管式膜TMBR技術(shù)在垃圾滲濾液廢水處理中的應(yīng)用
來源：北京特里高膜技術(shù)有限公司 閱讀：4484 更新時間：2009-08-03 17:25前言
垃圾滲濾液，又稱滲瀝水或浸出液，是垃圾在堆放或者填埋過程中由于發(fā)酵、降雨及徑流的影響以及地表水的浸泡而濾出的污水[1]。垃圾滲濾液是一種有機污染負荷較高、水質(zhì)極為復(fù)雜的廢水，受垃圾組成、垃圾含水率、填埋規(guī)律、填埋時間、填埋工藝、降雨滲透量等多因素的影響。垃圾滲濾液水質(zhì)成分復(fù)雜，各類有機物成分多達100種以上；氨氮、CODCr濃度濃度高，變化范圍大；并且隨著垃圾填埋場使用年限的增加，滲濾液的可生化性逐漸降低，氨氮和CODCr的比例以及營養(yǎng)元素比例均會嚴重失調(diào)，這均給垃圾滲濾液的處理造成一定難度[2]。
目前，國內(nèi)外垃圾滲濾液處理技術(shù)主要有：生物處理技術(shù)、物化處理技術(shù)、膜分離技術(shù)及各種組合形式等[3]。我國垃圾滲濾液的處理方法主要為厭氧好氧等生物處理法，但生化法存在一個普遍的問題，就是垃圾場運行中后期滲濾液可生化性差，導(dǎo)致生化法出水難以達標。
與生化法相比，膜分離技術(shù)受原水水質(zhì)的變化影響小，能夠保持出水水質(zhì)穩(wěn)定，在垃圾滲濾液等高濃度、難降解廢水的處理中具有明顯的優(yōu)勢。國外垃圾滲濾液膜處理工藝已經(jīng)相當成熟，并得到廣泛的應(yīng)用[4-5]。國內(nèi)近年來也陸續(xù)開展了膜處理垃圾滲濾液的相關(guān)研究， 并取得了較好的處理效果。本文重點介紹了管式膜生物反應(yīng)器（TMBR）工藝在垃圾滲濾液中的應(yīng)用及典型工程實例介紹，以期對實現(xiàn)垃圾滲濾液的有效處理作指導(dǎo)。
1、TMBR工藝簡介
TMBR是外置式膜生物反應(yīng)器，通過水泵將污泥-廢水混合液打入膜管內(nèi)，在壓力的驅(qū)動下進行膜分離，出水透過膜進入產(chǎn)水箱，而污泥回到生化池繼續(xù)參與生化，沒有濃縮液排出。典型外置式TMBR工藝流程為：廢液→預(yù)處理→調(diào)節(jié)池→TMBR池（管式超濾膜）→RO→出水，如圖1。
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TMBR技術(shù)是用膜過濾替代傳統(tǒng)活性污泥法的二沉池，通過超濾(UF)進行固液分離，將粒徑大于0．02 m的顆粒、懸浮物等截留在系統(tǒng)內(nèi)，可使生化池內(nèi)的污泥濃度從3～5 g/L提高到20～30g/L，甚至可達到40g/L或更高，并且無須太多考慮污泥沉降和膨化的問題。出水無菌體及懸浮物。由于反應(yīng)器內(nèi)保持較高的活性污泥濃度，難降解的物質(zhì)在反應(yīng)器中也不斷反應(yīng)、降解，而水力停留時間（HRT）卻能大大縮短。工程占地面積；剩余污泥量小；運行費用較低。根據(jù)不同情況，TMBR出水后續(xù)可用NF或RO作深度處理。TMBR工藝通過膜分離技術(shù)大大強化了生物反應(yīng)器的功能。垃圾滲濾液經(jīng)TMBR處理后，一般能滿足間接排放要求。
2、工程實例及技術(shù)方案
2.1工程描述
該工程將BERGHOF管式膜應(yīng)用于上海江橋生活垃圾焚燒廠垃圾滲濾液處理系統(tǒng)，是BERGHOF管式膜處理垃圾滲濾液的眾多應(yīng)用工程中的個例。
上海江橋生活垃圾焚燒廠工程是目前中國建成的最大的現(xiàn)代化千噸級生活垃圾焚燒廠，主要處理上海各地區(qū)的生活垃圾，日處理垃圾能力達1500t，是上海市重大工程之一。配套建設(shè)的污水處理設(shè)施主要處理該廠垃圾滲濾液、生產(chǎn)廢水/生活污水等污水。該廠垃圾滲濾液收集后，垃圾熱值達到設(shè)計值時，滲瀝水回噴爐內(nèi)焚燒處理，在試運行或垃圾熱值偏低時，滲瀝水由專用槽車運到污水廠處理，處理后達標排放。
滲濾液經(jīng)過預(yù)處理后，用污水泵將污水送入生化脫氮池，在生化脫氮池中COD、氨氮、TN得到大部分去除；之后出水進入BERGHOF管式膜TMBR處理系統(tǒng)，將粒徑大于30nm的顆粒、懸浮物、細菌等截留在系統(tǒng)內(nèi)。TMBR處理段有單獨的循環(huán)泵以產(chǎn)生較大的表面流速，可達1~3m/s，可有效避免膜管堵塞。膜管由清洗泵沖洗，清洗后的清洗水循環(huán)回到清洗槽。每1個月加化學(xué)藥劑清洗一次。
出水排放執(zhí)行生活垃圾填埋污染控制二級標準（GB16889—1997），處理后排入市政管網(wǎng)。處理工藝簡圖如圖2：
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圖2 工藝流程
2.2主要工藝設(shè)計參數(shù)
垃圾焚燒廠滲濾液出水比一般的垃圾填埋廠滲濾液出水要高，本項目設(shè)計原水水質(zhì)及設(shè)計產(chǎn)水水質(zhì)要求見表2：
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表2 設(shè)計原水水質(zhì)及設(shè)計產(chǎn)水水質(zhì)要求
