       

      与市场重金属相比,渗滤液中重金属的浓度相似。随着垃圾的组成,季节和填埋时间等方面的变化,水质,水分也将发生很大的变化。与污水相比,水质,换水是垃圾渗滤液的主要特征。可以看出,不仅对土壤和地表水造成严重污染,而且严重威胁到地下水的安全。

       

      3膜法组合工艺处理垃圾渗滤液的主要方法

       

      在生化处理基础上应用膜组合工艺处理垃圾渗滤液已在国外应用成熟,近年来国内也开始增加膜组合工艺,用于垃圾渗滤液处理。膜过程的组合受到垃圾填埋场渗滤液水质变化和水分含量的限制,可以保证流出液稳定,渗滤液可以通过膜分离技术处理,当渗滤液可生物降解时,可以获得良好的效果。用于处理垃圾渗滤液的膜分离技术主要是膜生物反应器(MBR,TMBR)工艺,纳滤膜(NF)工艺,反渗透膜(RO)膜组合工艺。

       

      3.1膜生物反应器(MBR、TMBR)

       

      膜生物反应器(MBR)是一种新的污水处理技术,结合膜技术和生物技术,是废水处理技术的创新。膜生物反应器取代了传统的沉淀和过滤分离技术,利用膜分离设备截留生化反应槽中的活性污泥和大分子物质,大大增加了活性污泥浓度,HRT时间,大大缩短,难以降解反应器中的物质也会继续反应,降解。

       

      其运行控制相对灵活,延长生化系统污泥年龄,更好地促进好氧微生物的生长繁殖,提高脱氮效率。同时由于系统泥浆年龄较长,因此产生的多余污泥量;碱性水不含悬浮固体。该系统可以通过膜生物反应器代替传统沉淀池,减少面积和一次性投资成本。

       

      根据不同形式的膜生物反应器放置,它被分为浸没(也称为内置或集成MBR)和外部(或分裂TMBR)。由于垃圾渗滤液在生化过程中需要较高的污泥浓度,通常为15-30g/L,而浸入式MBR容易引起堵塞,导线出现,导致通量降低,难以清洗,影响严重的加工效果。管状膜MBR技术是一种外在形式,通过泵将污泥进入膜管,由膜中的压力驱动分离,水通过膜进入生产罐,并将污泥返回生化池参与生化。

       

      3.2纳滤(NF)与反渗透膜(RO)组合工艺

       

      TMBR水主要是大部分小分子的水溶性腐殖质,氨氮污染物通常可以达到排放标准,但有些难熔有机物不能去除,这就需要较小的膜孔滤器和反渗透组合方法进一步分离难分解大分子有机物和部分氨氮,同时进一步脱盐处理。纳滤膜是功能性半透膜,允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子通过。

       

      它是一种特殊且非常有前途的分离膜品种,其可以保留的材料的大小被命名为纳米,它被捕获的有机物分子量约为150-500左右,截留溶解盐的能力为2%-98%之间。但纳滤后得到的水仍然难以排放标准,为了保证处理效果,需要进入反渗透系统进一步加工。

       

      反渗透膜与辊式有机复合膜相同,最大的优点是膜组件脱盐率达95%-99%,水质稳定。由于纳滤液质量非常好,反渗透系统回收率可达85%以上,反渗透装置作为最后一部分工艺,确保排放标准稳定排放。

      4膜污染的防治方法

       

      在污水渗滤液处理中容易发生膜污染,主要由废水中的溶胶,无机,有机和胶体物质引起,膜分离过程中膜或膜表面被吸附沉积,膜孔径变窄,甚至堵塞膜孔,最终降低膜通量。同时膜污染的位置不一样,通常分为膜孔污染和膜污染。膜污染严重影响加工效果,因此膜分离技术的应用必须结合实际情况,采取有效措施减少膜污染的影响,具体控制方法如下:

       

      4.1实施膜材料改性

       

      膜材料直接影响化学稳定性,膜通透性和耐污染性,相应的新型膜材料的开发和研究是膜污染预防和处理的基本方法。在实际处理中,原材料成分差异较大的材料选择应参照水质特征和加工要求,作为合理选择膜材料的依据。因此,在相关研究开发中,员工可以专注于膜材料的改性,在具体工作中重点发展复合材料,以有效提高薄膜的化学稳定性和压力。

       

      例如,研究人员研究了污染物和膜材料,发现污染的性质和膜的性质一起作用在膜污染上。发现膜的亲水性影响膜的污染,亲水性越低,易受污染。基于此,膜改性方式可以减轻膜污染的可行性。在膜改性过程中主要是膜材料改性和膜表面改性两者,前者可以使用纳米颗粒实现超滤膜改性,增加膜的亲水性,提高膜通量,减少膜污染率,降低系统的能耗;并且后者可以放置在海洋氧化膜的表面,改性接触角显着降低,有效提高了反渗透膜的耐污染性。

       

      4.2优化膜清洗工艺

       

      即使在膜材料的应用中保证选择的合理性和操作条件的规范性,膜的特殊效果,仍然会有膜孔堵塞或膜表面凝胶层的污染等。根据实际经验,处理上述膜污染的有效方法是膜清洗。

       

      根据不同的清洗操作,膜清洗分为化学清洗和物理清洗两种,前者主要应用复合物,酸,碱和氧化剂如清洁膜,可有效去除膜污染,易发生二次污染;主要包括超声波清洗,空气和水回洗和空气净化等,但物理清洗将影响膜通量的回收,清洗效果比化学清洗更差。

       

      (NF)膜,例如,具体的清洗过程如下:①工作人员首先用纯水洗膜;②膜浸泡在膜中浸泡在膜中,柠檬酸,pH值为3.0±0.1或执行pH控制在2.5±0.1的短期(30min)循环清洗实施;③浸泡或循环清洗膜元件再次纯水冲洗;④EDTA溶液和氢氧化钠,其中氢氧化钠的pH值为10.5±0.1,薄膜用溶液清洗;⑤膜元件再次用纯水洗涤,最后恢复生产。酸洗主要用于由于无机污染的影响而恢复膜组分,由于有机污染的影响,碱性清洗主要用于膜元件。

       

      4.3保证渗透液预处理的有效性

       

      如果废水中含有的大分子有机物质,固体颗粒或胶体未经预处理或预处理效果差,则膜分离会导致膜污染。因此,渗滤液的预处理在膜污染过程中尤其重要。目前,渗透物的预处理方法主要是生物学方法,絮凝组合,机械过滤等,在具体的预处理方法中应充分考虑渗透物的位置和年龄,有效避免了不良影响的发生。

       

      以TMBR工艺为例,利用厌氧反应器显着降低废水中有机物的含量,通过脱氮硝化过程,从垃圾渗滤液氨氮和硝态氮中排出,并通过有机管膜系统增强系统能够提高系统的处理效果。经过上述预处理,可大大增加纳滤膜或反渗透膜的通量,降低膜元素污染,保证系统运行稳定,排水标准。

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