蒸发技术在膜过滤浓缩液处理中的应用

44

中国环保产业

2016年第1期

技术与工程应用

Technology & Engineering Application

康立刚

（中国城市建设研究院有限公司，北京 100120）

摘 要：针对填埋场渗滤液浓缩液问题，介绍了渗滤液浓缩液的产生，分析了渗滤液浓缩液“零排放”工艺流程及处理效果，说明了工艺的技术可行性，探讨了“零排放”工艺应注意的问题。

关键词：膜过滤浓缩液；零排放；蒸发

中图分类号：X703 文献标志码：A 文章编号：1006-5377（2016）01-0044-03

蒸发技术在膜过滤浓缩液

处理中的应用

垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，如果处理不当就会污染地下水或地表水、影响环境卫生，给环境带来严重的二次污染，因而对垃圾渗滤液进行有效收集和处理已成为环境保护亟待解决的问题。由于渗滤液具有水质波动大、可生化性随填埋时间的增长而下降、氨氮含量高、营养元素失衡等特点[1]。目前处理垃圾渗滤液的主流路线为膜处理技术，该技术的唯一弊端是会产生含高浓度氨氮、盐类及难生物降解有机物的“浓缩液”[2]。膜浓缩液的处理和处置成为垃圾渗滤液“零排放”的关键[3]。一些新的垃圾渗滤液处理工艺受到重视并得到研发。渗滤液蒸发处理工艺在国外的垃圾填埋场已有较多的工程应用，针对我国当前的垃圾渗滤液处理困境，本文探讨了渗滤液浓缩液零排放新技术的应用效果及可行性。

1 膜过滤浓缩液水质水量

厦门市某固废处理中心的渗滤液处理系统由调节池浮盖膜工程、渗滤液处理工程及中水回用工程三部分组

成。渗滤液处理工艺采用膜生化反应器（MBR）+ 纳滤（NF）。膜生化反应器包括生化反应器和超滤两个单元。生化系统充分利用水中碳源进行反硝化，以减少硝化罐中用于降解有机物所需的氧量。同时将部分硝化液回流到反硝化罐进行彻底脱氮。超滤采用直径为8mm的有机管式超滤膜，过滤孔径为20~30nm，代替二沉池对活性污泥进行有效截留并回流到生化系统中，超滤出水进入后续的纳滤膜系统。卷式纳滤膜对超滤出水中难生物降解的COD及二价以上的盐离子进行截留。纳滤截留产生的浓缩液量约120m 3/d。

中水回用处理采用中压卷式反渗透工艺，平均工作压力为30~50bar，进水为纳滤清液，设计规模为600m 3/d，反渗透清液回用率可达到80%。反渗透浓缩液量约120m 3/d。

纳滤浓缩液呈深褐色、浑浊、有异味、无浮油。反渗透浓缩液呈微黄色、微浊、有异味、无浮油。依据调试前期，污水处理站监测数据和现场情况分析，反渗透浓缩液总硬度≤5.0×103mg/L、TN≤2.0×103mg/L、

Application of Evaporating Technology in Treatment of Concentrated Solution of

Membrane Filter

KANG Li-gang

45

CHINA ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY

2016.1

技术与工程应用

Technology & Engineering Application

COD≤400mg/L，纳滤浓缩液总硬度≤3.0×103mg/L、TN≤1.0×103mg/L、COD≤6000mg/L。

2 膜过滤浓缩液“零排放”整体方案

膜过滤浓缩液处理阶段可分为蒸发和干化两部分。浓缩液经MVR蒸发系统处理后产生蒸馏出水、蒸发浓缩液、尾气。蒸馏出水直接排放或回用。尾气经酸碱吸收后回流至MVR蒸发系统的调节池部分。蒸发浓缩液再经离心干燥器干化为含水率仅为40%～50%的黏稠状污泥。“零排放”工艺流程如下图。

轻微氨味，平均出水水质： TDS16.0mg/L、盐度0‰、COD34.0mg/L、TN3.0mg/L，达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）中水污染排放浓度限制。

（3）蒸发浓缩液

混合浓缩液的总进水572.3t、蒸馏出水503.7t、蒸发浓缩液49.16t，蒸发浓缩液占进水量的8.6%。浓缩液经蒸发系统后，残余蒸发浓缩液为浑浊、黑色液体。平均水质参数为：TDS125,538.0mg/L、盐度40.2‰、COD8183.9mg/L、TN4170.3mg/L。蒸发浓缩液由干化系统进行处置。

（4）蒸发尾气

混合浓缩液经蒸发处理后排放的尾气有明显臭味。

尾气排放口取样检测数据见表1。

2.1 蒸发阶段

（1）工艺说明

蒸发设备设计处理规模为24t/d，处理工艺由预处理、蒸发主体、酸洗塔、碱洗塔四部分组成。渗滤液浓缩液为RO和NF浓缩液（体积比1 : 1）混合液，进水水质为TDS≤22,000mg/L、盐度≤20‰、COD≤3000mg/L、TN≤2000mg/L。预处理阶段投加PAC、PAM去除浓缩液中悬浮颗粒和部分钙、镁离子，同时去除10%~20%的TN。蒸发主体是蒸发系统的主要组成部分，对COD去除率为90.0%～99.9%、TN去除率为85.0%~99.8%、盐度去除率为100%。酸、碱洗气塔用于去除蒸发后气体中残余的氨氮、COD。

（2）蒸馏出水

设备启动3～4h，蒸发主体、酸洗塔、碱洗塔温度和压力达到设定参数便可进水。进水在蒸发系统内停留的时间短，运行约5min便排放蒸馏出水。蒸发运行阶段设备运行稳定，出水水质波动小。蒸馏出水透明无色、

渗滤液浓缩液蒸发工艺流程图

表1 尾气检测参数表

检测项目检测结果二级排放限值

臭气浓度（无量纲）

732820氨（mg/m 3

） 1.17 1.5硫化氢（mg/m 3）

32.60.06三甲胺（mg/m 3

）

ND 0.08甲硫醇（mg/m 3）ND 0.007甲硫醚（mg/m 3）0.1180.07二甲二硫（mg/m 3）

ND 0.06二硫化碳（mg/m 3） 1.80 3.0苯乙烯（mg/m 3

）

ND

5.0

参照《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）中二级排放限值，尾气中的臭气、硫化氢浓度超标。排放尾气中含高温气体，经冷凝形成冷凝液和不凝尾气。冷凝液回流至浓缩液调节池进行蒸发处理。少量不凝尾气通过酸碱塔中酸碱液化学淋洗可达到除臭效果。2.2 干化阶段

（1）工艺说明

进入干化器后的浓缩液与干燥器中的蒸气进行热交换，通过不断蒸发最终将浓缩液干化成含水率在60%以下（含水率可调节）的污泥；蒸发过程中产生的二次蒸气经除雾后进入蒸气压缩机，通过蒸气压缩机增压升温后返回到干化器圆盘内继续对外部的物料进行加热蒸发，高温蒸气放出潜热后，会冷凝变成蒸馏水，最终从圆盘内排出；干化器的传热面由圆盘及中空轴组成。圆盘是整个干化器的核心，起搅拌和输送物料的作用，同时也是干化器的传热体。物料进入干化器后，随着中空轴的