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TMBR段采用特里高-德國BERGHOF管式膜，選膜型號為：83G 66.03 I8。該管式膜性能及膜組件參數(shù)見下表3。
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表3
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該工程TMBR段用膜數(shù)量為10支，分為兩個膜組，每組5支膜，每個膜組設(shè)計通量為200~220m3/d，設(shè)計表面流速3.3m/s，能耗僅為3~6kwh/m3，低能耗TMBR管式超濾基本運行參數(shù)見表4。
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2.3工程運行效果
垃圾滲濾液處理設(shè)施于2006年7月正式投入運行，垃圾滲濾液用TMBR工藝處理后，BOD、SS和濁度的去除率都大于98%，COD的去除率在78%-98%。整個處理系統(tǒng)一直運行穩(wěn)定，出水水質(zhì)遠遠超出要求。該工藝技術(shù)流程短、占地面積小，運行費用低，有非常好的應(yīng)用前景。
2.4膜污染及膜堵塞問題
目前制約膜技術(shù)發(fā)展的一個重要問題是膜污染及膜堵塞，污水中纖維太多、流速太慢或部分膜管流速太慢、非正常停機等均會容易造成膜管堵塞，主要表現(xiàn)為膜通量降低、清洗后通量恢復(fù)效果差、膜進口處壓力異常升高、膜出口處壓力異常降低、泵流量下降等現(xiàn)象。
BERGHOF管式超濾膜在世界各地的應(yīng)用案例已有一千余項，無需反沖，定期化學(xué)清洗就可以恢復(fù)通量，使用壽命可達7年以上；瘜W(xué)清洗時建議在 pH值范圍1-11、溫度低于40℃的條件下進行膜清洗。使用的化學(xué)清洗試劑有：雙氧水（最大濃度：1000ppm）；氫氧化鈉溶液（pH最大11）；硝酸（pH最小1）；磷酸（pH最小1）；磷酸納；檸檬酸；草酸及EDTA溶液。
上海江橋垃圾滲濾液廢水處理工程于2006年7月開始運行后，每1個月進行一次常規(guī)化學(xué)清洗，至2007年8月23日出現(xiàn)膜堵塞問題，主要表現(xiàn)為：膜通量下降，第一組通量下降到6m3/h，第二組通量下降到5m3/h，采用常規(guī)方法對該膜系統(tǒng)進行化學(xué)清洗，清洗水呈濃黑膠狀，通量恢復(fù)效果不明顯。
后采取下述方法對該膜組件除堵：首先用清水沖洗，然后用硅橡膠軟管輕輕的、緩慢的通入堵塞的膜管內(nèi)，然后通水（可使用揚程5-10m的泵）慢慢清開堵塞；之后用次氯酸鈉溶液（200~500ppm，濃度根據(jù)清洗效果逐步提高）進行浸泡24h或以上，最后用清水沖洗，保證單支膜清洗水通量達到5~6m3/h。
通過以上方法后，單組膜通量由5m3/h提高到10m3/h，效果明顯。膜通后運行至今已半年時間，運行效果穩(wěn)定，未再次出現(xiàn)膜堵塞問題。
造成膜堵塞的可能原因很多：系統(tǒng)停機后沒有及時沖洗，或者沖洗不干凈，特別是突然停機的時候；泵壓小，膜表面流速太低（原則上表面流速不要低于2.5m/s，對于8寸膜循環(huán)泵的流量不要低于165m3/h）；污泥濃度過高（大于40g/L或更高）、污泥性狀不好（含有較多粘性物質(zhì)，如原油，焦油，PAM等）；調(diào)試階段，污泥未經(jīng)有效預(yù)處理便應(yīng)用，前處理系統(tǒng)缺少過濾裝置污泥中含有較多的纖維，特別是長于5mm的纖維，等，均可能造成膜管堵塞。日常規(guī)范運行可有效降低膜堵塞的發(fā)生，膜管堵塞一般可以從膜組件的進水端很容易觀察到，建議每兩周卸下彎頭觀察膜管是否堵塞。
三、前景與展望
目前膜分離技術(shù)處理垃圾滲濾液在國外已經(jīng)成熟，該技術(shù)具有受原水水質(zhì)影響小、出水水質(zhì)好、運行穩(wěn)定和占地面積小等明顯優(yōu)勢。我國膜分離技術(shù)發(fā)展至今已有40多年歷史，但與世界發(fā)達國家相比還有較大差距。國內(nèi)近年來開始將MBR用于垃圾滲濾液的處理。浸沒式MBR處理工藝容易造成膜斷絲，且運行維護費用高，清洗不方便，管式膜TMBR技術(shù)逐漸在國內(nèi)應(yīng)用并得到推廣。
德國BERGHOF管式膜膜管直徑從5mm到12.5mm，具有優(yōu)異的強度，工作壓力可達10bar；抗污染、抗氧化、耐酸堿性（pH1-13），工作溫度可高達80oC；純水通量高達750L/ m2•h，即使直接過濾活性污泥濃度高達40g/L的生化污水，膜通量仍然高達80-140L/m2•h，是浸沒式超濾膜的5-10倍；無須反沖，2~8周化學(xué)清洗一次，易于清洗和更換；使用壽命長達7年以上。BERGHOF管式膜在垃圾滲濾液處理方面具有優(yōu)越的抗污染性能和針對性。隨著垃圾滲濾液處理要求的日益提高以及TMBR膜處理技術(shù)的日益成熟，相信TMBR管式膜技術(shù)在垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用具有廣闊的前景。
參考文獻：
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