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帶內襯MBR膜結合卷式NF、RO組合工藝和兩級DTRO處理垃圾滲濾液對比
深圳宏潔水務 生產 純水設備 超純水設備 反滲透水處理系統工程安裝 調試
生活垃圾在堆放和填埋過程中由于壓實、發酵等生物化學降解作用,同時在降水的滲流作用下產生了一種高濃度的有機廢水,稱之為滲濾液。垃圾滲濾液水質復雜,含有多種有毒有害的無機物和有機物。其中有機污染物經技術檢測有99種之多,還有22種已經被列入我國和美國國家環保署的重點控制名單,一種可直接致癌,五種可誘發致癌。除此之外滲濾液中還含有難以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化物,磷酸酯,酚類化合物和苯胺類化合物等。垃圾滲濾液中CODcr、BOD5濃度最高值可達數千至幾萬,和城市污水相比,濃度是其幾十到幾百倍,所以滲濾液不經過嚴格的處理、處置是不可以直接排入城市污水處理管道的。對生活垃圾的處理如不妥善處理垃圾滲濾液,則相當于對垃圾沒進行處理。
兩級碟管式反滲透工藝是基于碟管式反滲透膜(簡稱DTRO)的工藝運用,其核心技術在于碟管式反滲透膜的獨特結構形式,使得反滲透膜直接處理垃圾滲濾液成為可能,是一種物理膜法處理垃圾滲濾液的技術 。
帶內襯MBR膜結合卷式NF、RO膜工藝是高濃度活性污泥法集合MBR膜、卷式納濾膜再加卷式反滲透膜工藝的組合,其特點是使用內襯MBR膜實現泥水分離后污泥部分(或全部)回流前級生化部分,實現延長泥齡及高污泥負荷濃度的目的(此段工藝組合稱為MBR),為確保出水水質后級使用卷式納濾或卷式反滲透膜對MBR超濾出水進行處理。
兩種工藝都可以實現標準GB16889-2008表2對垃圾滲濾液處理的要求,且兩種工藝在國內的應用工程占到整個行業的90%以上,排除人為因素以外均可以實長期穩定持續達標處理。后頁列表對兩種工藝技術工程進行比較。
處理規模為150噸/天的兩級DTRO和MBR+RO(卷式反滲透)工藝對比 |
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比較內容 |
項目 |
兩級DTRO |
MBR+RO |
工程投資估算 |
設備購置費(含安裝調試) |
860萬 |
785萬(以外置超濾計) |
建筑工程 |
80 萬 |
180萬 |
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設計費用 |
30萬 |
35萬 |
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安裝調試費用 |
20萬 |
50萬元 |
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總投資估算 |
1000萬 |
1050萬 |
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運行效果 |
出水水質 |
高標準滿足《生活垃圾填埋污染控制標準》GB16889-2008表2要求 |
高標準滿足《生活垃圾填埋污染控制標準》GB16889-2008表2要求 |
清水回收率 |
75% |
59.5% |
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溫度變化的影響 |
最佳運行溫度為水溫15-30度,低于10度清水回收率降低,高于35度膜壽命降低。 |
生化段降解作用微生物對溫度非常敏感,一般應保證控制溫度在35-38度之間,過高過低微生物活性降低,處理能力下降,極端條件下會全部死亡,需重新培養馴化。 |
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滲濾液可生化性影響 |
小 |
大 |
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穩定性 |
強 |
較差 |
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污泥處理 |
無 |
每天約0.5 t含水率80%的泥餅 |
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藥劑消耗 |
少,僅用于DTRO膜清洗,DTRO膜抗污染能力強,進行化學清洗膜所需周期長 |
大,MBR膜清洗、納濾及反滲透膜清洗周期短,消耗量大;生化系統需投加消泡劑;污泥脫水需投加絮凝劑PAM;老齡滲濾液化后需投加大量碳源 |
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帶內襯MBR膜更換費用 |
無 |
UF膜壽命以3年計 |
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納濾膜更換費用 |
無 |
納濾膜壽命以1年計 |
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反滲透膜更換費用 |
一級DTRO膜壽命以3年計; 二級DTRO膜壽命以5年計; 可單獨更換損壞的膜片 |
