MVC蒸發(fā)+DI離子交換在納濾濃縮液處理中的應用*

徐麗麗，聶劍文，楊新海，施至理，楊　毅

（1.上海環(huán)境衛(wèi)生工程設計院有限公司，上?！?00232；2.上海老港固廢綜合開發(fā)有限公司，上海200336）

Xu Lili1，Nie Jianwen2，Yang Xinhai1，Shi Zhili1，Yang Yi1

（1.Shanghai Environmental Sanitary Engineering Design Institute Co.Ltd.，Shanghai　200232；2.Shanghai Laogang Waste Utilization Co.Ltd.，Shanghai　200336）

MVC蒸發(fā)+DI離子交換在納濾濃縮液處理中的應用*

徐麗麗1，聶劍文2，楊新海1，施至理1，楊毅1

（1.上海環(huán)境衛(wèi)生工程設計院有限公司，上海200232；2.上海老港固廢綜合開發(fā)有限公司，上海200336）

介紹了應用MVC蒸發(fā)+DI離子交換技術處理納濾濃縮液的原理及相關設計技術參數(shù)。工程運行結果表明：系統(tǒng)有機物、氨氮、總氮的去除效率分別高達99.06%、100%、100%；出水中有機物、氨氮、總氮濃度穩(wěn)定，并可達到DB 31/199—2009上海市污水排放綜合標準要求；系統(tǒng)運營成本為29.25元/t。

納濾濃縮液；MVC蒸發(fā)；離子交換

Xu Lili1，Nie Jianwen2，Yang Xinhai1，Shi Zhili1，Yang Yi1

（1.Shanghai Environmental Sanitary Engineering Design Institute Co.Ltd.，Shanghai200232；2.Shanghai Laogang Waste Utilization Co.Ltd.，Shanghai200336）

目前，國內垃圾滲瀝液處理的主流工藝為生化+膜深度處理。為滿足GB 16889—2008生活垃圾填埋場污染控制標準的要求，越來越多的NF、RO膜被用于垃圾滲瀝液的處理中，雖然膜的應用可保證出水上清液的達標排放，但與此同時不可避免地帶來了濃縮液處理問題。由于濃縮液中含有大量難降解有機物以及鹽分，導致其可生化性極差。常見濃縮液的處理方法為回灌［1-2］、高級氧化技術［3-4］、蒸發(fā)［5-6］以及膜蒸餾［7-11］。筆者介紹了MVC蒸發(fā)（機械蒸汽壓縮蒸發(fā)）+DI離子交換技術在上海某滲瀝液處理廠濃縮液處理中的應用情況。

1　工程概況

上海某垃圾滲瀝液處理廠采用厭氧+MBR+膜深度處理工藝，其中膜深度處理工藝采用納濾膜和反滲透膜，深度處理的設計規(guī)模為800 m3/d，出水滿足DB31/199—2009。

2　濃縮液處理工藝

濃縮液產生量為125 m3/d，其中100 m3/d采用MVC蒸發(fā)+DI離子交換技術進行處理，蒸發(fā)后濃液用于焚燒廠飛灰穩(wěn)定化。其工藝流程如圖1所示。

圖1工藝流程

納濾濃縮液經過過濾預處理去除SS后進入MVC蒸發(fā)系統(tǒng)，利用蒸汽壓縮機做功，使較低溫和較低壓的蒸汽通過壓縮變?yōu)楦邷睾透邏旱恼羝斴^高溫度的蒸汽進入蒸發(fā)器的換熱管束里，而納濾濃縮液在管外噴淋時，蒸汽在管里面冷凝形成蒸餾水，蒸汽的熱焓傳給管外的納濾濃縮液，連續(xù)進行蒸發(fā)（圖2）。蒸發(fā)過程產生的不冷凝氣體經酸堿處理后，達標排放；由于冷凝后的蒸餾水中含有氨，進入后續(xù)的DI離子交換系統(tǒng)進一步處理達標排放；納濾濃縮液在蒸發(fā)冷凝過程中濃度會越來越大，富集后由濃液管道將該濃液排出。本系統(tǒng)中采用鹽酸對離子交換系統(tǒng)進行再生，產生的氯化銨液體排入下水道。

圖2MVC蒸發(fā)原理

3　系統(tǒng)設計參數(shù)

3.1過濾預處理

納濾濃縮液經過自動清洗機械過濾器去除SS后，直接供給MVC蒸發(fā)系統(tǒng)。機械過濾器的處理能力為100 t/d，過濾精度30 μm。

3.2MVC蒸發(fā)系統(tǒng)

本系統(tǒng)所采用的蒸發(fā)器其清水產水率可達90%以上，濃縮液產生量可保證低于10%。處理規(guī)模100 m3/d，設備參數(shù)詳見表1。

表1 MVC蒸發(fā)設備參數(shù)

3.3DI離子交換系統(tǒng)

本系統(tǒng)采用1套直徑1.0 m，高3.2 m，玻璃鋼材質的離子交換柱，設備設計參數(shù)見表2。

表2　離子交換系統(tǒng)參數(shù)

3.4構筑物

系統(tǒng)中所涉及到的構筑物為納濾濃縮液池、MVC蒸發(fā)濃液池、離子交換再生廢液池、系統(tǒng)廢液收集池及出水暫存池。各構筑物的設計參數(shù)見表3。

