垃圾滲濾液處理PTFE

i垃圾滲濾液處理PTFE-SMBR低耗技術(shù)摘要針對(duì)滲濾液處理工藝中MBR采用管式超濾膜高能耗和不穩(wěn)定性，通過(guò)對(duì)滲濾液處理MBR工藝進(jìn)行優(yōu)化采用PTFE親水性超濾膜，克服了以往浸沒(méi)式MBR膜在滲濾液處理中斷絲嚴(yán)重，壽命短，清洗頻繁，維護(hù)麻煩等的所有缺陷，發(fā)揮了內(nèi)置式MBR的能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)。采用PTFE-SMBR工藝，在提高滲濾液處理工藝穩(wěn)定性的同時(shí)，噸水處理能耗降低了10度電/噸水，噸水投資成本下降了10%左右。關(guān)鍵詞滲濾液低耗MBR（1）選擇合適的膜組件。膜組件需要具備：第一、強(qiáng)度高，不斷絲，解決產(chǎn)水水概述（1）選擇合適的膜組件。膜組件需要具備：第一、強(qiáng)度高，不斷絲，解決產(chǎn)水水目前在滲濾液處理MBR工藝中，業(yè)界普遍認(rèn)為采用外置式管膜工藝比較合理，主要是因?yàn)椴捎霉苁侥び幸韵聝?yōu)點(diǎn)：第一、污泥濃度可以達(dá)到30g/l左右；第二、清洗維護(hù)方便；第三、不會(huì)因?yàn)閿嘟z對(duì)產(chǎn)水水質(zhì)產(chǎn)生較大影響。以上這些優(yōu)點(diǎn)恰恰都是滲濾液MBR內(nèi)置式工藝缺陷所在：污泥濃度最多達(dá)到8g/l；清洗維護(hù)非常麻煩；容易斷絲影響產(chǎn)水水質(zhì)。因此，在滲濾液處^BRH藝中比較主觀的達(dá)成一種共識(shí)：滲濾液處理MBR只能采用外置式管膜工藝。但是，在看到外置式管膜工藝以上優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，不能忽略外置式管膜工藝的最大缺陷一運(yùn)行能耗高達(dá)10度/噸水。環(huán)保也需要節(jié)能，共識(shí)不應(yīng)該成為技術(shù)進(jìn)步的阻力，在目前滲濾液處理技術(shù)日漸成熟的同時(shí)，業(yè)界考慮更多的應(yīng)該是在處理達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上如何節(jié)能降耗，如何在原有工藝上尋求突破，節(jié)能降耗也是環(huán)保！內(nèi)置式MBR技術(shù)分析內(nèi)置式MBR工藝最明顯的優(yōu)勢(shì)是能耗僅為外置式管膜的十分之一，尤其是垃圾滲濾液處理采用內(nèi)置式MBR工藝，運(yùn)行能耗可減少10度/噸水以上。因此，要發(fā)揮內(nèi)置式MBR工藝能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，必須解決好以下幾個(gè)問(wèn)題：質(zhì)穩(wěn)定的問(wèn)題；第二、抗污染性好，污泥濃度高，清洗頻率降低。所以在膜組件上選擇PTFE材質(zhì)的親水性膜組件，相對(duì)傳統(tǒng)的PVDF膜組件，有著非常明顯的優(yōu)點(diǎn)：第一、強(qiáng)度高達(dá)80N，不斷絲；第二、耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿，通量恢復(fù)好；第三、親水性好且不會(huì)流失，可以干式儲(chǔ)存。（2）MBR工藝優(yōu)化。對(duì)內(nèi)置式MBR傳統(tǒng)的工藝針對(duì)性進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到清洗維護(hù)方便的目的。改變以往內(nèi)置式MBR清洗方式：“槽外離線清洗”需要將膜組件拆卸后吊出槽外浸泡清洗，費(fèi)時(shí)費(fèi)力費(fèi)藥；“槽內(nèi)在線清洗”由于大部分藥劑被槽內(nèi)混合液稀釋中和，膜組件無(wú)法得到徹底清洗恢復(fù)通量。