至无法运行,吹脱出的氨气如不吸收会造成二次污染,设吸收塔吸收后生成的硫酸铵由于浓度过低也没有很好的出路。
7.工艺列表比较
卷式RO工艺 传统活性MBR工艺 污泥及生物膜工艺 能 较好 高 ≈99% (计算排泥) 较强 能 较差 较高 ≈99% (计算排泥) 弱 能 差 不高 ≈100% (计算排泥) 弱 较强 ≈100% 能 差 低 厌氧工艺 吹脱工艺 能否直接处理渗滤液 产水水质 对污染物的去除率 回收率(产水率) 抗冲击能力 DTRO工艺 能 好 高 否 好 高 40%-75% 弱 由于进水60-85% 强 影响出水水质因素 条件差时少 不能运行,故不具可比性 由于不能多 多 多 多 对填埋场不同时期的适应性 启动时间 占地面积 可移动性 操作性 能耗 投资 很短 小 强 简单 较低 较高 强 直接处理渗滤液,故不具备可比性 很短 小 强 简单 低 低 较短 较小 弱 复杂 高 高 较长 大 弱 复杂 高 较高 长 大 弱 较简单 低 低 短 小 弱 复杂 高 较低 弱 弱 弱 强
7.3工艺选择
通过以上对各工艺的描述、对比及本项目的特点可以得知,DTRO工艺优势明显,主要表现在以下几个方面:
可以适应填埋场不同填埋阶段的渗滤液水质,不受可生化性影响,出水水质稳定;
出水水质好,不受C/N比影响,总氮和重金属可轻松达标,完全满足新标准要求;
系统运行灵活,启动快,冬季可停机,维护方便,尤其适合北方寒冷地区;
运行费用低,自动化程度高,操作简单,适于任何地区使用。 鉴于以上优点均适合本项目,故本方案选择两级DTRO作为处理工艺。
在进水浓度低的情况下,两级DTRO出水完全可以达到回用水标准,可以用来洗车和绿化,节约了水资源
7.4工艺设计
1.工艺流程
浓缩液回灌 原水罐 第一级反渗浓缩液储池 填埋场 提升 第二级反渗调节池 清水池 渗滤液处理系统整体工艺示意图 净水达标排放 2.工艺流程说明 1)预处理
渗滤液pH值随着厂龄的增加、环境等各种条件的变化而变化,其组成成份复杂,存在各种钙、镁、钡、硅等种难溶盐,这些难溶无机盐进入反渗透系统后被高倍浓缩,当其浓度超过该条件下的溶解度时将会在膜表面产生结垢现象。而调节原水pH值能有效防止碳酸盐类无机盐的结垢,故在进入反渗透前须对原水进行pH值调节。
调节池出水泵入反渗透系统的原水罐,在原水罐中通过加酸,调节pH,原水罐的出水经原水泵加压后再进入石英砂过滤器,砂滤器数量按具体处理规模确定,其过滤精度为50μm。砂滤器进、出水端都有压力表,当压差超过2.5bar的时候须执行反洗程序。砂滤器反冲洗的频率取决于进水的悬浮物含量,对一般的垃圾填埋场,砂滤器反冲洗周期约100小时左右,对于SS值比较低的原水,砂滤运行100小时后若压差未超过2.5bar也须进行反冲洗,以避免石英砂的过度压实及板结现象,两者以先到时间为自动激活砂滤反洗时间。砂滤水洗采用原水清洗;气洗使用旋片压缩机产生的压缩空气。 砂滤出水后进入芯式过滤器,对于渗滤液级系统,由于原水中钙、镁、钡等易结垢离子和硅酸盐含量高,经DT膜组件高倍浓缩后这些盐容易在浓缩液侧出现过饱和状态,所以根据实际水质情况在芯式过滤器前加入一定量的阻垢剂防止硅垢及硫酸盐结垢现象的发生,具体添加量由原水水质分析情况确定,阻垢剂应加20倍水进行稀释后使用。芯式过滤器为膜柱提供最后一道保护屏障,芯式过滤器的精度为10μm。同样,芯式过滤器的数量同砂滤一样按具体处理规模确定。
2)一级DTRO
经过芯式过滤器的渗滤液直接进入高压柱塞泵。
DT膜系统每台柱塞泵后边都有一个减震器,用于吸收高压泵产生的压力脉冲,给反渗透膜柱提供平稳的压力。经高压泵后的出水进入在线泵或膜柱。由于高压泵流量不足以向膜柱直接供水,所以通过在线泵将膜柱出口一部份浓缩液回流至在线泵入口以保证膜表面足够的流量和流速,避免膜污染。在线泵流出的高压力及高流量水直接进入膜柱。
膜柱组出水分为两部分-浓缩液和透过液,浓缩液端有一个压力调节阀,用于控制膜组内的压力,以产生必要的净水回收率。透过液进入二级膜柱进一步处理。浓缩液排入浓缩液储池,等待回灌或外运处置。
3)二级DTRO
