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科海思氨氮深度處理方案為什么可以很好地解決膜后出水水質穩定性差的問題?

2023-02-01147

垃圾滲濾液的來源及水質特點

垃圾滲濾液是垃圾在堆放和填埋過程中由于發酵和雨水的淋洗、沖刷以及地表地下水的浸泡出來的污水。


當垃圾堆體的濕度超過其持水能力后,垃圾堆體內懸浮的或溶解的有機污染物和重金屬等無機污染物將會隨之一塊溶出,便會產生滲濾液。


不同于一般城市污水,垃圾滲濾液具有污染物成分復雜、污染物含量高、氨氮含量高、金屬含量高、水質水量變化大、微生物營養元素比例失調等特點。



污染物成分復雜


因為垃圾滲濾液源自垃圾,除了受垃圾多樣性的影響,還會受垃填埋土質、水質、天氣等多因素影響,所以它的成分甚至比垃圾成分還要復雜。其污染成分包括有機物、無機離子和營養物質。其中主要是氨氮和各種溶解態的離子、重金屬、酚類、可溶性脂肪酸及其他有機污染物。


污染物含量高


垃圾滲濾液中的BOD5和COD濃度最高可達幾萬毫克每升,且含有大量的難降解有機物,如有機氯化物、芳香族化合物、腐植酸等,導致COD中將近有700mg/L~1500mg/L難以用生物處理的方式去除。對于填埋場滲濾液,BOD/COD隨著垃圾填埋年數的增加而降低,導致可生化性變差。


氨氮含量高


滲濾液中的氨氮主要來源于填埋垃圾中的蛋白質等含氮類化合物的生物降解,由于大多數填埋場為厭氧填埋場,堆體內的厭氧環境導致滲濾液中氨氮濃度非常高,隨填埋年限的增加而增加,有時可高達1000~3000mg/L。


金屬含量高、含鹽量高


滲濾液中通常含有多種金屬離子,其濃度與垃圾組分、生物降解等密切相關。另外垃圾滲濾液通常含鹽量較大,總含鹽量通常在10000mg/L以上。膜處理會因滲透壓過高導致產水率低,生化處理會因含鹽量高導致啟動困難、運行不穩定甚至不運行。

垃圾滲濾液的處理工藝及處理難點

垃圾滲濾液已成為世界公認的水處理難題,如果得不到妥善處理,會穿透地表土及地下土層,對地下水體造成嚴重污染,并散發出大量的臭氣,嚴重影響環境質量,還會通過食物鏈直接或間接地進入人體,危害人們的健康,所以垃圾滲濾液的無害化處理已是迫在眉睫。


由于垃圾滲濾液中含有各種難降解有機物、無機鹽和金屬離子(如鉻、鉛和銅等),且污染物含量高,大多含有生物毒性,所以單一的處理方法無法滿足排放標準。


當前垃圾滲濾液廢水處理一般采用“生化處理+膜深度處理”的組合工藝。滲濾液經調節槽流入中溫厭氧池,經高分子有機污染物降解后進入缺氧段MBR反映器,與回流水混合進入好氧段MBR曝氣,將滲濾液中的TN去除。好氧池出水進入MBR分離器,分離的污泥濃縮物返回MBR缺氧段,MBR出水進入反滲透系統,經反滲透處理后達標排放。


其工藝流程為:預處理—微生物處理—膜吸附過濾。


預處理一般采用中溫厭氧、氨吹脫、吸附過濾、混凝沉淀、水解酸化、土壤處理、光催化氧化及電化學技術等物理化學處理方法;


主處理采用生化處理好氧段、蒸發、MBR、超濾微濾膜處理等處理方法;


深度處理可采用反滲透膜處理、離子交換、吸附、電滲析和強氧化等物理化學方法。



處理難點


對于垃圾填埋場中的滲濾液,因為具有明顯的可生化性差、鹽分高等特點,如果采用傳統的生化工藝,需要投加大量的碳源、控制溫度等條件來維持運行且建設生化系統時間較長。


兩級DTRO設備集成度高、安裝便捷、投入使用快,所以常被作為應急設備來使用。但如果只處理滲濾液,不解決濃縮液問題,鹽分的循環與積累必將會導致設備產水率迅速下降、運行成本迅速上升,直至系統無法運行。


膜濃縮液組成復雜、污染物濃度極高,處理難度較大,只能靠物理或化學方法來處理。膜濃縮液回灌可能導致滲濾液出水含鹽量升高,影響系統穩定性,還可能會影響垃圾堆體的穩定性。

科海思膜后出水氨氮深度處理解決方案

“生化+雙級DTRO”和“生化+MBR+納濾(NF)+反滲透(RO)”膜處理工藝,是目前國內垃圾滲濾液行業除氨氮采用的主流技術。垃圾滲濾液經過前端生化以及混凝沉淀,后經兩級DTRO膜或納濾+反滲透等膜工藝進行濃縮分離。



但由于前端生化的不穩定性以及滲濾液的復雜性,膜進水含量易變,因此出水水質穩定性差,出水最低可將氨氮降到25--30ppm左右(DTRO)或10ppm左右(NF+RO),不能達到排放標準5(8)ppm。


科海思深耕垃圾滲濾液行業難點、痛點,基于Tulsimer ?T-42H特種除氨氮樹脂的特性,與現有膜處理工藝完美結合,提出了膜后出水氨氮深度處理解決方案。


在雙級DTRO或RO膜后采用T-42H特種除氨氮樹脂,在保證出水效果穩定性的前提下,可將氨氮含量降低到1ppm以下,遠低于國家出水指標要求。同時由于樹脂的濃縮倍數大,因此樹脂濃水產量少,在一定程度上實現了濃水減量化,彌補了垃圾滲濾液深度處理的工藝缺陷。


Tulsimer? T-42H樹脂 


Tulsimer? T-42H 是均粒強酸型陽離子交換樹脂,氫 H+/鈉 Na+均粒陽離子交換樹脂,適用于氨氮的深度去除,出水氨氮可達到 1ppm 以下。


其均勻的顆粒直徑,具有傳統的離子交換樹脂無法取代的優勢,可以減少壓力損,延長樹脂壽命,保證出水品質。同時具有較高的交換容量,和較佳的物理及化學穩定品質。






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科海思(北京)科技有限公司成立于2010年,致力于環保技術革新,圍繞企業在廢水處理、資源回收、凈水處理、危廢處理、工藝缺陷等環境治理過程中成本高、難度大、穩定性差的現狀,為企業提供更高效、可持續、高回報的解決方案。


2011年科海思與美國Thermax集團、德國WATCH集團合作成為其中國區總代理,將“特種離子交換樹脂”引進國內,基于國情進行工藝創新,不斷進行科技創新和技術升級。在推廣實踐中,倡導 “環保治理價值化”新理念,在治理的同時進行廢物資源再生,將企業環保建設從單純投入轉為開源投資。


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