表3 構筑物尺寸

4　工程運行效果

2014年10月28日至2014年11月17日，系統(tǒng)進出水水質如圖3所示。

圖3　進出水水質隨時間變化

由圖3可以看出，進水的納濾濃縮液COD波動范圍為2 700～3 300 mg/L，氨氮波動范圍為18～27 mg/L，總氮波動范圍為300～740mg/L。經MVC蒸發(fā)和離子交換處理后，出水清液COD濃度為8～51mg/L，氨氮和總氮濃度基本為0；出水濃液COD濃度為10 000～30000mg/L，氨氮濃度為78～92mg/L，總氮濃度為2950～5850 mg/L。總體來看，進水納濾濃縮液COD和氨氮較穩(wěn)定，總氮濃度波動較大，出水清液各指標較穩(wěn)定，這主要是因為出水清液的獲得是通過蒸發(fā)和離子交換，通過控制蒸發(fā)溫度可確保運行過程中只有水分子蒸發(fā)出來，即可保證出水清液的水質。出水濃液COD和總氮的波動范圍較大，主要是受進水水質以及蒸發(fā)時間的影響。

采用MVC蒸發(fā)+DI離子交換工藝處理納濾濃縮液，有機物、氨氮、總氮的去除效率分別高達99.06%、100%、100%，系統(tǒng)出水中有機物、氨氮、總氮濃度達到DB31/199—2009。

5　投資及運行成本

本工程的運行成本分析見表4。

表4　成本分析

本工程MVC蒸發(fā)+DI離子交換工藝總投資為900萬元，其中土建工程費用為100萬元，設備及安裝調試費用為800萬元。工程的運行成本為29.25元/t，這與王彩虹［5］所報道的潮州市錫崗垃圾填埋場滲瀝處理工程中采用機械蒸發(fā)-離子交換銨回收工藝的處理成本（27～35元/t）基本一致。

6　結論

1）采用MVC蒸發(fā)+DI離子交換工藝處理納濾濃縮液，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，出水可達到DB 31/199—2009要求，實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定達標排放。

2）采用MVC蒸發(fā)+DI離子交換工藝處理納濾濃縮液，投資為900萬元，處理成本為29.25元/t。

［1］ 梁梁，尹軍，蔣寶軍，等.垃圾滲濾液回灌處理若干參數(shù)控制［J］.吉林建筑工程學院學報，2009，26（3）：63-66.

［2］ 劉研萍，李秀金，王寶貞，等.滲濾液的反滲透濃縮液回灌研究［J］.環(huán)境工程，2008，26（4）：89-93.

［3］ 朱衛(wèi)兵，吳海鎖，李月中，等.臭氧氧化處理滲濾液納濾濃縮液的試驗研究［J］.安徽化工，2014，40（3）：60-62.

［4］ 鄭可，周少奇，葉秀雅，等.臭氧氧化法處理反滲透濃縮垃圾滲濾液［J］.環(huán)境工程學報，2012，6（2）：467-470.

［5］ 王彩虹，陳偉雄，譚潤宇，等.機械蒸發(fā)-離子交換銨回收工藝在垃圾滲濾液處理中的應用［J］.給水排水，2010，36（11）：40-42.

［6］ 馬豫，趙慶娟.垃圾滲濾液膜處理濃縮液中蒸發(fā)技術的應用探析［J］.環(huán)境科學導刊，2014，33（2）：85-86.

［7］ 王軍，欒兆坤，曲丹，等.疏水膜蒸餾濃縮技術用于RO濃水回用處理的研究［J］.中國給水排水，2007，23（19）：1-5.

［8］ 王廷濤，楊慶峰．反滲透濃縮液的再利用［J］．化工進展，2009，28（5）：734-740．

［9］ 鐘劍.垃圾滲濾液膜過濾濃縮液處理技術綜述［J］.廣東化工，2011，38（8）：264-267.

［10］ 周俊.垃圾滲濾液膜濾濃縮液的處理技術探討［J］.河南化工，2010，27（2）：55-56.

［11］ 鄧旭亮，榮麗麗，張春燕，等.膜濾濃縮液處理技術研究進展［J］.工業(yè)水處理，2011，31（6）：10-13.

Application of Mechanical Vapor Compression-Deionization Ion Exchange in Nanofiltration Concentrate Treatment

The principle and relevant design parameters of Mechanical Vapor Compression（MVC）+Deionization Ionexchange（DI）technology to treat nanofiltration concentrate were introduced.The project operating resultsshowed that the removal efficiency ofCODCr，NH4+-N，TN could be ashigh as99.06%，100%，100%，respectively；their concentrationsin the effluent were stable and met the requirements of Integrated Wastewater Discharge Standard：DB 31/199-2009；the operating cost was29.25 RMB/t.

nanofiltration concentrate；MVC；ionexchange

X703.1

B

1005-8206（2016）04-0067-03

國家科技支撐計劃項目（2013GS310202）；上海市科委科研計劃項目（14DZ1208401）

2015-11-24

徐麗麗（1985—），工程師，主要從事垃圾滲濾液處理設計工作。

E-mail：303965309@qq.com。