碟管式反渗透(DTRO)工艺用在垃圾渗滤液处理中的优缺点分析及改进措施.doc

1、碟管式反渗透(DTRO)工艺用在垃圾渗滤液处理中的优缺点分析及改进措施摘要：DTRO 是种先进的反渗透膜，具有独特的结构形式，在垃圾渗滤液处理中使用越来越广泛，取得较好效果，但也存在一些问题。本文通过对国内、外 DTRO 工艺运行中的优、缺点进行分析，对 DTRO 工艺存在的问题提出改进措施。 关键词：垃圾渗滤液； DTRO；优缺点分析；改进措施 中图分类号：G353 文献标识码： A ANALYSIS AND IMPROVEMENT MEASURES ABOUT DTRO USED IN LEACHATE TREATMENT Liu Zhongwei1Zhang Zhirong2 （1.Gu

2、angxi Urban-rural Planning Design institute, Nanning 530022 ,China； 2. Guangxi Transportation Research Institute, Nanning 530007,China） Abstract: DTRO, anadvanced RO membrane with special structure form, is used more and more in leachatetreatment and got a good effect, but there are also some proble

3、ms. Based on the analysis on the DTRO used in leachate treatment domestic and foreign, the paper raised the improvement measures. Keywords: leachate; DTRO; analysis on strengthsandweaknesses; improvement measures 1 渗滤液水质特点 垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，含有多种毒性物质和致癌物质，是世界公认的污染威胁大、性质复杂、难以处理的高浓度废水。 渗滤液的水质与进入填埋场的

4、垃圾类别有直接联系，发达国家如德国、日本垃圾分类较好。以使用 DTRO 工艺较多的德国为例，德国垃圾填埋场对有机质的填埋比例进行了严格限制，因此 BOD5 很低，典型的渗滤液成分如下： 表 1 德国垃圾渗滤液水质 Table 1 Leachate quality in Germany 指标 电导率 （S/cm） BOD5 （mg/L） COD （mg/L） NH3-N（mg/L） 数值 1500020000 300500 30005000 15002000 我国除北京、上海、深圳等少数城市做了垃圾分类试点以外，其它绝大部分城市垃圾没有分类，同时我国各地气象条件各异域，因此我国垃圾渗滤液的水质与

5、德国比，相差较大，有如下特点： 1） 、填埋初期 NH3-N 浓度高，可以到 3000mg/L 以上，BOD5/COD 值较高可达 0.5 以上，可生化性好，碳源充足，较易处理。 2） 、随着填埋时间的变化（通常 5 年左右） ，BOD5 的浓度快速下降、COD 的浓度缓慢下降，仍然保持较高浓度， BOD5/COD 值较低，可生化性差，部分有机物（中等分子量的灰黄霉酸类物质）难生物降解；NH3-N 浓度保持在 1000mg/L 左右，C/N 比低，处理难度大。 3） 、重金属：一般渗滤液中的重金属含量很低，不会超过排放标准，但当工业垃圾与生活垃圾混合填埋时，重金属溶出数量会增加，与各地实际情况

6、有关。 我国垃圾渗滤液水质与德国相差很大， BOD5 浓度高很多，可生化性相对要好，特别是填埋初期。 2DTRO 工艺分析 从 2011 年 7 月 1 日起，现有的所有渗滤液处理出水按新标准生活垃圾填埋场污染控制标准 （GB16889-2008）执行，新标准对 COD，总氮、重金属及外运处理等方面提出了更为严格的要求，根据渗滤液的水质特点，有机物和氨氮是国家排放标准规定的两个主要去除目标，它决定了渗滤液处理工艺的建设成本和运行费用。 2010 年 4 月 1 日起实施的生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范 （HJ 564-2010） ，提出了“生化处理+膜过滤”的原则性处理流程。 目前大多数

7、垃圾填埋场滤液处理工艺为以下两种：全膜过滤（DTRO）工艺和“生化处理+膜过滤”工艺，本文主要对全膜过滤（DTRO）工艺进行分析。 2.1 国外 DTRO 工艺运行情况 1988 年颇尔水技术公司在德国首次推出 DTRO 装置用于垃圾渗滤液处理，在德国应用较多，因此以德国的实际应用为例进行介绍。德国垃圾填埋场对有机质的填埋比例进行了严格限制，渗滤液成分相对简单，收集的垃圾渗滤液一般先经过预处理，再进入反渗透系统，同时对浓缩液进行处理，该技术取得了很好的应用效果，典型工艺流程如下： 图一 德国典型 DTRO 处理工艺流程 Fig.1 Technological process of DTRO i

8、n Germany 2.2 国内 DTRO 工艺运行情况 两级 DTRO 工艺流程及水量平衡图如下（Q 为清水产量，DTRO 产水率按 80%计算）： 图二 DTRO 工艺水量平衡 Fig.2 Waterbudget in DTRO process 两级 DTRO 系统具有以下优点： 1） 、预处理系统简单，渗滤液通过保安过滤器（精密过滤）即可进入 DTRO 系统。 2） 、抗冲击负荷能力强、进水水质波动对其影响较小。 3） 、通过碟管式反渗透膜（DTRO）将渗滤液分为浓缩液（污染物含量极高）和清水（含少量盐）两部分，是纯物理分离。和生化处理比较，占地面积小、自动化程度高、对运行管理人员要求较

