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以 MBR 为中心的废物渗滤液处理工艺研讨进展
来源: | 作者:200985930380911 | 发布时间: 23天前 | 43 次浏览 | 分享到:
北极星水处理网讯:据国家统计数据显现,我国的日子废物无害化处理率呈逐年上升的趋势,我国的废物处理处置方法首要为卫生填埋和燃烧。因为不管是近阶段的以填埋为主的废物处理方法,还是将来以燃烧处理为主的废物处理方法,不可燃废弃物终究都需求经过填埋进行处理。
  
  北极星水处理网讯:据国家统计数据显现,我国的日子废物无害化处理率呈逐年上升的趋势,我国的废物处理处置方法首要为卫生填埋和燃烧。因为不管是近阶段的以填埋为主的废物处理方法,还是将来以燃烧处理为主的废物处理方法,不可燃废弃物终究都需求经过填埋进行处理。
  关于废物填埋场而言最为关怀的问题便是渗滤液处理的问题,因为膜生物反应器(MBR)工艺作为常用的渗滤液处理组合工艺之一,因而,研讨以MBR作为中心工艺与其他工艺相组合的各种方法非常必要。本文概括总结了以MBR为中心的处理废物渗滤液的各类组合工艺,总述了其研讨和工程应用现状,剖析了存在问题,提出了适用范围,并对MBR技能相关的研讨提出一些建议,以期为未来废物渗滤液处理供给参阅。
  1 渗滤液水质特色及处理工艺
  渗滤液为废物在堆积和填埋过程中因为压实、发酵等物理、生物、化学效果,同时在降水和其他外部来水的渗流效果下发生的含有机或无机成分的液体,废物渗滤液遍及具有污染物含量高、氨氮含量高、色度大、毒性强、污染时间长等特色,是一种成分复杂的高浓度有机废水。
  跟着填埋年纪的增加,微生物对废物中有机物的降解速率、废物的持水才能和水的透过性会发生变化,中老龄填埋场的渗滤液中有机物大多为难降解的长链碳水化合物或腐殖质,而且遍及具有可生化降解物质含量低,氨氮浓度较高的特色。目前国内渗滤液常用的处理方法是以MBR为中心的组合处理工艺,一般首要的处理流程如下:
  (1)预处理。包含格栅、调节池等装置。待处理的渗滤液经过预处理能够截留粗大的悬浮物并对水质与水量进行均质化。
  (2)前处理。包含氨吹脱、参加吸附剂、混凝沉积等物化处理。该处理阶段需结合渗滤液中的水质状况挑选具体工艺,若水中存在高浓度的氨氮,则需考虑氨吹脱进行前处理;若水中存在必定的色度、难降解的有机物、重金属离子等,则可考虑选用活性炭吸附等方法进行前处理,减轻后续处理设备的负荷。
  (3)主处理。为MBR组合工艺处理技能。经过工艺联合能够到达更好的氨氮及有机物处理效果。
  (4)后处理。选用膜处理或许物化处理等方法进行深度处理。膜处理工艺可进一步处理重金属离子及不可生化有机物,进步出水水质。后处理工艺的挑选应结合工程费用以及需到达的水质规范。
  2 以MBR为中心的渗滤液组合处理工艺
  2.1生化处理+MBR+膜处理
  绝大部分废物渗滤液需经过组合工艺处理才干到达GB16889—2008《日子废物填埋场污染控制规范》中要求的污染物排放浓度限值。在渗滤液处理中常用的工艺组合方法是选用生化处理+MBR+膜处理组合工艺,上流式厌氧污泥床反应器(UASB)因为负荷才能很大,适用于高浓度有机废水的处理,因而许多学者将该工艺与MBR进行组合,经过实验或许工程应用研讨讨论该组合工艺对渗滤液的处理效果,研讨成果均标明UASB+MBR组合工艺能够充沛发挥厌氧、好氧生化处理与膜处理相结合的技能优势,运用该工艺处理的渗滤液出水水质安稳且首要技能目标CODCr和氨氮均可到达排放要求。
  经过UASB厌氧处理工艺可在必定程度上下降运转费用,可是简略构成后续A/O生化池中的碳氮比失衡,因而,应留意控制运转过程,减轻出水中的碳氮比失衡。
  因为UASB工艺在冰冷地区的运转负荷极低,应考虑到该工艺不适用于东北等地区。后来跟着技能老练出现了第三代厌氧反应器UBF,UBF综合了UASB和AF的优点,集颗粒污泥与生物膜于一体,在处理水质变化大、污染物浓度高的废物渗滤液时具有优势,常被用于与MBR工艺相结合处理燃烧厂渗滤液。华佳等选用UBF+MBR组合工艺处理燃烧电厂渗滤液,工程运转成果标明综合效益较好,但渗滤液中含氮化合物较高。
  用两级UBF+MBR+NF组合工艺处理废物燃烧厂渗滤液,运转成果标明,CODCr、BOD5、SS、氨氮的去除率都大于99.8%,技能可行且经济合理。
