蒸發(fā)系統(tǒng)處理反滲透膜濃縮液技術(shù)方案分析

【摘要】本文結(jié)合實(shí)例分析對比了反滲透濃縮液不同的處理方案，最終提出反滲透濃縮液使用熱力蒸發(fā)技術(shù)進(jìn)行處理的建議。

【關(guān)鍵詞】垃圾滲瀝液;反滲透膜濃縮液;蒸發(fā)系統(tǒng)

1、工程概況

擬建濃縮液處理系統(tǒng)及除臭系統(tǒng)位于蚌埠市生活垃圾衛(wèi)生填埋場滲濾液處理站附近。場地地形開闊，地勢平坦，地面標(biāo)高為37.01～38.65m，由第四系上更新統(tǒng)坡積、洪積粘土組成。

2、濃縮液處理工藝

2.1 濃縮液的特性分析

濃縮液具有如下特性：

（1）水質(zhì)復(fù)雜，可生化性差。濃縮液中的有機(jī)物濃度高，以腐殖酸或芳香烴等穩(wěn)定物質(zhì)為主，基本不作為營養(yǎng)源參與微生物代謝，極難分解去除。

（2）產(chǎn)生量大。濃縮液的產(chǎn)生量一般會占到進(jìn)水量的20%～30%。

（3）含鹽率及電導(dǎo)率較高。根據(jù)反滲透的特點(diǎn)，100%的二價(jià)以上的無機(jī)鹽、85～90%的一價(jià)鹽、30%左右的硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮都會存在于濃縮液中。

（4）色度深且有惡臭。濃縮液的色度一般在500～1500倍之間，并且生色團(tuán)和助色團(tuán)相對物質(zhì)量越高，色度越高。

2.2 濃縮液處理工藝介紹

2.2.1回灌處理工藝

回灌處理從本質(zhì)上講是延續(xù)了填埋場的降解過程，不會對垃圾填埋場產(chǎn)生明顯不利的影響。但反滲透工藝所產(chǎn)生的濃縮液回灌填埋場，大量的鹽分被填埋場防滲膜和滲濾液處理系統(tǒng)的反滲透膜所阻擋，只能在在垃圾填埋場——滲濾液處理站這個(gè)封閉的體系中循環(huán)。

2.2.2蒸發(fā)處理工藝

蒸發(fā)工藝是一個(gè)把揮發(fā)性組分與非揮發(fā)性組分分離的物理過程，其由2部分組成：加熱溶液使水沸騰氣化和不斷除去氣化的水蒸氣。濃縮液蒸發(fā)處理時(shí)，水分從濃縮液中沸出，而污染物則殘留在濃縮液中。所有重金屬和無機(jī)物以及大部分有機(jī)物的揮發(fā)性均比水弱，因此會保留在濃縮液中，只有部分揮發(fā)性烴、揮發(fā)性有機(jī)酸和氨等污染物會進(jìn)入蒸汽，最終存在于冷凝液中。

2.2.3離子交換或活性炭吸附處理工藝

根據(jù)濃縮液中的有機(jī)物膠體的電性，選用陰離子交換樹脂可以把絕大多數(shù)有機(jī)物轉(zhuǎn)移到離子交換樹脂上，根據(jù)有機(jī)物的粒子尺寸不同，在樹脂表面上發(fā)生了兩種不同的過程：交換和類似分子篩的吸附。選用離子交換樹脂交換有機(jī)物跟選用離子交換樹脂在高濃度有機(jī)物中交換無機(jī)鹽性質(zhì)不同，前者的工作交換容量會隨著處理量的增大逐漸降低趨勢非常明顯，而后者要小的多。

2.2.4回噴焚燒工藝

回噴焚燒工藝運(yùn)行簡單，前期投資也較少?；貒姺贌ㄟm用于濃縮液產(chǎn)量少，垃圾熱值高的場合，對于熱值較低的垃圾則不適合，否則會造成焚燒爐爐膛溫度過低，甚至熄火的狀況。而且，和濃縮液蒸發(fā)處理工藝一樣，焚燒爐同樣會遭受的酸腐蝕和液相中的鹽腐蝕，運(yùn)行時(shí)設(shè)備故障率也較為頻繁，設(shè)施無法穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.2.5高級氧化處理工藝

