二级DTRO处理100吨天垃圾渗滤液工艺简介

 卫生填埋是我国目前应用最普遍的生活垃圾处理技术。经过好氧和厌氧反应，垃圾中所含的无机物及分解产生的有机物，随雨水、垃圾自身所带的水分及分解产生的水形成垃圾渗滤液。垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度废水，若处理不当会严重污染填埋场区的地下水、地表水和土壤，给生态环境和人体健康带来很大危害。因此，必须对城市垃圾填埋场的渗滤液进行妥善处理。

       一、项目概况

      例如：某县填埋场垃圾主要为居民生活垃圾，根据对该县人口规模、垃圾收集站的数量及转运能力的调查分析，确定该工程渗滤液产生规模为100t／d。该填埋场的垃圾渗滤液主要有2个来源，大部分渗滤液是新鲜垃圾在填埋后滤出的，另有一部分是填埋作业面和中间覆盖面的降雨转化而来的。渗滤液多为垃圾酸性发酵阶段的产物，属于典型的原生渗滤液，污染物浓度高。本工程设计进、出水水质见表1。出水水质要求达到GB16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》表2中规定的排放标准的要求。

     二、工艺设计

        2.1工艺流程

        垃圾渗滤液的水质受垃圾成分、降水量、填埋工艺及填埋时间等因素的影响，具有成分复杂、及有机物浓度高、水质变化大等特点，用常规的生化处理方法难以处理达标。与生化法相比，膜分离技术受原水水质变化的影响较小，能够保持出水水质稳定，用于处理垃圾渗滤液具有明显的优势。金正环保采用碟管式反渗透（DTRO）膜处理垃圾渗滤液，其工艺流程如图：

二级DTRO处理工艺，流程见图1。

渗滤液先汇集到调节池进行水质、水量调节，原水贮罐出水经加酸调节pH值，以防止碳酸盐类无机盐结垢，再经砂式过滤器和芯式过滤器过滤降低SS浓度。预处理后的渗滤液进入第一级系统，在膜组件中进行反渗透，产生的透过液进入第二级DTRO系统，第一级DTRO浓缩液排入浓缩液储池等待回灌；第二级DTRO系统透过液排入脱气塔，吹脱除去水中二氧化碳等气体，使pH值达到6～9，然后进入清水池，达标后排放，第二级DTRO浓缩液回流进入第一级DTRO的进水端。

膜处理的必然产物是浓缩液，本工程采用回灌法处理。浓缩液的处理方法很多，包括焚烧、固化、蒸馏干燥等方法，但是与回灌法相比，其它方法的设备投资和运行费用都非常巨大。填埋场垃圾堆体本身就是一个巨大的生物反应器和贮存体，垃圾中的大量有机污染物在这里得到消解和稳定。浓缩液污染物浓度虽然很高，但其污染物量相比于垃圾体污染物总量是较少的，大约占2.4％。把填埋场作为一个以垃圾为填料的生物滤床，有控制地将浓缩液进行回灌，通过物理、化学和生物等多种作用实现污染物的降解。

2.2浓缩液的回灌

本工程的浓缩液采用浅层回灌方式，即控制回灌管道系统的布水井点及回灌水量，使浓缩液刚好在填埋体表层的2～3m厚度内得以接纳，防止因回灌量过于集中，在回灌的垃圾体内形成饱和柱状体，降低回灌处理效果。

由于浓缩液的有机污染物负荷量高，回灌率宜控制在1．6～2．5L/（h·m2）。本工程日处理渗滤液，回收率为78％，浓缩液总产量为22t／d。按1L／（h·m3）的回灌率计算回灌面积为。设计5个的圆形回灌点，每个服务面积不小于。

        三、主要构筑物计算参数

3.1 预处理。

      将渗滤液从调节池提升至反渗透系统的原水罐，并投加H 2 SO 4 ，投加量为1.0～1.5L/m3去除难溶性碳酸盐类无机物，消除对膜的污染。

      原水罐出水由水泵加压后进入石英砂过滤器，过滤精度50μm。砂滤器进、出水压差超过25kPa时执行反冲洗程序，反冲洗周期约100h，对于SS值比较低的原水，砂滤运行100h后若压差未超过25kPa也须进行反冲洗，避免石英砂过度压实及板结现象，两者以先到时间自动激活反冲洗程序。砂滤反冲洗采用气、水结合，先气洗、再水洗，冲洗时间一般为5min、并可根据运行状态另行设定，冲洗废水排至调节池。

