垃圾渗滤液膜浓缩液处理技术

2022-07-25 11:37:31
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我国垃圾渗滤膜过滤浓缩液的处理方法、处理技术研究和进展进行了总结。本文介绍了垃圾渗透膜浓缩液的特点,重点讨论和分析了膜浓缩液处理技术,并对常用处理技术进行了比较和分析。

关键词:垃圾渗滤液;膜浓缩液;回灌处理;蒸发处理

随着经济的快速发展,人们的生活质量不断提高,产生了大量的固体废物,包括生活废物、工业固体废物和农业固体废物,成分复杂,严重影响环境。为了减少固体废物对生产生活的影响,其处理方法主要包括焚烧、堆肥和垃圾填埋场,最成熟的处理方法是垃圾填埋场。据统计,工业垃圾和生活垃圾分别占95%.00%和98.33%。但是垃圾填埋后会产生大量的垃圾垃圾渗滤液,这些渗滤液水质变化大,有机物浓度高,重金属和氨氮含量高,对周围环境和填埋场底部土壤污染严重。垃圾渗滤液越来越多的人关注处理。

一、渗滤液膜浓缩液的特点

垃圾渗滤液膜滤浓缩液是垃圾渗滤液经过生物降解后经RO膜(或NF膜)残留液。纳滤与反渗透分离的原理是,由于渗透膜的选择性渗透性,水可以顺利通过膜,而其他化合物或多或少被膜完全拦截,因此进水分为两部分:处理后的渗透液和拦截液(浓缩液)。浓缩液一般不具有可生化性,主要成分为腐殖质,呈棕黑色,COD它含有大量的金属离子,TDS在20000mg/L一6000mg/L之间。由纳滤和反渗透工艺产生的浓缩液,COD通常在5000me/L氨氮浓度在100-10000以上mg/L,电导率为40000~50000us/cm。

二、垃圾渗滤液膜浓缩液处理技术分析

目前,膜浓缩液的处理方法主要可分为三类:一类是转移处理,即膜浓缩液的转移,包括外运和回灌处理;二是减量处理,即通过物理化学手段降低膜浓缩液的绝对含量,包括反渗透、纳滤、蒸发等;三是无害化处理,包括电絮凝、沉淀、先进氧化和焚烧。

1.运输处理。运输处理是最简单有效的处理方法。膜浓缩液通常转移到附近的焚烧厂进行焚烧处理。当垃圾填埋场附近没有焚烧厂,需要进行远程运输时,运输成本的增加将导致这种处理方法不具有成本效益,膜浓缩液的处理有一定的限制。

2.回灌处理。回灌处理在膜浓缩液处理中很常见。通过垃圾填埋场生物的新陈代谢,将膜浓缩液回灌到垃圾填埋场,吸附、降解和过滤有毒有害物质。膜浓缩液回灌对垃圾填埋场有好有坏。一方面,膜浓缩液回灌可以给垃圾填埋场带来大量的有机物和微生物种群,促进垃圾的降解。

一方面,膜浓缩液回灌带来的重金属和高盐物质会抑制生物活性,降低微生物的降解效率,威胁垃圾填埋场的稳定性。膜浓缩液的处理效果也与一些处理参数有关。例如,在研究膜浓缩液回灌处理效率时,发现水力负荷是影响有机负荷和回灌次数参数的重要因素,当水力负荷为30时~200mL/(L·d)回灌处理对化学需氧量的去除率可达70%~94%。

3.反渗透处理。反渗透处理主要有两种方法,一种是纳滤分离技术,。纳滤处理可去除二价及以上的高价离子,是一种减量处理方法,常见的纳滤浓缩液处理工艺见图1。高压反渗透是指压力大于10MPa基于这一原理开发的碟管式高压反渗透技术可在10点进行反渗透处理~20 MPa渗滤液回收率可提高10%左右。大港石化浓缩液防渗处理时,选用纳滤膜处理技术,发现陶氏公司生产的NF90型纳滤膜在膜截留率、膜通量和膜稳定性方面表现最佳。当温度为20时~25℃,pH为7,压力在0.5MPa回收率可达60%的最佳处理条件。此时,出水氨氮值较低,均为3mg/L,COD均值也只有10mg/L。

4.蒸发处理。蒸发处理也是一种减量处理方法。蒸发处理是指膜浓缩液中部分成分在一定压力和温度条件下挥发的过程。蒸发处理减量效果明显,可将原膜浓缩液体积减少至2~10%。蒸发主要有浸没蒸发法、压缩蒸发法、负压蒸发法三种处理方法。浸没蒸发法是利用高温蒸汽蒸发浓缩液中的水,方法简单,效果明显,但由于膜浓缩液通常含有大量的氯离子,氯离子在高温下对金属设备具有较强的腐蚀性,这是膜浓缩液必须考虑的问题。是一种低能耗蒸发技术,通过物理压缩提高蒸汽温度。但是其和浸没蒸发法有着同样的缺点,对机器设备腐蚀严重,所以,一般压缩蒸发器材都选用耐腐蚀的昂贵材料,造价昂贵,运行和维护成本高。负压蒸发法是为解决高温条件下的设备腐蚀问题而提出的。负压蒸发法充分利用负压蒸馏来避免氯离子对仪器设备的腐蚀,相关研究还处于初步阶段,技术还不成熟。

5.膜蒸馏处理。膜蒸馏处理是通过膜两侧形成的蒸汽压差将蒸汽分子聚集在冷侧,从而实现分离纯化的过程。结合蒸馏技术和膜处理技术,膜蒸馏处理操作简单,应用于海水、高盐废水处理等领域。膜蒸馏也是一种减量处理。例如,在研究油田高盐废水时,发现当温度和废水量增加时,膜通量增加,而当盐度增加时,膜通量减少,实验中使用的聚丙烯中空纤维膜截留率接近100%,疏水性好。膜蒸馏需要消耗热能,因此廉价的蒸汽热能是其广泛应用的基础。此外,膜蒸馏的通量较少。只有当膜通量达到一定的高值时,才具有实际的工业应用意义。

6.高级氧化处理。高级氧化处理是指氧化剂和物理化学作用产生的强氧化·OH利用这些自由基降解污染物等自由基。根据剂和催化剂的不同选择可分为:Fenton法和类Fenton湿式氧化催化法、超临界水氧化催化法、光化学氧化催化法、臭氧氧化法等。例如利用Fenton氧化法和UV-Fenton法律研究发现某卫生填埋场纳滤浓缩液,Fenton氧化法和UV-Fenton法都受H2 O2、FeSO4·7H2 O、pH以及反应时间的影响,UV-Fenton法相比Fenton氧化剂用量少,反应时间短,有机物去除率高。高级氧化法对一些生化性差的污染物有特别好的效果,引起了广泛的关注。但经过高级氧化处理的膜浓缩液一般难以达到国家排放标准,研究高效低成本的高级氧化法是今后工作的重点。

7.焚烧处理。焚烧广泛应用于放射性废液和高浓度有机废液的处理,是一种减量化、无害化的处理方法。焚烧彻底去除污染物,效率高,占地面积小,但前期投资大,焚烧处理复杂,对操作人员技术要求高。浓缩液会腐蚀焚烧设备,单独处理垃圾渗滤液焚烧厂建设不经济,可行性差。这些都是限制焚烧应用的因素。

近年来,我国也应用了高级氧化工艺垃圾渗滤液浓缩液中难降解的持久性有机污染物,并取得不错的效果。随着对高级氧化的深入研究,生化 高级氧化 在不久的将来,可以广泛应用于渗滤液浓缩液处理中。

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