高級氧化處理技術(shù)在用于濃縮液處理時(shí)，由于濃縮液的分子結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，高級氧化試劑的遴選則更為嚴(yán)苛。雖然高級氧化技術(shù)已展現(xiàn)了良好的處理效果，但單一的高級氧化法無法穩(wěn)定的將濃縮液處理至達(dá)標(biāo)排放的范圍內(nèi)，且由于各種實(shí)際操作的原因目前還停留在實(shí)驗(yàn)室階段。

3、濃縮液處理工藝的確定

由于濃縮液的成分復(fù)雜，COD較高，并且主要成分是難降解有機(jī)物，總氮、鹽分含量高，采取常規(guī)處理技術(shù)往往達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。而《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）的出臺，對濃縮液的處理工藝提出了更高的要求。本次設(shè)計(jì)對以下兩種濃縮液處理工藝的方案進(jìn)行比選：

方案一：“預(yù)處理+MVR蒸發(fā)處理”工藝

方案二：“混凝沉淀+臭氧高級氧化”工藝

3.1方案一：預(yù)處理+MVR蒸發(fā)處理

首先濃縮液經(jīng)預(yù)處理系統(tǒng)去除濃縮液中所含的大量微粒、懸浮物、鈣鎂及膠體等，然后進(jìn)入后續(xù)高效自動控制MVR蒸發(fā)系統(tǒng)，在MVR蒸發(fā)裝置內(nèi)利用降膜蒸發(fā)原理使?jié)饪s液中的水蒸發(fā)，經(jīng)冷凝后變成蒸餾水排出。由于氨極易和水結(jié)合，蒸餾水中含有氨，需要后段的酸洗氣塔進(jìn)一步處理后方能達(dá)標(biāo)排放。在酸洗塔中生成的物質(zhì)主要是硫酸銨，溶液達(dá)到過飽和狀態(tài)后逐步析出硫酸銨晶體，該晶體可以作為綠化用肥料使用。

3.2方案二：混凝沉淀+臭氧高級氧化

滲濾液處理系統(tǒng)中產(chǎn)生的濃縮液經(jīng)收集后進(jìn)入濃縮液儲池，然后由濃縮液提升泵提升至混凝沉淀系統(tǒng)，通過投加混凝劑，使?jié)饪s液中有機(jī)懸浮膠體相互吸附而形成較大顆粒或絮體，進(jìn)而從水中分離出來。經(jīng)混凝沉淀后的出水經(jīng)中間水槽后進(jìn)入AOP臭氧高級氧化反應(yīng)系統(tǒng)。通過臭氧的氧化還原特性，臭氧分子降解水中有機(jī)物質(zhì)，并使得難分解有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)榭缮男》肿右追纸庥袡C(jī)物。在BAC處理系統(tǒng)中，利用顆?；钚蕴烤薮蟮谋缺砻娣e及發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)對水中有機(jī)物及溶解氧很強(qiáng)的吸附特性，將其作為生物載體代替?zhèn)鹘y(tǒng)的生物填料，并充分利用活性炭的吸附以及活性炭層內(nèi)微生物有機(jī)分解的協(xié)同作用，去除濃縮液中的小分子有機(jī)物。并通過投加雙氧水，增強(qiáng)臭氧氧化效率，確保最終處理出水能達(dá)到設(shè)計(jì)出水要求。

通過以上綜合比較可以看出，方案一工藝流程簡單，運(yùn)行管理方便，出水能夠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，技術(shù)優(yōu)勢較明顯。因此，本項(xiàng)目濃縮液處理工藝推薦方案一：“預(yù)處理+MVR蒸發(fā)處理”工藝。

結(jié)論：

綜上所述，（1）從技術(shù)可行性比較，蒸發(fā)系統(tǒng)已有多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，并且國內(nèi)已有反滲透膜濃縮液進(jìn)行蒸發(fā)處理的工程實(shí)例，因此，反滲透膜濃縮液進(jìn)行蒸發(fā)處理的技術(shù)是可行的。（2）膜再濃縮處理工藝目前工程案例還較少，且長期穩(wěn)定運(yùn)行的案例更少，其持續(xù)可靠性和穩(wěn)定性有待進(jìn)一步考證。綜上所述，建議滲漏液處理站充分利用現(xiàn)有蒸發(fā)設(shè)備，對擴(kuò)容技改所產(chǎn)生的反滲透濃縮液進(jìn)行蒸發(fā)減量化處理。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

杜茂林（1990—），男，漢族，安徽舒城人，碩士研究生，主要從事給排水設(shè)計(jì)工作。