納濾膜壽命以1年計,反滲透膜壽命以2年計;膜損壞時需整卷更換 |
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運行人員 |
運行人員以3人計 |
運行人員至少6人 |
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運行費用 |
約25~28元/噸 |
高于32元/噸 |
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運行管理 |
自動化程度 |
高 |
生化段需經常調整運行參數,無法做到高自控程度 |
日常維護和巡視 |
維護和巡視主要在綜合車間 |
生化段各工藝單元及設備維護和巡視,污泥脫水系統沖洗及泥餅轉運填埋,UF系統、納濾及反滲透系統等 |
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大修 |
主要工作為膜片的更換及泵組墊片、密封圈等的更換,大修周期長(五年),恢復運行快(兩周以內) |
生化池池體維護,生化設備檢修;污泥脫水系統濾布更換;超濾膜更換(五年),納濾膜更換(1年),反滲透膜更換(2年);大修后生化反應段需重新調試 |
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操作管理人員數量 |
3人 |
6人 |
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遠期運行 |
水質水量變化適應性 |
不受水質變化影響,可通過調整運行時間適應水量減少的情況,流程簡單,易于調整,適應性強 |
生化段受水質變化影響大,甚至造成系統不能工作;流程復雜,運行調整復雜,響應速度慢 |
擴建 |
僅需增加膜組數量及相應設備,投資少,周期短 |
需修建新的生化反應器,增加相應設備,投資大,周期長 |
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設備循環利用 |
整體設備使用壽命長(20年),技術先進,服務完一個項目后可轉運至其它服務場所 |
設備回用代價大,無回用價值 |
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環境影響 |
噪音 |
無大的噪音源 |
風機噪音大 |
臭氣 |
全封閉設備,無臭氣源 |
反硝化池、污泥車間及濃縮池均有臭氣產生 |
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濃縮液 |
較少,用于回灌利于垃圾堆體的生物反應,增加產氣量 |
較多,大部分有機污染物均在生化段得到最終去除 |
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剩余污泥 |
無 |
剩余污泥脫水后回填至垃圾填埋場 |
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建設周期 |
土建工程 |
短(小于2個月) |
長(大于3個月) |
建安工程 |
短(小于15天) |
長(大于1個月) |
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工藝調試 |
短(10天以內) |
長(大于1個月) |
結論:
單純從工程應用上比較,兩種工藝各有優缺點,某種程度上兩級DTRO工藝對填埋場垃圾滲濾液處理表現出更具適用性,但是因其工藝過程是一個物理過程,在清水達標排放的前提下污染物只是被分離濃縮,濃縮液仍然回到填埋垃圾堆體進行回灌,利用垃圾堆體的微生物進行降解,而其工藝單元并沒有實現污染物質的消化,因此被行業內專家所詬病。
帶內襯MBR膜結合卷式NF、RO膜組合工藝,在活性污泥段實現了污染物質的部分降解消化,且伴隨其降解過程生成污泥二次污染物,即使如此也并不是完全實現了降解,不可生物降解部分仍然需要后續的膜分離工藝加以保證,活性污泥載體中的微生物易受溫度、PH值、鹽度、含氧量、碳氮磷比例影響活性不易掌控,因此整個工藝技術路線長操作復雜,對操作人員素質要求高,工程運行穩定性欠佳。
后話:
總體而言,兩級DTRO技術與帶內襯MBR膜+卷式膜組合工藝技術在國內應用都較為成功,難分高下。簡單來說,前者因實質就是一個機電設備,且程控程度很高,工程建設周期短,運營操作靈活簡單,達到了環保工程的無害化處理的目的。后者實現了污染物部分減量消化,實現了環保工程的無害化、減量化的目的。各地因地制宜,根據氣候水質條件、財政收入狀況、工程運營模式、技術人才水平,合理選擇垃圾滲濾液處理工程技術是確保工程有效的前提。
由于生活垃圾滲濾液是一種高污染性高濃度且成分復雜的污水,其處理難度非常大,是世界性的一個處理技術難題,到目前為止完全達到零排放的大規模工程應用仍然還不能實現。生活垃圾只要有人類活動,每天都要產生,且由于人口數量和生活水平的提高,其產量也就愈大,已經對環境造成了嚴重危害。因此當前,在沒有十全十美處理技術的前提下,還是要進行工程化處理,以降低其危害的程度。垃圾的危害以垃圾滲濾液的危害為最大,一旦任其進入地表水或地下水,其后果不堪設想,也就更難進行處理。