      砂滤出水后进入芯式过滤器，过滤精度为10μm，采用10μmPP熔喷滤芯，进出口压力达到200kPa时更换滤芯。在芯式过滤器前加入一定量的阻垢剂防止结垢现象对膜系统的污染，阻垢剂为聚合物和盐的混合物，投加量为115mg阻垢剂和1mg硅酸盐。

3.2 一级DTRO

      经过芯式过滤器的渗滤液经高压泵进入膜柱。设高压柱塞泵1台，泵后设减震器1个，用于吸收泵产生的压力脉冲，给反渗透膜柱提供平稳的压力；设高压在线泵各2台。由于高压泵流量难以保证膜柱所需水量，故通过在线泵将膜柱出口一部份浓缩液回流至膜柱，以保证膜表面足够的流量(每只膜柱不低于0.8m3/h)。膜材料为有机复合膜，设46支膜柱、单支面积9.405平方米。膜柱组出水分为浓缩液和透过液，浓缩液端设控制阀1个，用于控制膜组内的压力。透过液进入二级膜柱进一步处理，浓缩液排入浓缩液储池，用于回灌处理。

3.3 二级DTRO

      经一级DTRO膜系统处理后的透过液直接通过二级高压泵进入二级DT膜系统，高压泵设变频控制，使其频率和输出流量将根据一级透过液流量传感器反馈值自动匹配，同时在入口管路设浓缩液自补偿装置，使二级系统的运行不受一级系统产水量的影响。

      二级DTRO设9支膜柱、单支面积9.405m2。二级浓缩液端也设控制阀1个，用于控制膜组内的压力。第二级膜柱浓缩液排向第一级系统的进水端，以提高系统的回收率，透过液排入脱气塔。

3.4 清水池

      经二级DTRO的出水可达到 GB16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》 。出水存至清水池，可达标排放或用于绿化浇灌等。

3.5 设备冲洗和清洗

      系统冲洗：目的是防止渗滤液中的污染物在膜片表面沉积，在每次系统关闭时进行，正常运行状态下需停机时，一般都采取先冲洗后再停机模式。系统故障时自动停机，也执行冲洗程序。系统冲洗分为渗滤液冲洗和净水冲洗：一级DTRO停机时先采用渗滤液原水冲洗，再采用清水冲洗；二级DTRO只需清水冲洗。两种冲洗的时间都可以在操作界面上设定，一般为5～10min，冲洗用水量为5m3/h，冲洗后水排至调节池。

      化学清洗：为保持膜片性能，膜组需定期进行化学清洗，定期向储罐添加清洗剂和阻垢剂，并设定清洗执行时间，清洗时自动执行。清洗剂分为酸性和碱性两种，均为专用清洗剂，碱性清洗剂的主要作用是清除脂肪、腐殖酸等有机物的污染，酸性清洗剂的主要作用是清除铁盐、碳酸盐等无机物污染。清洗时间一般为1～2h，清洗后的液体排出系统到调节池。清洗周期取决于污染物浓度，当在相同进水条件下，膜系统透过液流量减少10%～15%或膜组件进出口压差超过允许的设定值时即进行清洗，正常情况下清洗周期为：

一级DTRO系统，碱洗5d(pH=10～11)、酸洗10d(pH=2.5～3.5)；

二级DTRO系统，碱洗14d(pH=10～11)、酸洗28d(pH=2.5～3.5)。

3.6 浓缩液储池

        膜处理系统产生的浓缩液产量为22t/d，先排至浓缩液储池、再通过泵进行回灌处理。浓缩液储池设计停留时间t=15d。

四、结论

（1）对某县生活垃圾处理场渗滤液采用二级DTRO 工艺进行处理，出水效果较好，各项指标均可以达到 GB 16889—2008 表 2 中规定的排放标准的要求

（2）充分利用填埋场垃圾堆体的生物反应器特性，采用浓缩液回灌进行消解和稳定污染物，是渗滤液处理过程中一个经济可靠的处理环节。