因此在清洗方式上可以學(xué)習(xí)外置式管膜工藝的形式，通過(guò)改變工藝形式，采用“槽內(nèi)離線清洗”方式，將膜系統(tǒng)同生化系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置，清洗時(shí)只需排掉膜系統(tǒng)中泥水混合液，再以反洗的形式藥洗即可方便快捷的對(duì)膜組件進(jìn)行徹底清洗。（3）研究延緩膜污染的措施。外置式管膜工藝延緩膜污染的措施是對(duì)高濃度混合液循環(huán)錯(cuò)流，沖刷膜壁防止污染物附著在膜壁上形成污染，其錯(cuò)流流速對(duì)污染的影響較大，污泥濃度越高，對(duì)錯(cuò)流流速要求越高，勢(shì)必能耗越高。同樣，內(nèi)置式膜主要依靠曝氣對(duì)膜絲的擦洗來(lái)防止污染物附著在膜絲上形成污染。如果曝氣強(qiáng)度達(dá)到60L/支膜.分鐘以上，內(nèi)置式污泥濃度同樣可以提高到30g/l以上穩(wěn)定運(yùn)行。正是由于PTFE膜組件卓越的特性和對(duì)傳統(tǒng)內(nèi)置式MBR工藝的優(yōu)化，克服了以往內(nèi)置式MBR膜在滲濾液處理中斷絲嚴(yán)重，壽命短，清洗頻繁，維護(hù)麻煩等的所有缺陷，同時(shí)發(fā)揮了內(nèi)置式MBR的能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)。滲濾液處理PTFE-SMBR工藝分析3.1工藝流程滲濾液處理PTFE-SMBR工藝流程如圖1圖1滲濾液處理PTFE-SMBR工藝流程Fig.2leachatetreatmentPTFE-SMBRprocess3.2工藝流程說(shuō)明膜系統(tǒng)一般分為數(shù)組，通過(guò)自吸泵抽吸產(chǎn)水，其中每組膜運(yùn)行9分鐘停1分鐘輪流運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行（9分鐘1分鐘循環(huán)）12次后，系統(tǒng)反洗一次，反洗30秒。反洗流量一般為產(chǎn)水流量的1.5倍。每組膜底部設(shè)有曝氣對(duì)膜組件進(jìn)行沖刷防止污染，當(dāng)跨膜壓差達(dá)到-50Kpa時(shí)，代表膜已經(jīng)污染，采用酸洗和堿洗系統(tǒng)對(duì)膜組件進(jìn)行槽內(nèi)離線清洗即可徹底恢復(fù)通量。3.3工藝流程分析在滲濾液處理PTFE-SMBR工藝能夠穩(wěn)定可靠的運(yùn)行主要得益于以下幾點(diǎn)：（1）PTFE膜一系列卓越的特性：接近零度親水角的永久性親水性使得PTFE膜可干式保存，具有良好的抗污染性；80N的抗拉彎強(qiáng)度，不斷絲，可加強(qiáng)曝氣強(qiáng)度，提高污泥濃度；PTFE材質(zhì)可耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿，清洗通量恢復(fù)徹底。（2）獨(dú)特的槽內(nèi)離線清洗工藝：用3%-5%的鹽酸酸洗、5%氫氧化鈉和0.5%次氯酸鈉混合液堿洗，采用反洗的形式，注入槽內(nèi)的膜組件，由于將高濃度藥劑全部作用在膜絲上，可對(duì)膜絲的污染徹底清洗恢復(fù)。（3）特殊的曝氣沖刷抗污染措施：曝氣的形式和氣量大小對(duì)膜污染周期影響非常大，尤其是在污泥濃度較高情況下，通過(guò)曝氣抖動(dòng)沖刷膜絲對(duì)延緩污染尤為重要。在滲濾液處理中采用PTFE-SMBR工藝，由于外圍配套設(shè)備簡(jiǎn)單，MBR系統(tǒng)整體投資相對(duì)外置式管膜工藝可降低10%以上；整個(gè)系統(tǒng)采用負(fù)壓抽吸產(chǎn)水，裝機(jī)功率小，運(yùn)行成本可降低8元/噸水以上。在滲濾液處理中放棄浸沒(méi)式MBR工藝而采用外置式管膜工藝主要原因是沒(méi)有合適的過(guò)濾膜可以用在浸沒(méi)式MBR中。