9、低。 4） 、发生故障时，启动和关闭时间短。 5） 、采用膜组件结构，容易改建和扩建。 6） 、缩短产生渗滤液的时间，减少填埋场封场后的维护时间。 由于国内渗滤液水质浓度高，浓缩液没采取处理措施直接回灌至填埋库区，渗透过垃圾堆体，由渗滤液收集系统收集再次排入调节池，进入渗滤液处理站，是内部循环的，存在以下不足： 1） 、污染物的降解主要依赖于垃圾堆体，垃圾堆体处于厌氧环境，系统中主要是两类细菌：产酸细菌（异养菌）和产甲烷菌（自养菌） ，产酸菌比产甲烷菌增长快，产甲烷菌对 PH 值较敏感，最适宜 pH 值范围约在 6.87.2 之间，如果产酸菌增长过快，垃圾堆体的 PH 值将低于 6.5，产甲烷

10、菌会受到抑制，两类细菌数量将不平衡（新鲜渗滤液含有较高浓度的 VFA，可生化性好，因此产酸菌增长很快，这种情况更容易出现） ，从而使渗滤液停留在产酸阶段，污染物不能彻底分解，导致 DTRO 系统进水的有机物浓度较高，加速 DTRO 膜的污染。 2） 、对于难生物降解的有机物和无机盐类在系统内积累，反渗透系统进水浓度会越来越高。含盐量越高渗透压越高，进水压力不变的情况下，产水量将降低。填埋初期渗滤液浓度较低，产水率较高，通常可以达到 80%，中后期降到 70%，甚至更低，从而缩短膜的使用寿命，大幅提高运行费用。 3） 、浓缩液的回灌方式主要有三种：直接回灌至垃圾填埋层（垃圾在分层压实期间，将渗滤

11、液浇灌在作业面上） 、表面回灌（通常用穿孔管喷灌） 、覆盖层下回灌（在垃圾填埋中间覆盖层下铺设管网或利用导气石笼回灌） 。前两种方式会加速恶臭气体挥发、影响填埋作业，第三种方式容易形成短流（经导气石笼、库底渗滤液收集系统直接进入调节池） ，污染物没有经过垃圾层的有效降解。 4） 、回灌把渗滤液中的有机物重新送回填埋场，加快了填埋场产气速率，容易引发安全问题。 2.3 国内早期采用 DTRO 工艺的渗滤液处理站运行情况 国内早期（20032004 年）采用二级 DTRO 工艺的垃圾处理场渗滤液处理站，经过几年的运行均进行了技术改造，详下表。 表 2 国内采用 DTRO 工艺的渗滤液处理站改造情况

12、 Table 2 Technicaltransformation of domestic leachate treatment plant of DTRO process 项目 改造前处理工艺 改造后处理工艺 重庆长生桥垃圾填埋场 二级 DTRO 膜生物反应器（MBR）+二级 DTRO 北京安定垃圾填埋场 二级 DTRO+高压 RO 膜生物反应器（MBR）+纳滤（NF）+反渗透（RO） 北京阿苏卫垃圾填埋场 二级 DTRO 厌氧+反硝化+硝化+膜生物反应器（MBR）+纳滤（NF）+DTRO 改造后的工艺保留 DTRO 处理单元的同时增加了生化处理单元。 3 改进措施 针对两级 DTRO 工艺的

13、分析和参照国内早期采用 DTRO 工艺的渗滤液处理站改造工艺，提出以下改进措施： 1） 、新建填埋场在回灌初期为防止产酸菌增殖过快，保持产酸菌和甲烷菌数量的平衡以保证垃圾堆体的降解效果、降低渗滤液中有机污染物的浓度，可采用两种方法：间断回灌（短时间回灌后停止） 、接种产甲烷菌。 2） 、填埋作业过程中，采取措施保证回灌的效果，延长渗滤液在垃圾堆体中的停留时间，使污染物得到充分降解。 3） 、DTRO 处理单元前加生化处理单元，对于后期氨氮浓度高，碳源不足时，考虑外加碳源。 4） 、对浓缩液进行处理（如 Fenton 试剂法、臭氧氧化法等） ，对于含有大量难生物降解的后期渗滤液，效果更明显，可降低 DTRO 系统的进水浓度，提高产水率、延缓膜污染，从而降低运行费用。 4 结语 两级 DTRO 工艺处理垃圾渗滤液有许多优点，但也存在一些不足，针对这些不足采取适当的措施可以更好地发挥 DTRO 工艺的优势。 参考文献 1 楼紫阳.赵由才.张全.渗滤液处理处置技术及工程实例.北京.化学工业出版社.2007.224-227 2蒋宝军，谢杰，王剑寒.碟管式反渗透垃圾渗滤液处理系统运行效能及分析.吉林建筑工程学院学报，2007，24(2):34-36. 3 徐文龙.从德国垃圾卫生填埋处理看我国卫生填埋技术对策.环境卫生工程，2000,8(3):130-136.