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RO浓缩液回灌生活垃圾堆体的盐分累积预测及渗沥液深度处理工艺优化方案探讨

更新时间:2009-03-28

对于生活垃圾填埋场渗沥液的处理系统,应执行GB 16889—2008生活垃圾填埋场污染控制标准,该标准对CODCr、氨氮、总氮等水质指标要求较高,仅采用生化系统难以实现达标排放。目前反渗透工艺是普遍采用的渗沥液深度处理技术,是保证整个水处理系统出水能否达标的关键步骤,但反渗透系统会产生进水量的20%~30%的浓缩液,且含盐量为原渗沥液的4~5倍,需要进一步处理。目前反渗透浓缩液处理工艺主要有机械蒸发再压缩蒸发工艺(MVR)、超滤膜提取腐殖酸工艺、浸没式燃烧蒸发工艺、高级氧化工艺、回灌填埋场垃圾堆体工艺等[1],与前几种技术工艺比较,回灌填埋场垃圾堆体具有投资省、建设周期短等优点,在过去10a得到了广泛的应用。

目前国内很多专家和学者对反渗透浓缩液回灌填埋场库区进行了研究[2-3],一些专家担心反渗透浓缩液回灌垃圾堆体的工艺做法会导致渗沥液中的盐分和难降解有机物迅速累积,导致渗沥液处理系统崩溃;另一些专家[4]对反渗透浓液回灌过程中对垃圾填埋场的影响做了大量研究[5],认为回灌技术不仅可以解决浓液去向,还可以加速垃圾坑内有机物的降解[6]。GB 50869—2013生活垃圾卫生填埋处理技术规范要求浓缩液回灌填埋堆体应保证不影响渗沥液处理正常运行。本研究对反渗透浓缩液回灌生活垃圾填埋堆体的盐分累积问题进行探讨,建立了渗沥液电导率变化的预测模型,推导出渗沥液电导率随时间变化的简便计算公式,并结合预测结果提出渗沥液处理站深度处理工艺的优化方案,以便设计人员在设计过程中对渗沥液水质进行预测和工艺选型提供参考。

1 建立预测模型

对于采用反渗透浓缩液回灌工艺的填埋场,假设填埋场回灌系统符合以下条件:①采用先进的回灌技术,反渗透浓缩液回灌填埋堆体之后,盐分完全均匀分散到垃圾堆体中,然后随着新的渗沥液的产生,盐分逐渐释放到新产生的渗沥液中;②忽略盐分被垃圾堆体吸附或沉降;③忽略浓缩液短流的情况。由于渗沥液的含盐量与电导率成正比,根据盐量平衡,每天由浓缩液带回垃圾堆体的盐分等于填埋场垃圾堆体中盐分的增加量,得出以下微分方程:

企业的全面预算管理是一个参考点,为未来企业的经济利润和绩效评估提供依据,在企业绩效评价中具有一定的承上启下的作用,通过综合全面的预算,能够及时发现企业经营中出现的弊端和财务管理中的不足,提醒企业的管理者,时刻关注市场的变化,一旦出现问题能够及时的解决,并且能够反映企业在一个时间段真实的企业发展状况。

 

式中:V库区为填埋库区已填埋的生活垃圾堆体容积,m3;Ct为时间为t时,填埋场渗沥液的电导率,dS/m;Q回流为浓缩液回灌库区的流量,m3/d;Ct回流=rCt为回灌库区的浓缩液的电导率,dS/m;r=1/x为浓缩倍数,无量纲;x=Q浓缩液/Q渗沥液为浓缩液产生率,无量纲;Q渗沥液为渗沥液处理站设计规模,m3/d;t为回灌的持续时间,d。

根据生活垃圾填埋场的2种实际情况:①扩建的填埋场(即在填埋场填埋的途中,新建渗沥液处理站),在这种情况下V库区=V0+Q生活垃圾·t/D生活垃圾;②即将或已经封场的填埋场,在这种情况下V库区=V0。对于新建的填埋场,最初的生活垃圾填埋量较小,渗沥液的污染物浓度和量较小,待生活垃圾填埋到一定库容时,再采用第①种情况的公式进行计算。参数说明:V0为建成渗沥液处理站时填埋库区垃圾堆体容积,m3;Q生活垃圾为生活垃圾填埋量,t/d;D生活垃圾为填埋库区生活垃圾密度,取值为1.0 t/m3

代入初值Ct0=2 S/m,得出渗沥液电导率随时间的变化方程:

根据以上2种情况,可以得到微分方程(1)的2个解:

十八年前在一个春天的早晨,我离开这个城市、这条街的时候,我也曾有一个姐姐,也曾答应过有一天会回来看她,跟她谈一些外面的事情,我相信自己的诺言。那时我的姐姐还是一个出阁才一个多月的新嫁娘,大家都说她有一个性情温良的丈夫,因此也会有长久的幸福的岁月。

