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1、端面自锁连接卷式反渗透膜元件用于垃圾渗滤液深度处理回用童晓岚1，王瑾2，杨光兴2，阳华衡1（1陶氏化学水处理产品事业部，上海 200120；2惠民环境技术有限公司渗滤液处理厂，广州 510540）摘 要：生化、物化和膜技术组合工艺是垃圾渗滤液深度处理回用的有效方法。广州市兴丰生活垃圾填埋场结合自身水质特点，采用先进的UASB、SBR、CMF和RO组合工艺处理渗滤液进行废水回用。采用的卷式反渗透膜元件能有效去除有机和无机污染物，出水水质符合国家回用水标准。该类端面自锁连接卷式反渗透膜元件在严重污染的进水水质条件下性能稳定，具有很好的清洗恢复性能。关键词：垃圾渗滤液；卷式反渗透膜；废水回用Appl
2、ication of iLEC Spiral Wound Reverse Osmosis Membrane elements in Landfill Leachate Treatment & ReuseTONG Xiao-lan, WANG Jin, YANG Guangxing, YANG Hua-hengAbstract: A treatment process of UASB, SBR, CMR and RO is applied in Guangzhou Xingfeng Municipal Solid Waste Sanitary Landfill. The combination
3、of biological treatment process and membrane process has been proved to be an effective approach for leachate treatment. It has been shown that both organic and inorganic contaminants can be effectively removed by spiral wound reverse osmosis elements and the effluent meets the Reuse Water Standard
4、(CJ/T48-1999). The RO elements with special iLEC design showed stable performance and very good cleaning recovery characteristic under severe feed conditions (high TDS, high COD). Key words: landfill leachate; spiral wound reverse osmosis; wastewater reuse渗滤液水质特点及主要处理工艺填理场渗滤液是一种污染威胁大、性质复杂、难于处理的高浓度有机
5、废水。从填埋场的运行到封场后管理，都需要对渗滤液的产生进行有效控制，对排出的渗滤液进行妥善处理。渗滤液不仅有机物浓度高，而且NH3-N 浓度也很高，其中的重金属离子和有毒有机物还可能对微生物产生毒性抑制作用，同时，其水质随填埋场的填埋时间和稳定程度而不断变化，从而给渗滤液的处理带来额外的困难1。渗滤液的主要水质特点如下: 水质复杂，而且变化大。CODcr和BOD5 浓度高。金属含量高。氨氮含量高。色度大且有恶臭。微生物营养元素比例失调2。国内外的垃圾渗滤液处理技术主要包括综合处理法和单独处理法。综合处理法是将渗滤液直接排入城市污水厂与城市污水合并处理的方法，是最为简单、经济的方法。但它容易给污
6、水厂造成冲击负荷，影响污水厂的运行，使用时应加以控制。单独处理法主要有物化处理、生化处理、土地处理和回灌法等。生化法包括厌氧处理、好氧处理和两者结合的方法,它具有处理效果好、运行成本低等优点，适于处理生化性较好的渗滤液。物化法具有水质水量影响小、处理效果稳定的特点，尤其适于处理“老化”垃圾渗滤液。以物化为主的渗滤液深度处理技术，如人工湿地法、深度氧化法、膜处理技术等亦日益受到关注。尤其是膜分离技术在国外垃圾填埋场渗滤液处理中已经相当成熟，主要包括超滤、纳滤、反渗透（卷式或碟管式）以及组合膜工艺3-8。但在国内这一技术尚未得到充分的推广和应用。卷式反渗透膜元件应用于垃圾渗滤液处理的历史回顾早在1
7、976 年Chian9就提出，反渗透是降低渗滤液COD的最有效的方法。此后，Krug，Kinman，Bilstad等人10-12的工作分别证实了反渗透技术处理垃圾渗滤液的可行性。Chianese等人对卷式反渗透在各种压力下去除渗滤液COD的效率进行了中试。实验表明，Filmtec SW30-2521对COD的去除率能达到98%，同时COD的增加会使渗透压大大增加12。Piatkiewicz13研究了“预处理MF(微滤) UF(超滤) RO”的膜组合处理工艺处理垃圾渗滤液。Ahn等14报导了韩国Chung-Nam省垃圾渗滤液处理场将原来的物理化学处理工艺改进为膜生物反应器和反渗透（MBR+RO）
8、组合膜工艺，以利用卷式反渗透(Filmtec)改进系统对于难生物降解物质和无机氮的脱除率。MBR+RO工艺对于COD和BOD5的脱除率高达97%，分别达到672 mg/l和17 mg/l，NH3-N和硝基分别达到1047 mg/l和723 mg/l，出水达到排放标准。法国北部的Hersin-Coupigny渗滤液处理场也采用了类似的MBR+RO工艺15。反渗透的优势在于工艺简单、占地面积小和处理效果好。渗滤液经反渗透膜处理后可同时高效地去除有机和无机污染物从而使渗滤液得到净化，达到国家相应的排放标准，可直接排放。出水的回收率能到达80%，而浓缩液则可通过蒸发、固化或回灌工艺处理。该法能连续操作