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)數(shù)百項(xiàng)垃圾滲濾液處理PTFE-SMBR項(xiàng)目總結(jié)，從各個(gè)方面對(duì)PTFE-SMBR工藝和外置式管膜工藝對(duì)比如下：表2PTFE-SMBR和外置式管膜工藝對(duì)比項(xiàng)目PTFE-SMBR外置式管膜運(yùn)行能耗（每小時(shí)）6kw（含膜池曝氣）70kw設(shè)備造價(jià)較低高使用壽命使用壽命7-10年使用壽命3-5年通量衰減率幾乎無(wú)衰減10%/年衰減運(yùn)行壓力-0.02Mpa0.6Mpa安裝難易程度容易較難耐藥性PH值0-14PH值2-12清洗維護(hù)較易較易保存方法干式保存必須濕法保存污泥濃度8-30g/L8-30g/L抗污染性強(qiáng)一般藥劑使用量較少較少4.PTFE-SMBR系統(tǒng)在滲濾液處理應(yīng)用4.1工程案例分析通過(guò)對(duì)云南綠色能源有限公司滲濾液處理站200噸/天MBR系統(tǒng)改造工程前后對(duì)比分析。以前采用外置式管式MBR系統(tǒng)，運(yùn)行半年后出現(xiàn)膜管破裂，通量下降，能耗高等問(wèn)題，由于通量下降較大，于2011年對(duì)MBR系統(tǒng)進(jìn)行了改造，采用了PTFE-SMBR，運(yùn)行三年多，通量幾乎沒(méi)有損失，大半年進(jìn)行一次槽內(nèi)離線清洗，清洗維護(hù)方便且用藥量少，運(yùn)行穩(wěn)定性大大提高，運(yùn)行成本降低8元/噸左右。圖3云南綠色能源有限公司PTFE-SMBR系統(tǒng)圖4外置式管膜MBR系統(tǒng)4.2PTFE-SMBR和外置式管膜在滲濾液MBR應(yīng)用對(duì)比按200m3/d垃圾滲濾液處理量算，PTFE-SMBR和外置式管膜的差別如下：運(yùn)行能耗低：PTFE-SMBR由于其特有的膜組件優(yōu)越性，運(yùn)行負(fù)荷容量只是一臺(tái)0.75KW左右的低吸程抽吸泵抽吸即可;而管式膜的進(jìn)水泵和高流速的循環(huán)泵運(yùn)行負(fù)荷大概為80KW左右；按照每年300天運(yùn)行時(shí)間計(jì)算，年可節(jié)省能耗：79*24*300=568800度，按照工業(yè)用電0.75元計(jì)算，年運(yùn)行費(fèi)用可節(jié)?。?.75*568800=426600元；使用年限長(zhǎng)：PTFE-SMBR膜組件質(zhì)保5年，實(shí)際使用年限可長(zhǎng)達(dá)10年；而管式膜一般質(zhì)保1年，使用年限3~5年；使用壽命是管式膜的2倍。設(shè)備初期投資低：PTFE-SMBR由于配套系統(tǒng)簡(jiǎn)單，無(wú)需單獨(dú)設(shè)置膜車(chē)間，設(shè)備初期總體投資（含膜主體、泵、清洗系統(tǒng)和控制系統(tǒng)）總造價(jià)較外置式管膜低10~15%；停機(jī)儲(chǔ)存便捷：PTFE-SMBR采用的PTFE膜是永久性親水性膜，所以停機(jī)后無(wú)需對(duì)膜組件進(jìn)行任何特殊保護(hù)。無(wú)需像其他膜一樣，停機(jī)達(dá)到一小時(shí)以上必須用水或者甘油將膜保護(hù)起來(lái)，防止親水性流失。進(jìn)水要求低：PTFE-SMBR對(duì)好氧進(jìn)水水質(zhì)要求相對(duì)較低，雜質(zhì)和顆粒都無(wú)關(guān)緊要；而管式膜要求相對(duì)較高，幾乎不能有任何一些雜質(zhì)進(jìn)入管式膜系統(tǒng)，其前面需設(shè)預(yù)處理，增加藍(lán)式過(guò)濾器，若系統(tǒng)中雜質(zhì)較多時(shí)，藍(lán)式過(guò)濾器很容易污堵和破裂，需經(jīng)常拆卸，大大增加了現(xiàn)場(chǎng)工作人員的工作量，稍有不慎，不及時(shí)清污，容易引起藍(lán)式過(guò)濾器的破裂，進(jìn)而引起管式膜管的完全堵塞，引起對(duì)管式膜的致命損傷；耐藥性好：PTFE-SMBR采用的膜組件為聚四氟乙烯材質(zhì)，可耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿，清洗PH范圍相當(dāng)廣0~14；而管式膜目前均為PVDF材質(zhì)，其耐PH范圍僅為3~11；膜通量的恢復(fù)性好：聚四氟乙烯膜由于其超強(qiáng)的耐藥性，以及永久的親水性，清洗后通量基本可以完全恢復(fù)；年通量衰減不超過(guò)1%，而管式膜PV