 

式中:Ct0为时间t=0时,渗沥液初始电导率,dS/m。

高压压汞法是目前研究孔径结构的常用方法,水银在压力的作用下不断被压入孔隙中,孔隙半径r与施加的外加压力P满足Washburn方程

2 项目案例预测及优化设计方案

2.1 重庆市某生活垃圾填埋场渗沥液电导率预测和工艺论证方案

2.1.1 渗沥液电导率预测

重庆市某生活垃圾填埋场渗沥液处理项目,V库区=7.5×106m3,根据该项目立项文件,新建1套渗沥液处理系统后填埋场库区即进入封场状态,属于第②种情况。新建渗沥液系统设计处理规模为400 t/d,初始电导率为2 S/m,深度处理系统采用两级RO系统,浓液产生率为20%,采用反渗透浓缩液回灌的工艺。

代入t=10 a=10×365 d,得出:C10=2.43 S/m。

 

代入初值Ct0=2 S/m,得出渗沥液电导率随时间的变化方程:

一二线城市为什么国产品还是不太受待见,为什么还一边倒的接受国际一线品牌。连三四线市场热销的进口品,进口的国外市场二三线品牌为什么在一二线市场也不太受欢迎?因为一二线市场的消费者消费结构相对更高端,所以从消费升级的角度讲,他们更需要的是品质和精神上都能带来愉悦的高附加颜值产品。

2.1.2 深度处理工艺方案论证

以上计算过程说明,渗沥液电导率的变化比较平缓,该生活垃圾填埋场渗沥液处理项目宜采用两级反渗透技术。如反渗透浓液采用回灌工艺,10a之后,填埋场渗沥液的电导率达到2.43 S/m,将导致该项目的清水产率在10 a内下降至约76%,仍在可以接受的范围。由于反渗透系统的进水电导率直接影响反渗透设计系统的运行压力和系统产水率,反渗透设计寿命为10 a计算,那么最初设计在进行水泵、反渗透膜等设备选型时,应该以电导率为2.43 S/m作为选型初始输入数据。

根据以上计算可知,如采用反渗透工艺,浓缩液采用回灌,渗沥液电导率将在10 a内缓慢上升,达到3.14 S/m,反渗透系统的产水率将会逐步下降。如采用反渗透工艺作为深度处理工艺且浓缩液回灌至库区,将导致该项目的清水产率在10 a内下降至约68%,在可以接受的范围。

2.2 某县A生活垃圾填埋场渗沥液电导率预测和工艺论证方案

2.2.1 渗沥液电导率预测

某县A生活垃圾填埋场渗沥液处理项目,V库区=1.0×106m3,根据该项目立项文件,新建1套渗沥液处理系统后填埋场库区即将进入封场状态,属于第②种情况。渗沥液系统设计处理规模为200 t/d,渗沥液初始电导率为2 S/m,假设采用反渗透作为深度处理工艺,浓液产生率为20%,反渗透浓缩液采用回灌工艺至填埋场库区。

通过对nfal(e,α,δ)函数代数式的分析发现:插值拟合时设定的e2项的系数为0,方程中仅存在l1sine和l3tane两项,这显示了插值拟合后的新函数比预期具有更好的收敛性。

本文以丘北县高原特色稻田种养生态循环示范工程项目实施数据为基础,认真分析总结项目实施的技术措施和取得的成效,为今天大面积推广提供参考。稻田种养生态循环示范工程是一种稻、鱼、鸭共生,互惠互利的新型农业生产模式,其不仅可以有效改善生产环境,而且周期短、见效快,能够有效提农田综合效益。文章以丘北县高原特色稻田种养生态循环示范工程项目为例,对于工程项目建设进行了相应的分析,对于推动农业发展具有重要的意义。

 

代入t=10 a=10×365 d,得出:C10=4.15 S/m。

2.3.2 深度处理工艺方案论证

根据以上计算可知,如采用两级RO工艺,浓缩液采用回灌,渗沥液电导率将在10 a内急剧上升,达到4.15 S/m,反渗透系统的产水率将逐步下降。如采用反渗透工艺作为深度处理工艺且浓缩液回灌至库区,将导致该项目的清水产率在10 a内下降至约58%,产水水量达不到要求,且产水水质不达标的风险极大。

为了避免上述工程风险,建议本填埋场渗沥液项目深度处理系统采用NF+STRO(纳滤+网管式反渗透)工艺。NF工艺可以作为一价盐的出口,STRO作为保障措施,当NF产水不合格时开启使用。由于NF工艺对总氮和氨氮没有去除率,则应强化生化系统的设计,通过提高硝化液回流量以提升硝化反硝化对总氮的去除率、根据脱氮要求补充碳源消耗量、按脱氮要求提高曝气风量,保证生化系统出水总氮达标。纳滤和反渗透的浓缩液采用回灌工艺。