9、，机械化程度高，对水质和水量负荷的变化有较强的适应性。但膜材料成本高，且在处理这种受污染较严重的水体时易被污染。为了防止膜表面污染、结垢及受机械化学损伤，必须对渗滤液进行一定的预处理，同时进行及时的清洗和维护，以使膜有良好的性能和足够长的使用寿命。端面自锁连接卷式反渗透膜元件在垃圾渗滤液深度处理中的应用案例1单元流程和进出水指标广州市兴丰生活垃圾填埋场是目前国内仅有的几家采用膜法深度处理工艺处理垃圾渗滤液用于回用的填埋场之一，运营单位为惠民（广州）环境技术有限公司（Onxy）。该渗滤液处理系统采用了目前国内最为先进的厌氧、好氧和膜技术组合工艺，其单元流程如图1：浓缩液填埋场渗滤液均 衡 池EQ
10、UALIZATIONTANK上流式厌氧污泥床UASBLEACHATE沼 气METHANE燃 烧 器TORCH序批式生物反应器SBRLEACHATE污泥脱水SLUDGE DEHYDRATION填 埋 区LANDFILL SITE 连续微滤CMF 反 渗 透REVERSE OSMOSIS 回用水池REUSE WATER ERVOIR 图1 渗滤液处理流程工艺Fig. 1 Flow chart of leachate treatment plant渗滤液处理厂设计进水水质采用的参数如下：pH: 6.5-9.0温度 40BOD5 =12000mg/lCOD = 20000mg/lSS = 2000 m
11、g/l凯氏氮 = 2100mg/l TP = 60mg/l渗滤液经处理后，其出水水质符合国家回用水标准生活杂用水水质标准中规定的洗车用水标准，如表1所示。表1 污水厂出水水质与国家标准的比较Tab. 1 Comparison between LTP effluent and different Standards至2007年2月生活饮用水生活标准GB5749-2005(Tap water standard)饮用净水水质指标CJ94-1999(Purified drinking water standard)生活杂用水水质标准CJ/T48-1999 (Reuse water standard)污
12、水厂反渗透出水水质（平均值）LTP RO effluent quality (average)TDS (mg/L)10005001000/1200655总硬度(以CaCO3计)(mg/L)4503004505硫酸盐SO42-(mg/L)250100无要求14氯化物Cl-(mg/L)250250300/350247总大肠菌群Coliform(个/L)0033耗氧量COD(mg/L)CODMn3CODMn2CODCr50CODCr18注：RO出水中含有COD并残留1mg/L以下的氨氮，因此不适于饮用。2. 厌氧、好氧、膜法组合工艺及其特点渗滤液由调节池泵入均衡池，进行水质水量的均衡和pH调节，均衡
13、池出水进入UASB反应池中，在反应池中COD负荷为1015 kgCOD/(m3d) ，BOD降解可达75%，COD降解可达70%。经厌氧后渗滤液进入SBR池，在此利用生物反应进行BOD、COD以及NH3-N的去除。SBR 反应器的操作以好氧，缺氧交替运作，在好氧情况下，微生物会产生硝化作用；在缺氧情况下，微生物会进行反硝化作用以去除氨氮。 经生化处理后的渗滤液进入连续微滤（CMF）系统，此系统作为反渗透系统的前处理，采用0.2m中空纤维膜，隔除渗滤液中大于0.2m的悬浮物、细菌和不溶性的有机物。经生化和微滤处理的渗滤液进入RO反渗透系统，RO系统采用宽幅螺旋卷式复合膜，设计最大工作压力：35
14、Bar，最大回收率为80%，清洗周期为23星期，预期膜的工作寿命为2年。RO出水可直接进行回用，浓缩液直接回灌到填埋场。该工艺的技术特点是：（1）对于垃圾填埋场前期较为新鲜的渗沥液污水，可生化性高，COD 浓度大，采用厌氧技术处理，能够节约能耗，减少土建占地与投资，厌氧酸化还能改善污水可生化性，既为好氧处理减轻负荷，又有利于后续好氧生化降解。兴丰填埋场采用能耗低效率高的UASB厌氧单元配合处理可减少SBR好氧单元的负荷，减少好氧单元的池容，降低运行费用。 （2）好氧处理工艺是降解有机污染物最彻底、最经济的处理方式，可以通过流程的安排进行硝化和反硝化来达到降解氨氮的目的。高效的SBR处理体系通过
15、灵活地控制厌氧-好氧交替操作，可在不投加化学药剂的情况下实现除磷脱氮，十分简便，从而可在较长时间内节省氨吹脱设施的投资费用。对于兴丰填埋场渗滤液，目前乃至今后多年内，有机污染物浓度将会很高，并且可生化性较好，因此，选用低能耗高负荷的UASB与SBR相结合的处理工艺是既经济又灵活地去除有机物及氨氮的有效方式，且能节约成本，节省占地。（3）经过生化处理后渗沥液剩余的COD 基本都是难降解的溶解性物质，而一般混凝处理对于该类废水的去除率只有20左右，并且污泥量较大，处理麻烦。而反渗透是可靠地去除COD的技术选择。兴丰采用的CMFRO深度处理系统可确保出水水质稳定达标。该系统实际运行处理效果大致如下表2所示。表2 各阶段出水水质平均值Tab. 2 Average water quality of different effluentsCOD (mg/L)脱除率BOD5 (mg/L)脱除率NH3-N (mg/L)脱除率TSS(mg/L)脱除率TDS(mg/L)脱除率原水
