邢金梅 韓經(jīng)綽
(濮陽市生活垃圾無害化處理場 河南 濮陽 457000)
近年我國經(jīng)濟獲得了快速發(fā)展,隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加速發(fā)展,以及人口膨脹,垃圾產(chǎn)量也在不斷的增加,城市垃圾的處理越來越重要。而目前我國的垃圾主要處理方式依然以為生填埋為主。雖然生物填埋的投資小,費用低,需要的技術(shù)條件不高,但是垃圾滲液對于水的污染日益嚴重。所以研究垃圾滲瀝液的有效處理,已經(jīng)成為了目前垃圾填埋場建設(shè)的重點。
滲瀝液的成分復雜,一般含有高氨氮等物質(zhì),所以對于垃圾滲瀝液的處理需要達到水質(zhì)要求,對于未來的垃圾陳化滲瀝液也可以輕松處理的方法。目前國外的研究表明大多數(shù)的生物化學方法,或者單純的生物方法對于處理垃圾滲瀝液的效果并不是很理想,因為排放的尾水中依然含有大量的未降解和不可降解的產(chǎn)物。目前國外的普遍經(jīng)驗就是生物技術(shù)處理結(jié)合膜技術(shù)。膜技術(shù)也成為了垃圾滲瀝液可以達標排放的主要保證。
膜分離技術(shù)的核心在于選擇透過膜的介質(zhì)。滲瀝液在膜兩側(cè)壓力的作用下,原料可以選擇性的經(jīng)過透過膜,達到分離和提純的目的。在壓力梯度的控制下,主要有微濾,超濾,納濾和反滲透等。
微濾膜主要是篩網(wǎng)狀,其靜壓的作用下,可以讓小于膜空隙的粒子通過,但是大于孔隙的被有效截留,實現(xiàn)大小不同組分的分離。在膜表面還存在著吸附截留,架橋截留等情況存在。因為微孔膜的結(jié)構(gòu)整齊,所以孔徑的變化范圍是很小的。膜的質(zhì)地比較薄,平均厚度比較低,明顯薄于一般的介質(zhì),所以吸附濾液的情況比較少,另外壓力的變化,對于濾液的影響也比較小。還因為空隙好,流動性強,所以在比較低的壓力下,就可以輕松的實現(xiàn)流體的通過。
納濾膜的孔徑也比較小,一般介于反滲透膜和微濾膜之間,不同的是其帶有負的帶電基團。在靜電的作用下可以有效阻礙陰離子的滲透,因為在電荷的作用下納濾需要的壓力比較小,在同等的條件下納濾的通過率明顯高于反滲透,所以一般納濾也被稱為“低壓反滲透”,或者說“疏松反滲透”,不僅僅可以實現(xiàn)濃縮,還可以有效的實現(xiàn)脫鹽。所以說納濾在垃圾滲液的處理中作用效果好,速度快,濃縮倍數(shù)高。
反滲透膜的孔徑結(jié)構(gòu)大于納濾膜,但是其孔徑結(jié)構(gòu)一般屬于非對稱機構(gòu),主要的作用力在于壓差。反滲透膜的特點就是作用的比較廣泛,幾乎可以輕松去除水內(nèi)的一切物質(zhì),包括顆粒,無機鹽、無機物、有機物,以及細菌病毒等。所以對于水的凈化作用比較強大。
BMR就是膜生物反應器的簡稱,也就是通過分子生物膜技術(shù),快速的實現(xiàn)對于垃圾滲液的處理。BMR工藝是一種典型的膜反應器生物處理方式,采用納濾,以及反滲透,是一項綜合性的膜分離技術(shù)。首先,滲濾液需要在調(diào)節(jié)池中進行水質(zhì)和水量的調(diào)節(jié),升溫后進入?yún)捬醴磻鳎浜筮M入好氧反應器。其次,通過生物的降解作用,實現(xiàn)氨氮物質(zhì)的可控化。最后,不能有效分解的有機污染物進入中間水池,進行進一步的處理,達標的水排放。濃水和污泥進行回灌,進入垃圾填埋場。
2.2.1 預處理單元