2.3 某县B生活垃圾填埋场渗沥液电导率预测和工艺论证方案

2.3.1 渗沥液电导率预测

某县B生活垃圾填埋场渗沥液处理项目,V库区=1.0×106m3,根据该项目立项文件,新建1套渗沥液处理系统后填埋场库区仍需继续填埋生活垃圾,每天填埋生活垃圾的规模为400 t/d,属于第①种情况。渗沥液系统设计处理规模为200 t/d,渗沥液初始电导率为2 S/m,假设采用反渗透作为深度处理工艺,浓液产生率为20%,反渗透浓缩液采用回灌工艺至填埋场库区。

代入初值Ct0=2 S/m,得出渗沥液电导率随时间的变化方程:

①判断信息题,提醒自己。信息题的题干所占篇幅往往较大,很好识别。信息题往往是区分度很大的试题,无论是选择题还是判断题,提醒自己慢下来好好作答。②理清信息间的逻辑关系与教材的结合点,必要时通过画图帮助理解。③问答中必有用到信息的地方,有些信息还需要进行转换。

 

代入t=10 a=10×365 d,得出:C10=3.14 S/m。

2.2.2 深度处理工艺方案论证

案例教学法是一种动态性、开放式和启发式的教学方式,它强调学生的主体性、能动性、积极性和主动性的充分发挥,引导学生通过对案例的调研、分析、讨论、辩论、探究和归纳总结等,对所学习过的基础理论知识进行延伸和拓展,不仅有助于开阔学生的思维,开发学生的潜能,提高独立思考的能力和动手能力,系统地学习基础理论知识,并将它灵活地应用在分析和解决问题能力上,而且促进教师不断继续学习理论知识和提高生产实践能力,将教学、理论学习、实践和科研有机结合起来,及时补充和完善自身的不足和短板,有利于不断提高教学效果和质量,以便培养具有创新精神和较强工程实践能力的高级应用性纺织技术专门人才[1-2]。

3 结论和建议

1) 反渗透膜处理浓缩液若采用回灌处理时,应先对逐年渗沥液电导率进行预测,渗沥液的电导率累积速度与填埋场库容、生活垃圾填埋规模、时间等有关系。为避免盐分累积,应根据预测结果确定渗沥液处理站的深度处理工艺。

选取来该院就诊的104例2型糖尿病患者,经诊断,均有如下危险因素:①近期(3个月内)随机血糖≥7.8 mmol/L,或 FPG≥6.1 mmol/L;②体重指数≥23 kg/m2。排除贫血及内分泌疾病者,另排除肝肾等脏器功能异常者,输血、感染及接受手术治疗者。所选取的104例患者中,男 64 例,女 40 例,年龄(50.1±2.3)岁。

2) 如预测10 a内渗沥液电导率增加量达到或超过初值的100%,建议设计时深度处理系统采用NF/STRO工艺。由于NF工艺对总氮和氨氮没有去除率,则应强化生化系统的设计,通过提高硝化液回流量以提升硝化反硝化对总氮的去除率、根据脱氮要求补充碳源消耗量、按脱氮要求提高曝气风量,保证生化系统出水总氮达标。纳滤和反渗透的浓缩液采用回灌工艺。

3) 如预测10 a内渗沥液电导率增加量低于初值的100%,建议设计时深度处理系统可采用一级STRO+卷式RO工艺。反渗透浓缩液近期可采用回灌,待远期条件具备时,可采用机械蒸发再压缩蒸发工艺(MVR)、浸没式燃烧蒸发工艺、高级氧化工艺等深度处理后达标排放。

高 嵩(1989—),男,黑龙江大庆人,助理研究员,硕士,研究方向为内河船型标准化、江海直达。E-mail: gaosong@wti.ac.cn

参考文献:

[1] 生活垃圾渗沥液处理技术导则:RISN-TG023—2016[S].北京:中国建筑工业出版社,2016.

[2] 何耀忠.渗滤液反渗透浓缩液处理技术研究进展[J].广东化工,2015,42(7):96-97.

[3] 梁梁,尹军,蒋宝军,等.垃圾渗滤液回灌处理若干参数控制[J].吉林建筑大学学报,2009,26(3):63-66.

[4] 关法强,赵于鹏.回灌+DTRO工艺在垃圾渗滤液处理中的应用[J].价值工程,2010,29(3):40-41.

[5] 王东梅,刘丹,陶丽霞,等.渗滤液浓缩液回灌出水盐分对回灌参数的敏感性研究[J].环境工程,2015,33(2):100-104.

[6] 史东晓.一种浓缩液回灌工艺:CN103922488 A[P].2014-07-16.

 
喻本宏,赖节
《环境卫生工程》 2018年第02期
《环境卫生工程》2018年第02期文献

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