浸没式平片膜组件在垃圾渗滤液处理中的应用VIP免费

浸没式平片膜组件在垃圾渗滤液处理中的应用梁国明*任鹤云**陆嘉竑**楼福乐*童国英**中国科学院上海应用物理研究所201800**上海市政工程设计研究院200092自1969年Smith首次报道了美国Dorr-oliver公司把活性污泥法和超滤工艺结合处理城市污水的方法，数十年来，膜生物反应器的应用获得长足发展［1］。膜生物反应器（MembraneBioreactor,MBR）相比于其他生物处理工艺具有明显的优势，主要体现在：能够高效地进行固液分离，出水悬浮物和浊度接近于零，可以直接回用；膜的高效截流作用，使微生物被完全截流在反应器内，实现了反应器水利停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）的完全分离；反应器内的微生物浓度高，耐冲击负荷；通过运行方式的改变可有脱氮和除鳞功能；用膜组件代替了传统活性污泥法(CAS)中的二沉池使占地面积大幅降低，工艺设备集中；易实现自动化控制。膜生物反应器主要分为分置式膜生物反应器和一体式膜生物反应器。相比于分置式膜生物反应器，浸没式膜生物反应器的最大特点是运行能耗低，因此近年发展迅速。在浸没式膜生物反应器中目前采用最多的组件形式是平片式和中空纤维式。浸没平片式膜组件具有浸没放置、低压(抽吸或重力)出水、气液两相流扰动、长时间稳定运行、不易污染、清洗频率低、清洗操作方便、运行能耗低、膜片可单张更换等特点。生活垃圾填埋场的渗滤液成份复杂，污染浓度高，处理困难。虽然有许多方法可用于处理，但生物处理法是经济有效的首选方法，所以国内外生活垃圾填埋场的渗滤液几乎都以生物处理为主体工艺，并辅以物理化学的方法。生活垃圾渗滤液的污染浓度是生活污水的10~100倍，甚至更大。通常需要在生物处理前采用氨吹脱、混凝沉淀等预处理。为了达到排放标准，往往还需要在生物处理后再采用混凝沉淀、炭滤、膜滤、化学氧化等后处理方法，才能达到较好的出水水质。本文介绍了浸没式平片膜组件的基本情况及在垃圾渗滤液处理中应用的最新进展。1．浸没式平片膜元件1.1平片膜膜生物反应器所用的浸没式膜元件通常需要的滤膜孔径介于超滤和微滤之间，我们研究了不同膜材质及孔径对MBR运行性能的影响，结果表明，不同材质的滤膜在处理特定的污水时，性能会有较大差异，见图1-1。在处理洗衣废水时，辐照改性PVDF膜呈现出良好的稳定性。图1.1洗衣废水处理过程中改性PVDF膜与其他膜的比较(图中的通量F值为不同HRT运行过程中每天在10kPa抽吸压力下测得的膜通量)1.2浸没式平片膜元件的结构在一体浸没式滤膜组件中，膜元件结构是影响MBR性能的重要因素。国外平片式和中空纤维式都有较多的应用，而国内采用的滤膜元件大都为中空纤维型。平片式滤膜元件由于表面平整，膜面不易被污泥污染，过滤通量大，并且好氧反应池混合液的活性污泥浓度可以进一步提高[2][3][4]。鉴于平片式滤膜元件的前述特点，我们研制、开发了浸没平片式滤膜元件。膜元件的结构见图1-2，图1-3为滤膜元件照片。图1-2平片膜元件的示意图图1-3膜元件的照片1.3主要性能指标浸没式膜元件的主要性能指标见表1。表1浸没式平片膜元件的性能指标型号（元件）SMBR150SMBR80SMBR25有效膜面积（m2）1.500.80.25外形尺寸（mm）510×1800×10510×1000×10380×500×10组件面积（m2）75~10540~563~5滤膜公称孔径0.30μm滤膜材质PVDF或改性PES增强板框ABS温度（℃）5~35压力（KPa）-40~-5过滤产量400~450（m3/m2·d）2．浸没式平片膜组件浸没式平片式膜组件包括三部分：浸没式平片膜元件、出水抽吸管路、曝气管，见图2-1。浸没式平片膜元件的主要作用是截留微生物絮体为主的活性污泥；经过滤膜过滤的处理水由出水抽吸管路从反应器中抽出；曝气系统有两个作用[5]：在组件底部排出的空气向上运动，形成的气液流冲刷膜表面，有效的防止膜面的浓差极化和泥垢的形成，保持滤膜有较稳定的抽吸通量；其次，空气中的氧溶入污泥混合液，维持好氧反应的需氧量。我们设计的穿孔曝气管路系统散气孔呈斜下45o排列，基本实现了上述二个目的。3．垃圾渗滤液的处理3.1基本情况上海松江垃圾填埋场每天产生150m3/d的渗滤液，虽已建有处理厂，但建成后运行多年，出水总不能达标（原有处理流程如图3-1），需要进行改建。...