兩級DTRO應急垃圾滲濾液處理設備工藝及技術原理
本滲濾液處理設備工程采用兩級DTRO垃圾滲濾液處理工藝,具體工藝流程設計見圖4-1。
圖4-1兩級DTRO工藝流程圖
垃圾滲濾液進入調節池,調節池滲濾液經泵提升至滲濾液原水儲罐,進行pH值調節、砂濾器、保安過濾器等簡單預處理后,進入第一級DTRO,經一級DTRO處理后產生的透過液進入第二級DTRO進一步處理,一級DTRO濃縮液排至濃縮液儲池等待回灌處理。經第二級DTRO處理后的透過液進入脫氣塔處理后達標排放,二級濃縮液返回一級DTRO合并繼續處理。
4.5.1 各工藝單元描述
(一)預處理單元
滲濾液pH值隨著廠齡的增加、環境等各種條件的變化而變化,其組成成份復雜,存在各種鈣、鎂、鋇、硅等種難溶鹽,這些難溶無機鹽進入反滲透系統后被高倍濃縮,當其濃度超過該條件下的溶解度時將會在膜表面產生結垢現象。而調節原水pH值能有效防止碳酸鹽類無機鹽的結垢,故在進入反滲透前須對原水進行pH值調節。同時為了減少滲濾液中懸浮物對膜造成污染,需對原水中的懸浮物進行預處理。
原水從調節池由提升泵輸送至原水儲罐之前,先通過藍式過濾器除去進水中的可能帶入的顆粒物質,藍式過濾器過濾孔徑為1.0mm。經藍式過濾器的出水經進入砂濾器,砂濾器設計1臺,并聯運行,其過濾精度為50μm。砂濾器進、出水端都有壓力表,當壓差超過2.5bar的時候須執行反洗程序。砂濾器反沖洗的頻率取決于進水的懸浮物含量,對一般的垃圾填埋場,砂濾器反沖洗周期約100-150小時左右,對于SS值比較低的原水,砂濾運行100-150小時后若壓差未超過2.5bar也進行反沖洗,以避免石英砂的過度壓實及板結現象,兩者以先到時間為自動激活砂濾反洗時間。砂濾再生一臺一臺進行,每次再生一臺,水洗采用原水清洗;氣洗使用反洗風機產生的壓縮空氣。
經砂濾器后的出水進入原水罐,在滲濾液進入原水罐的同時,從酸儲罐添加酸調節pH值。與此同時,回流攪拌泵開始工作進行回流混合,達到均衡pH值的目的。系統原液儲罐回流管路設pH值傳感器,PLC判斷原水pH值并自動調節計量泵的頻率以調整加酸量,最終使進入反滲透前的原液pH值達到6.1-6.5。如果原水pH在此范圍內則不需要加酸調節。
滲濾液調節池的進水泵應避免懸浮物進入膜系統,從而引起砂濾器的堵塞。
(二)一級DTRO單元
膜系統為兩級反滲透,第一級反滲透需要從芯式過濾器后進水,第二級反滲透處理第一級透過水。
原水儲罐的出水,由DTRO進水泵給一級DTRO設備供水,首先進入芯濾增壓泵,濾芯增壓泵出水進入芯式過濾器進一步去除滲濾液中的懸浮物,設備配有芯式過濾器2臺,其進、出水端都有壓力傳感器,自動檢測壓差,當壓差超過2.0bar的時候系統提示更換濾芯。芯式過濾器過濾的精度為10μm為膜柱提供最后一道保護屏障。為了防止各種難溶性硫酸鹽、硅酸鹽在膜組件內由于高倍濃縮產生結垢現象,有效延長膜使用壽命,在一級反滲透膜前需加入一定量的阻垢劑。添加量按原水中難溶鹽的濃度確定。
經過芯式過濾器的滲濾液直接進入一級反滲透高壓柱塞泵,高壓泵設1臺。
DT膜系統每臺柱塞泵后邊都有一個減震器,用于吸收高壓泵產生的壓力脈沖,給膜柱提供平穩的壓力。經高壓泵后的出水進入膜組件,膜組件采碟管式反滲透膜柱,抗污染性強的優點,對滲濾液的適應性很強,膜壽命延長到3年。一級反滲透系統設一段。
第一級反滲透的減震器出水進入膜組(FM1),由于高壓泵流量不足以向膜柱直接供水,所以通過在線泵將膜柱出口一部份濃縮液回流至在線泵入口以保證膜表面足夠的流量和錯流流速,避免膜污染。在線泵流出的高壓力及高流量水直接進入膜柱。
膜柱最終出水分為兩部分:一級濃縮液和一級透過液。濃縮液端有一個伺服機控制閥,用于控制膜組內的壓力,以產生必要的產水回收率。一級透過液進入二級高壓泵等待二級DTRO進一步處理。一級濃縮液排入濃縮液儲池,等待回灌或外運處置。
(三)二級DTRO單元
第二級DTRO用于對第一級DTRO透過液的進一步處理,因此又稱為透過液級,經一級DT膜系統處理后的透過液無需添加任何藥劑直接送入二級DT膜系統高壓泵,一級與二級之間無須設置緩沖罐,系統運行時流量自動匹配。二級高壓泵設二臺,并聯運行,其中一臺設置了變頻控制,其運行頻率和輸出流量將根據一級透過液流量傳感器反饋值自動匹配,同時二級高壓泵入口管路設置了濃縮液自補償,使得二級系統的運行不受一級系統產水量的影響。由于二級DTRO進水污染物濃度已大為降低,膜表面過濾流速要求低,回收率比較高,故第二級反滲透不需要在線增壓泵,僅僅使用高壓泵就可以滿足要求。二級反滲透設二段,串接運行,高壓泵出水直接進入第一段膜柱,第一段膜柱濃縮液進入第二段。
二級DTRO濃縮液端也設有一個伺服電機控制閥,用于控制膜組內的壓力和回收率。第二級DTRO濃縮液由于其水質遠好于滲濾液原水,故排向第一級系統的進水端,與一級DTRO的進水合并處理,同時提高系統的回收率,二級DTRO透過液排入脫氣塔。
(四)清水脫氣及pH值調節
由于滲濾液中含有一定的溶解性氣體,而反滲透膜可以脫除溶解性的離子而不能脫除溶解性的氣體,就可能導致反滲透膜產水pH值會稍低于排放要求,經脫氣塔脫除透過液中溶解的酸性氣體后,pH值能顯著上升達到6.0以上,若經脫氣塔后的清水pH值仍低于排放要求,此時系統將自動加少量堿回調pH值至排放要求。由于出水經脫氣塔脫氣處理,只需加微量的堿液即能達到排放要求。
出水pH回調在清水罐中進行,清水排放管中安裝有pH值傳感器,PLC判斷出水pH值并自動調節計量泵的頻率以調整加堿量,最終使排水pH值達到排放要求。