GE纳滤和反渗透在垃圾渗液的处理

纳滤/反渗透膜在垃圾渗滤液的处理吴祖志GE水处理及工艺过程处理集团2010/3工艺分离膜微滤0.1到10微米細菌和微細的悬浮固体超滤膜0.005到0.05微米,乳化油,色素,胶体纳滤膜0.0005到0.005微米糖,染料,表面活性剂,矿物质反滲透0.0001到0.001微米,盐,金属离子,矿物质純水纳滤NF-对小分子溶质的选择透过性；-溶质分子（离子）的电性对NF膜的选择性影响明显；-膜品种多，分离性能有差别；-压力、温度、浓度、pH以及离子强度各种操作条件对于NF系统的分离性能影响大；-应用范围广，技术条件变化多；203040506070809010011010100100010000100000盐类浓度ppm截留率%NaClMgSO4MgCl2LooseROGE纳滤膜的截留率特性膜类型的截留率比较物质种类反渗透膜宽松反渗透膜纳滤膜超滤膜氯化钠,NaCl99%70-95%0-50%*0%硫酸钠,Na2SO499%80-95%99%0%氯化钙,CaCl299%80-95%0-60%0%硫酸镁,MgSO499%95-98%99%0%硫酸,H2SO498%80-90%0%0%盐酸,HCl90%70-85%0%0%果糖,MWCO18099%99%99%0%蔗糖,MWCO36099%99%99%0%腐殖酸99%99%99%0%病毒99%99%99%99%蛋白质99%99%99%99%细菌99%99%99%99%备注:1.0%NaCl截留率是在30,000ppm浓度的NaCl和其他种类的离子相混合条件下，纳滤膜测试得到的.在纯30,000ppm浓度的NaCl溶液条件下,纳滤膜对NaCl的截留率为5%-15%.当NaCl的浓度低于30,000ppm甚至更低时，纳滤膜对NaCl的截留率在１５％以上．纳滤膜对NaCl实际截留率主要取决于进水的组成成份和膜属性．2.宽松反渗透膜对盐类的截留率通常在70%－98％之间.3.标准反渗透膜对盐类的截留率通常在９９％以上．GE纳滤膜元件系列D系列：DKDL分离膜Durasan：3A标准卫生级Duratherm：高温膜，最好进料温度80℃Doracid：耐酸膜，20%硫酸，70℃Seasoft：海水预脱盐HL：饮用水DuraslickNF：污水处理（回用）抗污染膜纳滤膜特性：ζ电位J.Tanninenetal./JournalofMembraneScience283(2006)57–64道南效应工艺分离膜的核心技术：专利插层---光滑、耐清洗、耐高温浓缩分离膜纯水膜分离层专利层聚砜层膜基层GE专利三层复合膜结构美国耶鲁大学的最新研究证明:膜表面越光滑,膜越不容易被污染.三层复合膜=更光滑的膜表面=更好的抗污染性1.膜污染是影响膜系统有效运行的主要障碍.2.膜污染主要是由于污染物质在膜表面上附着,积累或吸附而导3.非常明显,膜表面光滑度是膜表面最具影响性的物理属性.膜表面结构的比较SG&OtherLowFoulingmembranesComparison.pdf纯水膜浓缩分离膜纳滤在垃圾渗滤液的应用卷式NF/RO膜系统的挑战1.运行费用、性能可靠性和膜寿命：zCOD500-1000mg/l或者更高----高浓度有机物污染:易污染，难清洗，清洗频率高、效果难以保证；z碱度、硬度和金属离子----易结垢、清洗频率高；2.浓水处置问题：COD，TDS垃圾渗沥液的水质特点垃圾渗沥液的水质特点垃圾渗沥液处理技术污泥降解生物处理废碳吸附活性炭过滤蒸发吸附沉淀过程类型副产物技术膜分离蒸馏离子交换物化处理浓水残液再生药剂污泥部分垃圾渗滤液处理应用业绩(1)青岛小涧西垃圾渗滤液处理工程规模：200m3/d采用工艺：MBR+NF(2)广东中山垃圾渗滤液处理工程规模：300m3/d采用工艺：MBR+NF(3)北京北神树垃圾渗滤液处理工程规模：200m3/d采用工艺：MBR+NF+RO(4)北京高安屯垃圾渗滤液处理工程规模：200m3/d采用工艺：MBR+NF+RO(5)潍坊某厂复杂地表水处理工程规模：840m3/d采用工艺：MMF+ACF+RO部分垃圾渗滤液处理应用业绩(6)北京小伍基垃圾渗滤液处理工程规模：300