第二级DT膜系统用于对一级DT膜系统透过液的进一步处理,因此又称为透过液级,经一级DT膜系统处理后的透过液无需添加任何药剂直接送入二级DT膜系统高压泵,一级与二级之间无须设置缓冲罐,系统运行时流量自动匹配。第二级高压泵设置了变频控制,二级高压泵运行频率和输出流量将根据一级透过液流量传感器反馈值自动匹配,同时二级高压泵入口管路设置了浓缩液自补偿,使得二级系统的运行不受一级系统产水量的影响。第二级反渗透不需要在线增压泵,由于其进水电导率比较低,回收率比较高,仅仅使用高压泵就可以满足要求。
二级浓缩液端也设有一个伺服电机控制阀,用于控制膜组内的压力和回收率。第二级膜柱浓缩液排向第一级系统的进水端,以提高系统的回收率,透过液排入脱气塔,经过吹脱除去水中二氧化碳等气体,使pH达到6-9,最后达标排放。
4)清水脱气及pH值调节
由于渗滤液中含有一定的溶解性气体,而反渗透膜可以脱除溶解性的离子而不能脱除溶解性的气体,就可能导致反渗透膜产水pH值会稍低于排放要求,经脱气塔脱除透过液中溶解的酸性气体后,pH值能显著上升,若经脱气塔后的清水pH值仍低于排放要求,此时系统将自动加少量碱回调pH值至排放要求。由于出水经脱气塔脱气处理,只需加微量的碱液即能达到排放要求。
出水pH回调在清水罐中进行,清水排放管中安装有pH值传感器,PLC判断出水pH值并自动调节计量泵的频率以调整加碱量,最终使排水pH值达到排放要求。
5)设备的冲洗和清洗:
膜组的清洗包括冲洗和化学清洗两种。
反渗透系统有清洗剂A、清洗剂C、阻垢剂和清洗缓冲罐。操作人员需要定期给储罐添加清洗剂和阻垢剂,设定清洗执行时间,需要清洗的时候系统自动执行。
系统冲洗:
膜组的冲洗在每次系统关闭时进行,在正常开机运行状态下需要停机时,一般都采取先冲洗后再停机模式。系统故障时自动停机,也执行冲洗程序。冲洗的主要目的是防止渗滤液中的污染物在膜片表面沉积。冲洗分为两种,一种是用渗滤液冲洗,一种是净水冲洗,两种冲洗的时间都可以在操作界面上设定,一般为2-5分钟。
化学清洗:
为保持膜片的性能,膜组应该定期进行化学清洗。清洗剂分酸性清洗剂和碱性清洗剂两种,碱性清洗剂的主要作用是清除有机物的污染,酸性清洗剂的主要作用是清除无机物污染。
在清洗时,清洗剂溶液在膜组系统内循环,以除去沉积在膜片上的污染物质,清洗时间一般为1-2个小时,但可以随时终止。清洗完毕后的液体排出系统到调节池。膜组的化学清洗由计算机系统自动控制,可在计算机界面上设定清洗参数。
清洗剂一般稀释到5-10%后使用。 清洗周期
清洗时间间隔的长短取决于进水中的污染物质浓度,当在相同进水条件下,膜系统透过液流量减少10%~15%或膜组件进出口压差超过允许的设定值(DT组件进出压差为12bar,卷式RO膜管进出压差2.5bar)时需进行清洗,经正常情况下清洗周期如下:
一级DT系统的化学清洗周期: 碱洗:5天 pH=10~11 酸洗:10天 pH=2.5~3.5 二级DTRO系统的化学清洗周期: 碱洗:14天 pH=10~11 酸洗:28天 pH=2.5~3.5 4.各工艺单元污染物去除率预测
CODcr (mg/L) ≤20000 800 >96% 800 40 >95% ≤100 BOD5 NH3-N (mg/L) ≤12000 480 >96% 480 24 >95% ≤30 (mg/L) ≤1500 105 >93% 105 10.5 >90% ≤25 TN (mg/L) ≤2000 140 >93% 140 14 >90% ≤40 SS (mg/L) ≤500 5 >99% 5 0 >99% ≤30 工艺段 项目 进水 pH值 6.0-8.0 6.0-8.0 - 6.0-8.0 6.0-8.0 - 6.0-9.0 一级DTRO 出水 去除率 进水 二级DTRO 出水 去除率 排放标准
各工艺段去除效果
以上基于进水温度25℃及设计回收率,如前所述分析,即使夏季温度升高也能保证去除率达到出水排放要求。
采用该工艺,也能使出水的其它水质指标如重金属、大肠菌群等达标。
从上表中可以看出,系统出水完全可以满足排放标准。
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