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1、以陶瓷膜为核心的以陶瓷膜为核心的 MBR 工艺用于垃圾渗滤工艺用于垃圾渗滤 液处理液处理一、 我国垃圾渗滤液处理技术介绍近 10 年来，我国工业化和城市化进程加快。城市垃圾总量以每年 10%以 上的速度增长，有一些城市增长率更是高达 15%一 20%。按这样的增长速度测 算，到 2010 年底我国城市生活垃圾将达到 2.6 亿吨，2030 年将超过 4 亿吨。 目前我国城市生活垃圾的新鲜渗滤液年产量约 2900 万吨，可控点源排放的渗 滤液约 1515 万吨，再加上填埋场、堆场历年垃圾产生的渗滤液，年产量估计 为新鲜渗滤液的数倍，而 1 吨渗滤液约相当于 100 吨城市污水所含污染物的浓 度。
2、但目前为止，适合我国国情、符合“高效、低耗”处理标准的渗滤液处理工 艺仍处于研发阶段。国家又制定了垃圾渗滤液新标准 GB16889-2008，垃圾渗 滤液现场处理并达标排放，则要求较复杂的处理工艺、较高的管理水平和较高 成本。表 1 1997 标准与 2008 标准的对比1997 年标准2008 年标准污染物（一级）（二级）（三级）排放限值特别限值SS（mg/L）702004003030BOD5 （mg/L）301506003020CODcr（mg/L ）100300100010060氨氮（mg/L）1525258色度（倍）-4030总氮（mg/L）-4020总磷（mg/L）-31.5我国卫生
3、填埋起步较晚，真正意义上的卫生填埋场从 20 世纪 80 年代末才 开始建设。渗滤液处理厂的建设就更晚，从时间上看，渗滤液的处理经历了三 个阶段，如图 1 所示。第一阶段： 好氧处理工艺(接触氧化、SBR、氧化沟等)(处理出水达甚至达不到 97 年老的排放标准)第二阶段： 厌氧(UASB 等)+好氧处理工艺(对氨氮处理效果不好,只能达到老标准中二、三级排放要求)第三阶段： MBR+深度处理工艺&两级 DTRO 反渗透(可以稳定达到新标准排放的要求)图 1 我国垃圾渗滤液处理工艺的发展目前，深度处理分为两类，膜法深度处理和高级氧化深度处理。从运行费 用上看，目前主要采用膜法深度处理，其中应用到管
4、式超滤膜，浸没式平板膜， 纳滤膜，反渗透膜等。其中各种工艺的比较如表 2 所示。表 2 垃圾渗滤液处理工艺的比较典型工艺优势劣势回灌处理1、工艺简单 2、投资 小1、非彻底去除，已经基本不再采用物化+生化1、设计成熟 2、投资 适中 3、大部分填埋 场采取的工艺1、出水难以保障，无法达到 2008 新 标准2、构筑物多，占地大两级反渗透 RO1、出水效果好 2、占 地小1、初投资和运行费用大2、COD，盐分不断累积，无法彻底根 除3、需要 30%浓缩液回灌处理生化MBR+NF&RO1、工艺成熟 2、出水 效果好 3、彻底去除 COD，氨氮1. 对膜材料的选择及其维护上 要求高较之其他所列工艺，
5、目前，以生化 MBR+NF&RO 工艺最为成熟，在老填 埋场的污水处理改造和新填埋场建设中使用范围更广。但选择 MBR 工艺时需 要考虑选择能够耐高污泥浓度，抗膜污染，耐化学清洗的超滤膜膜产品。这不 但可以保证 MBR 运行的稳定性，还可以给后序纳滤或者反渗透提供可靠稳定 的出水水质。对保护纳滤膜或者反渗透膜的运行起到关键作用。二、陶瓷膜简介陶瓷膜以金属氧化物为支撑，起分离功能得是金属氧化物涂层、 烧结而成的活性层，在支撑体和分离活性层之间可内插不同粒径的粒子作为中 间过渡层。这种多种结构的陶瓷超滤膜孔径分布窄、空隙率高、分离层薄、过 滤阻力小、单位膜表面积处理量高。与一般有机管式膜和中空纤维
6、膜相比，陶 瓷膜具有明显的优越性：使用寿命长、可以克服中空纤维膜膜孔严重堵塞、渗 透通量底和有机管式膜清洗难等问题。陶瓷膜是以陶瓷材料如氧化铝、氧化锆、氧化钛等制成的不对称分离膜， 呈单管状和多通道状，管壁密布微孔，在操作压差的作用下，料液在膜管内错 流流动，小于膜孔径的部分通过膜孔进入渗透侧成为滤液，而大于孔径的物质 被膜截留而成为浓缩液，从而达到物质的分离、浓缩和提纯的目的。无机陶瓷膜的性能特点 化学稳定性好、耐酸、耐碱、耐有机溶剂； 错流过滤，不会形成滤饼，持续操作时间长； 机械强度大, 可承受几十个大气压的外压； 不对称膜孔径分布，可反向冲洗, 再生能力强； 抗微生物能力强,不与微生物
7、发生作用； 耐高温，一般可以在 400以下操作，最高可以达 800； 孔径分布窄，分离效率高； 分离过程简单，配套装置少，能耗低，操作运转简便； 使用寿命长，垃圾渗滤液中应用超过 3 年。以陶瓷膜为核心的 MBR 工艺流程如下所示：原液生化处理陶瓷膜超滤（纳滤或反渗透处理）出水出水可达 GB168892008 排放限值标准，可作为回用水，以陶瓷膜为核 心的 MBR 工艺流程具有以下优点。? 膜过滤系统抗有机污染及再生能力强，清洗周期长，使用寿命久；? 膜过滤系统对进液要求低，进液无需特别预处理，工艺及操作简单；? 出水质量好、水质稳定，膜过滤系统整体维护成本低、使用寿命高；? 浓缩效率高，极大
8、降低浓缩液的后续处理成本；? 超滤系统机械强度高、化学稳定性好，可用强酸、强碱、强氧化剂等清 洗剂来清洗再生，或在高温高压下使用和清洗。表 3 比较了各种不同 MBR 工艺，目前市场上应用比较多的是有机膜管式 膜的 MBR 工艺（使用特里高的有机管式膜），其运行稳定，可靠。但其关键 产品是有机材料（PES、PVDF 材质），不耐化学清洗，当膜污染严重时，无 法通过化学清洗恢复，使用寿命只有 1 年。中空纤维帘式膜和柱式膜由于容易 发生污堵，断丝，清洗难等缺点已经很少再应用该项技术，其应用领域适合自 来水生产，生活污水处理，而不适合高 COD，高氨氮，高盐份的垃圾渗滤液处 理。已有的该 MBR 工艺的工程在运行半年以后，频繁出现换膜等系列问题。表 3 MBR 工艺的比较MBR 工艺优点缺点有机管式膜运行稳定，可靠，目前 使用最为广泛膜不可以反冲洗，膜使用寿命 1 年， 化学恢复清洗差陶瓷膜皮实，耐酸、耐碱、可 反冲洗，可化学恢复清洗，使用寿命长， 3 年 以上初投资成本较高中空纤维帘式膜 初投资低、运行能耗低易断，易堵，寿命短（3-6 个月）， 膜不耐酸碱清洗中空纤维柱式膜便宜，能耗低，便于操 作易堵，难清洗，寿命短，有机平板膜便宜、能耗低易裂，运行麻烦，投资受限，不需要长期运行（6 个月） ，