m3/d采用工艺：MBR+NF(7)成都固体废弃物卫生处理厂垃圾渗滤液处理工程规模：400m3/d采用工艺：MBR+NF(8)北京怀柔区垃圾渗滤液处理工程规模：200m3/d采用工艺：MBR+NF+RO(9)广西玉林市垃圾渗滤液处理工程规模：200m3/d采用工艺：MBR+NF+RO(10)黄石西塞山垃圾渗滤液处理工程部分垃圾渗滤液处理应用业绩(11)乌鲁木齐市垃圾渗滤液处理工程(12)江西新余垃圾渗滤液处理工程(13)新乡市原阳垃圾渗滤液处理工程(14)广西百色垃圾渗滤液处理工程(15)湖南怀化垃圾渗滤液处理工程处理工程北神树填埋场纳滤装置三年实际运行情况COD去除率大于90%回收率大于85%电导脱除率40-60%硬度、硫酸盐脱除率96%运行压力15bar，一般10bar清洗周期~45天（按设计要求进行）与调试初期相比，脱除率和产水量变化不大纳滤膜在垃圾渗滤液的应用垃圾渗滤液,其含有极高浓度的COD(5000-10000),SSNF:“DK”专利3层符合膜元件,渗透通量在10-15GFD,回收率在75%.目标:去除COD-NF渗透水作为排放水或回用水-NF浓缩水填料吸附后回到生化池的进水MBR+双级RO工艺两段RO垃圾渗滤液处理流程反渗透处理效果9596939999.7510097100979691.5%Removal48.50.88618.61.460.038ND163ND415932ROPermeate101124.526619115.20.33152130.76916591380375RawLeachateNaSiKMgFeBaTDSFClCODNH3Parameter纳滤与反渗透垃圾渗沥液处理系统的比较z纳滤分离膜是选择性透过分离膜，相比之下，反渗透倾向于全部脱除水中的溶解性物质。z纳滤膜的优点是具有更强的抗污染能力，耐清洗，运行压力低（节能），系统回收率高（浓缩液体积小），运行维护简单且费用低，膜的工作寿命长。缺点是不能完全脱除有机物，产水含盐量较高。z反渗透产水水质更好，缺点是运行压力高、易污染、易结垢、清洗频繁、膜寿命短、回收率低（浓缩液体积大）。z由于污染严重、清洗频繁，一些反渗透垃圾渗沥液系统几乎无法保证正常运行。而纳滤分离膜处理工艺已经成为了一个广为接受的成熟工艺，得到了用户的认可。卷式纳滤与反渗透垃圾渗沥液处理系统实际运行状况比较RO系统需要密切关注结垢和污染状况，及时调整进水水质，CIP操作复杂需要精细控制简单运行维护与进水pH有关95%40-60%电导脱除率与前处理生化工艺有关95%80-90%COD去除率正确运行维护，不发生严重堵塞、结垢1年3年膜实际寿命调节pH，投加阻垢分散剂15天45-75天清洗周期取决于结垢和污染倾向60-70%85%回收率%取决于渗透压20-80bar10-15bar运行压力bar说明反渗透RO纳滤NF有机物（COD）污染问题z进入终端处理纳滤膜系统的COD成分是经过漫长复杂生化处理过程后的残余成分，基本上没有可生化性，不易滋生微生物，而且大多数残余有机物属于稳定氧化形态，具有较强的极性，在膜表面相成吸附污染的倾向较低。z纳滤膜较为疏松，不能完全截流有机物，也不易在膜表面形成较高浓度的极化层。z纳滤工艺分离膜是三层膜结构，表面光滑，具有特殊的表面性质，不易形成吸附，污染发生后容易清洗。分段浓缩大循环设计每一段都有独立的循环泵，保证分离过程在足够的高错流速率下运行。各段的浓缩比可以按需要进行调整，也可以将其中一段分离出来进行独立清洗。优点是保证了错流流量，分散了与浓缩比相关的膜污染问题，缺点是能耗高。在水处理工艺中较少采用。诸段增压部分浓水循环设计诸段增压与部分浓水循环相结合的方式，在提高了错流速率同时，有效弥补了由于高流速带来的压力损失，保证了每段膜元件的工作效率。分段渐缩直排设计分段渐缩（后段的压力容器数小于前段，一般为两段，常见的前后压力容器数比例为3/2、2/1和3/1等）直排方式是水处理工艺标准设计。在来水浓度较高时，为了弥补渗透压增加和自然的压力损失，要设置段间增压泵来保证后段膜元件的产水量。分段渐缩方式要求来水预处理好，无需特意提高错流速率来控制可能的悬浮物污染。谢谢聆听，欢迎提问！