  填埋龄在10a以上的老龄化废物填埋场的渗滤液中氨氮的质量浓度一般高达3000~4000mg/L,因而,在工程中老龄化的渗滤液处理中常选用厌氧处理技能作为前处理工艺。
  吴德欣选用厌氧好氧膜生物反应器和厌氧+GAC膜生物反应器对台州某废物填埋场的老龄化废物渗滤液进行了处理,并结合NF/RO工艺对MBR出水进一步深度处理,成果标明出水基本满意工业回用水的目标要求。
  杜晓文取北京市阿苏卫废物填埋场的晚期废物渗滤液作为处理对象,验证了水解酸化+缺氧+MBR组合工艺处理的出水具有水质安稳高效的效果。尽管硝化反硝化生物脱氮能够到达杰出的脱氮效果,且运转安稳,可是往往需求投加很多碳源,在经济效益上不行具有优势。然而,厌氧氨氧
  化具有杰出的脱氮效果,比较传统脱氮方法更能有用下降能耗而且不需求外加碳源,CODCr浓度也较低,因而,也有学者将其与MBR组合讨论处理渗滤液的效果。
  杜昱等经过研讨标明,二级厌氧+厌氧氨氧化+MBR组合工艺处理燃烧厂渗滤液这类高浓度有机废水能够更充沛发挥厌氧处理的优势,去除有机物和氨氮,下降后续MBR系统的污染物负荷。该工艺可大幅去除氨氮,只需规划一级硝化反硝化即可,不用额外碳源,是一种安稳可持续的生物处理技能。
  2.2MBR+膜处理/物化处理
  2.2.1MBR+膜处理
  膜处理技能首要是运用隔阂使溶剂同溶质和微粒别离,其中微滤(MF)膜和超滤(UF)膜孔径较大,对污染物去除率较低,一般作为渗滤液的预处理技能;纳滤(NF)膜和反渗透(RO)膜对渗滤液中污染物去除率较高,一般作为废物渗滤液的深度处理技能。选用膜处理技能进行渗滤液的终究处理,对其效果许多学者进行了深化研讨讨论。
  司绍明等选用外置式MBR+NF工艺组合对进水CODCr、BOD5、氨氮、SS的质量浓度分别为4760、1840、835、690mg/L的废物渗滤液进行处理,工程运转成果标明上述各目标均可到达排放规范,去除率均可到达96%以上。闵海华等选用MBR+RO组合工艺处理成都长安废物填埋场的渗滤液,工程运转成果标明该工艺能有用去除绝大部分有机物、氨氮和SS。
  姜彦超与施军营等选用MBR+NF+RO联合工艺进行生产性实验,成果标明,该工艺流程简略,抗冲击负荷才能强,污染物去除率高。深度处理经过膜处理技能能够进一步截留氨氮,可是会发生含有高浓度的盐、有机污染物和重金属离子等的浓缩液,因而,选用膜处理工艺时应考虑后续对浓缩液的处理问题,而不只仅是稀释排放。
  在膜处理工艺中因为膜易受污染、阻塞,寿命较短是该工艺最大的缺点,因而具有抗污染才能强、操作压力高、污染物截留才能强的碟管式反渗透膜(DTRO)也引起了学者的重视。
  陈刚等在渗滤液规划水量为900m3/d,进水总氮质量浓度高达2400mg/L的工程项目中选用MBR+DTRO+曝气沸石生物滤池工艺去讨论其处理废物渗滤液的效果,工程运转成果标明,出水水质能够到达一级A排放规范。
  尽管DTRO相关于其他膜而言具有膜片寿命较长的优点,在渗滤液处理中也被广泛应用,可是也存在能耗糟蹋的现象,因而,有必要讨论相关的改造计划以节约本钱。
  2.2.2MBR+物理处理
  与MBR组合的物化处理法中常用的是吸附法,活性炭因为在去除水中难降解的有机物、重金属离子和色度等方面具有较好的效果,因而常被用于吸附处理工艺中。
  Pirbazari等选用组合的膜-生物活性炭工艺来处理废物渗滤液,成果发现污染物在活性炭吸附+微生物降解+膜过滤的工艺处理过程中去除效果明显,TOC的去除率高达95%以上。因为在选用膜处理法时最重视的是膜污染问题,因而,针对投加活性炭是否会引起膜污染,许多学者也进行了深化的实验研讨。
  Adham等经过研讨标明,粉末活性炭会与活性污泥在膜外表一起构成一层具有吸附功能的多孔状膜,进步系统有机物的去除率。别的,这层PAC膜可在反冲刷时去除,因而,还可下降膜孔阻塞率,减缓膜污染。研讨人员经过对PAC+MBR组合工艺进行研讨,发现投加PAC之后膜通量的康复率更高,能够有用减缓膜污染,而且出水水质得到进步。
  在物化处理方法中除了能够选用活性炭外也能够选用其他方法,如参加混凝剂下降废水浊度和色度,去除多种高分子物质、有机物、某些金属离子以及氮、磷等可溶性无机物,或许构成难溶盐沉积去除渗出水中氨氮和重金属离子。
