多級膜工藝在垃圾滲濾液應急處理中的應用

李艷兒 洪 浩 林明杰 馮林銘

（浙江博世華環保科技有限公司 310015）

0 引言

人類生活和生活垃圾息息相關，各種各樣的物資被人類生產出來，最終作為垃圾被排入環境中。早期的垃圾廢棄物處理均采用自然降解的方式，一方面人類活動產生生活垃圾大部分容易自然降解，另一方面也和垃圾治理發展水平有關。我國山地占全國土地面積1/3，一定程度上適宜采用填埋方式處置生活垃圾。以山地為特點的地形提供了垃圾天然的存放地。過去幾十年中，數以萬噸的垃圾在被填入山區形成一個個垃圾填埋場。這些垃圾填埋堆場不可避免將會產生垃圾滲濾液，如何解決這些污水成了擺在人們面前的一道難題。

目前主流的處理工藝采用“生化+膜”處理法可以實現達到環境排放標準。但是在一些特殊情況下，不適宜建造生化系統，比如小水量系統、雨季水量暴漲的系統；水質變化大，尤其是碳氮比失調的系統；工期緊迫的系統等等。此時，物理處理工藝開始得到充分應用，從混凝沉淀、氣浮到微濾、超濾、NF、RO、DTRO、STRO工藝均紛紛面向市場。

本文主要根據工程實際案例進行多級膜工藝在垃圾滲濾液應急處理中的應用分析。

1 設計進出水水質

水源為浙江省某地垃圾填埋場滲濾液，系統水質如下表所示：

表1 系統水質指標

從進水水質指標來看，滲濾液水質具有懸高濁物、高COD、高BOD5高、高氨氮、高總氮的特點。直接采用膜法有一定處理難度，需要對原水進行一定的預處理降低以后續系統運行負荷，降低膜污染堵塞。

表2 設計出水水質指標

設計出水水質要求達到GB 16889-2008《生活垃圾填埋場污染控制標準》表2規定的水質排放指標。

2 工藝流程設計

一般地，市場上較為流行的兩級DTRO可以實現達標排放。DTRO本身是碟片式膜、單支膜面積少更換費用較高，有沒有可能采用卷式反滲透替代DTRO實現達標排放是本文探索的方向。因DTRO本身流道較寬可至2-3mm，寬流道卷式反滲透寬流道僅為34mil（即0.86mm），濃水通道相差2-3倍，因此抗污染性方面DTRO優與卷式反滲透膜。抗污染性能可用純水上常用的SDI值(SDI，又稱污堵指數)來評估，數值越低代表水質越好。納濾的進水SDI值宜控制在10以內，反滲透的進水SDI值宜控制在5以內，DTRO的進水SDI可以寬至20。可見DTRO本身的抗污染性是遠遠優于反滲透和納濾。如果能采用一定的預處理方法降低原水的污染性，確保可以進入反滲透系統處理，則會大大降低投資和維護成本。

用兩級RO替代兩級DTRO，在RO前設必要的預處理系統，比如“高效沉淀池+砂濾+納濾”具有一定的可行性。工程處理規模為：100t/d“高效沉淀池+砂濾+納濾+兩級RO”工藝。

整體工藝流程設計為：原水采用“籃式過濾器+高效沉淀池+砂濾器”方式進行預處理。籃式過濾器過濾精度為2mm，可攔截孔徑大于2mm的大顆粒雜質。高效沉淀池表面負荷值設計取0.8m3/(m2.h)，加設斜板促進沉降效果，可加少量PAC以促進懸濁物沉降。砂濾器過濾精度100～200um，對原水進行降濁降懸浮物處理。再進入納濾保安濾器和納濾膜進行第一級膜過濾，納濾設計運行壓力8bar，回收率80%，產水進入反滲透保安濾器和兩級反滲透膜系統進行再處理，一級RO設計運行壓力30bar，二級RO設計運行壓力16bar，兩級RO回收率設計65%。工藝最終產水達標排放，濃縮液再回到填埋庫區。在處理工藝過程中設置了四道加藥系統，第一道為原水加PAC，促進沉降。第二道加酸，因填埋場滲濾液存在鈣、鎂等結垢物，而且越是老齡的填埋場結垢風險越高，因此加酸調節進水pH降低鈣鎂硅等的結垢風險。第三道和第四道均為阻垢劑加藥，這也是為了降低鈣鎂硅等結垢風險，防止原水在膜濃縮過程中濃度上升后在膜濃水側結垢。第五道為堿加藥，這是為了保證出水pH達標而設定的，排放標準pH要求為6-9。多級膜工藝整體處理流程如下圖所示：

從流程圖來看，“籃式過濾器+高效沉淀+砂濾器”作為預處理工藝段，承擔了攔截懸濁物、雜質、順帶降低少量有機物的作用，以降低后段運行負荷。“NF+兩級RO”作為膜工藝段，承擔了去除水中各種雜質的關鍵部分，可以實現達標排放。

3 系統設計參數

考慮到滲濾液水質較差，不容易處理，系統的設計參數取得相對較為保守，以增加一些系統調節余量，使系統適應水質能力更強，有關系統設計參數如下：

表3 系統設計參數

4 結果和討論

工程調試中，測試了多組數據的進出水水質指標。

5 結語

在處理過程中也存在以下一些不足：①高效沉淀池的加藥不好掌握，PAC過量容易使后段膜污染，加少了沉降效果不明顯；②高效沉淀池表面負荷取值可以再取低一些，其水力結構設計有待進一步提升，以使進水和加藥混合均勻，進一步提升沉降效果；③砂濾器需要定期反洗氣洗，頻次相對較高，1天需要執行1～2次；④膜工藝化學清洗較頻繁，2～3天清洗一次；⑤系統回收率較低，約為40～50%；⑥濃縮液回灌長期來看會使系統原水電導升高，膜系統運行壓力增大。

采用多級膜工藝處理垃圾滲濾液，工藝具有可行性，水質可達標排放。雖然存在一些問題，比如洗膜周期短、系統回收率低等，但也有它一定的優勢，運營成本較DTRO工藝低、操作簡單、不需要生化系統、適合建設周期短的項目。