預處理單元主要就是調(diào)節(jié)池和厭氧池。濾液在厭氧的作用下,可以實現(xiàn)有效的生物消化,成為最終的產(chǎn)物沼氣,二氧化碳等。沒有發(fā)生反應的物質(zhì),以及反應后的中間產(chǎn)物會一塊同水流流到缺氧反應器,在這里可以發(fā)生兼氧生物反應,此時可以發(fā)生硝酸鹽,以及亞硝酸鹽的降解,可以產(chǎn)生氮氣排出,不僅僅可以降低水中的總氮含量,還可以產(chǎn)生水的堿性,為下一步的反應做好準備。
2.2.2 膜生物反應
BMR技術(shù)其實質(zhì)就是一種生物的降解過程,以及高效膜分離技術(shù)的完美結(jié)合。其中包括生物反應膜,脫水分離組件,以及膜清洗裝置。一般采用一體化的裝置模式,因為其直接侵沒在生物反應器中,所以也被稱為侵沒式樣的生物反應器,可以有效的提高氮的清除,缺氧段的增加,可以有效的增加去除效果。
2.2.3 納濾和反滲透
一般來說納濾和反滲透的界限不明顯,具體的操作中使用哪一種方式,完全取決于具體的水質(zhì)和對于處理的要求。對于膜分離技術(shù)來說以濃水和淡水作為區(qū)別,濃水中含有大量的有機物質(zhì),淡水中含有的有機物質(zhì)和離子比較少。一般的納濾和反滲透主要由五部分組成,保安過濾、納濾、反滲透膜裝置,除垢劑投加裝置和殺菌投加裝置。
2.2.4 污泥處理
一般的處理中污泥的含量是比較高的,而且體積大,不便于輸送。剩余的污泥因為其中含有大量的細菌,微生物,以及重金屬離子,所以需要有效和快速的進行處理。有效的減少污泥中的有機物,降低污泥中的含水量,有效的降低污泥的后續(xù)處理費用。有效的對于蟲卵和微生物殺滅,實現(xiàn)污泥的合理化利用。膜反應器內(nèi)盡量的達到低污泥運行,定期對于生物反應器進行除污,以潛污泵的方式定期抽送污泥至垃圾場進行填埋。
首先,是分離率高。垃圾滲瀝液中含有大量的懸浮物和蛋白質(zhì)等,但系統(tǒng)微生物在負電荷的作用下可以實現(xiàn)較好的分離,并且可以在處理的過程中產(chǎn)生相當可觀的熱量。其次,污泥停留的時間長到15-45天,所以有利于硝化菌的生長,可以很好的實現(xiàn)硝化作用。微生物停留的時間比較長,所以可以在反應器內(nèi)形成一種豐富的生物相,污泥的產(chǎn)生量降低,減少了污泥的處理費用。出水的水質(zhì)比較好,因為膜的分離率比較高,所以有機物的去除率高,可以清除細菌和病毒。因為生物反應器中的微生物濃度比較高,所以盡管可能存在負荷的波動,但是對于整個系統(tǒng)的影響不明顯,處理水的變化不大,水質(zhì)比較穩(wěn)定。最后因為結(jié)構(gòu)比較簡單,并且運動靈活,不存在一般的污泥工藝中二沉池污泥膨脹的問題。
成本比較高,不僅僅膜的造價比較高,膜運動的能耗也比較高,一直以來系統(tǒng)成本和能耗沒有有效降低。即使對于比較合適的膜,并且是在較為適宜的條件下,膜的表面依然會產(chǎn)生沉積污染,造成脫鹽和產(chǎn)水的降低,影響到生產(chǎn),甚至于需要停產(chǎn)。雖然目前進行膜清洗的方式不少,但是低成本實現(xiàn)高效膜清洗的能力依然不足。
BMR技術(shù)作為近年發(fā)展起來的一種新型水處理工藝,其發(fā)展的前景廣闊。因為其自動化,集成化,一體化程度高,正逐步的成為垃圾滲瀝液的主流處理模式,必將在國內(nèi)外的垃圾填埋場的項目中得到廣泛的應用。
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