  然而,此类处理方法中混凝剂的选取以及投加量的巨细对处理效果和处理本钱具有很大的影响,因而,关于混凝剂的品种与投加量也应引起重视。氨氮含量较高的渗滤液中一般会选用氨吹脱进行前处理,以减轻后续生物脱氮的负荷,确保渗滤液处理达标排放。
  氨吹脱处理过程中需投加很多的石灰,石灰的运送、贮存和运用会对周围的环境发生污染,而且吹脱出的氨需进行收回,收回的硫酸铵处置问题也是一个难点。因而关于氨吹脱处理带来的环境影响、处理本钱等应考虑如何有用平衡。
  2.3高档氧化法+MBR+深度处理
  高档氧化法一般作为废物渗滤液的预处理,首要意图是进步废水的可生化性或是直接去除渗出水中难降解的有机物成分,陈川运用UV/H2O2+MBR组合工艺处理CODCr的质量浓度为850~950mg/L、氨氮的质量浓度为450~550mg/L的废物渗滤液,实验成果标明,MBR对有机物的生化降解效果显著,反应器内硝化效果好。
  臭氧氧化技能是经过臭氧分解发生的羟基自由基将废水中的污染物转化成低毒的中心产物或许无机物,是一种绿色环保的工艺技能,在该工艺中臭氧的投加量及渗滤液原液中的水质等要素对工艺的处理效果均会发生影响。
  黄报远经过实验剖析了各影响要素,并经过实验标明臭氧化法和催化臭氧化法对废物渗滤液的色度和腐殖酸都有较高的去除率,并可有用进步废物渗滤液的可生化性。
  邱家洲等选用臭氧高档氧化技能,并结合混凝预处理及生化处理进行实验,成果标明,关于废物燃烧厂MBR出水,当总AOP投加量在3.0~3.5个单位时就可到达新排放规范的要求,该工艺适用于废物渗滤液深度处理。
  尽管臭氧技能具有无二次污染等优点,可是臭氧的氧化性具有挑选性,因而,难完全去除水中的CODCr和TOD,而且操作费用较高,大多数状况下需与其他工艺进行组合应用。
  刘香兰等选用超声波+MBR联合处理废物燃烧厂渗滤液,实验成果标明,超声波预处理有助于进步后期MBR对CODCr和氨氮的去除效果,可是出水效果不行理想。
  高档氧化法中的Fenton氧化法也常被广泛应用于处理渗滤液的工艺中,詹德明经过实验研讨了Fenton氧化工艺+MBR组合工艺对渗滤液的处理效果,实验成果标明,当反应初始pH值为4,H2O2投加量为0.048mol/L,H2O2和Fe2+物质的量比为2.5∶1时,可到达最佳的处理效果。高档氧化法尽管具有高效、完全、适用范围广、无二污染等优点,可是一般处理费用遍及偏高、氧化剂耗费大,因而不适用于低浓度、大流量的废水。
  2.4复合膜生物反应器(HMBR)
  HMBR是将膜别离技能与传统的废水生物反应器有机组合构成的一种新式高效的污水处理系统。
  HMBR集合了活性污泥法中的生物降解和膜的高效截留效果的一起优势,可使系统出水得到大幅度进步,别的,因为膜组件别离区污泥浓度较低,能够有用推迟膜污染,进步膜的运用效率。
  宁桂兴等运用HMBR工艺研讨填埋场废物渗滤液脱氨运转环境,运转成果标明,氨氮的去除率达95%~98%,选用HMBR处理高浓度氨氮废物渗滤液,不只能够有用降解大分子物质,也可高效去除氨氮。
  中后期的废物渗滤液中氨氮的去除是废物渗滤液处理的难点。王薇等选用HMBR工艺处理老龄废物渗滤液,中试成果标明,HMBR内的污泥浓度较高,对去除氨氮起到了较大的效果,可是对CODCr的去除率只有56.85%。
  为了讨论单一工艺MBR与组合工艺A/O+MBR、A/O+HMBR对渗滤液的处理状况,崔佳经过实验研讨对比了3种不同工艺处理CODCr、氨氮、总氮的效果,成果标明,A/O+HMBR工艺因为填料外表富集生物膜,不只在宏观上具有缺氧条件,而且在微观上相同具有缺氧条件,使得系统中的硝酸盐进行反硝化反应更为充沛,去除效果显著优于其他2种方法。
  3 结语
  废物渗滤液遍及具有有机污染物含量高、氨氮含量高、色度大、毒性强等特色,且跟着填埋年纪不同水质变化较大。目前,以MBR为中心的各类组合处理工艺首要分为以下几种:①生化处理+MBR+膜处理;②MBR+膜处理/物化处理;③高档
  氧化法+MBR+深度处理;④HMBR。它们对废物渗滤液的处理均具有较好的效果,但同时也存在膜易受到污染、运转本钱高的问题。选用以MBR为中心的各类组合工艺技能处理废物渗滤液,往后应要点处理和深化研讨开发低能耗、低本钱、高性能、抗污染的膜资料,下降投资和运转本钱;合理规划组合工艺,重视预处理;挑选适宜的膜清洗方法。