垃圾滲濾液行業-DTRO的圈內秘密!
近兩年,垃圾&環保相關的新聞資訊非常多,不管是前端垃圾的分類倡導,還是末端垃圾滲濾液的處理,已然從國家層面開始普及到了個人,呈現出非常良好的環保風貌。
目前我國垃圾處理主要有填埋、焚燒、堆肥等方式,其中填埋的方式最多,其次是焚燒,焚燒工藝占比有逐年上升的趨勢。
垃圾滲濾液主要來源于垃圾填埋場和垃圾焚燒廠,區別在于填埋場滲濾液中會有自然降水進入,而焚燒場的垃圾常規堆放于類似庫房的場所,瀝出滲濾液后垃圾去焚燒,無外界水分引入,所以常規焚燒場滲濾液濃度高于填埋場。
在近幾年的中央環保督查中,滲濾液處理問題時有通報,如填埋場老齡化,碳氮比失調,脫氮問題,膜后濃縮液回灌造成填埋場內滲瀝液鹽類富集,處理工程能耗偏高,滲濾液去向不明等,如何將其合理處理處置一直是環保領域的一大課題。
隨著市場需求的出現,DTRO--蝶管式反滲透技術出現在垃圾滲濾液處理企業的視線里。
Part01 DTRO技術
DTRO(碟管式反滲透)由德國人發明并申請專利,最初的應用方向就是針對填埋場垃圾滲濾液的處理,于1988年開始第一個案例應用。
2003年由北京天地人從德國引進DTRO技術,并將DTRO技術應用于國內垃圾滲濾液處理。
DTRO膜材料其實性能整體上跟我們常規涉及的卷式RO膜材料基本一樣,只是在組器設計上,采用全開放式流道設計,組成了一種新型的設備設備,具有獨特的運行優勢。
下面是DTRO技術的基本介紹:
DTRO設備主要由膜片、導流盤、密封圈、中心拉桿、膜殼等組成。
和其他卷式膜組件相比,DTRO主要具有以下三個明顯的特點:1. 流道寬,膜片之間的流道加寬,采用完全開放式流道;2. 流程短,具有較高的膜面流速;3. 湍流程度高,導流盤具有特殊結構設計,可以形成高速湍流,具有優異的抗污染能力。
基于DTRO的這些特點,DTRO在垃圾滲濾液處理過程中,主要有以下優勢:
常規DTRO設備一般分為中壓、高壓、超高壓三個等級。中壓一般對應75bar;高壓一般對應90bar、120ar;超高壓一般對應160bar。三類設備膜片面積、膜片數量、導流盤個數、長度等均基本一致。
在目前主流的DTRO項目系統中,以70bar、90bar、120bar的設備為主。在綜合考慮投資和運行等經濟性的情況下,常規含氯化鈉含鹽類項目,設計濃縮終點濃度一般為8-10%;硫酸鈉含鹽類項目,設計濃縮終點濃度一般為10-12%。
03年引進DTRO技術后,通過消化、吸收,目前國內已經基本形成了自主的DTRO技術,涉及研發、生產加工、工程應用等。
目前國內大的公司一般考慮購買核心的DOW反滲透膜材料,然后根據設備標準裁剪膜片,配套隔網,采用超聲波等焊接技術,得到復合膜片。然后配套其他配件,組裝成合格的DTRO產品。
Part02 垃圾滲濾液DTRO處理工藝
垃圾滲濾液一般具有以下特點:高有機物、高氨氮、高懸浮固體和高含鹽量等。
老的填埋場基本以生化處理為主,在早期新建的填埋場,垃圾滲濾液相對而言,含鹽量低、可生化性高。
垃圾填埋場常規使用年限約為10-15年,常規使用5年后,垃圾滲濾液成分會發生比較大的變化,國內某企業統計數據如下:
垃圾滲濾液存在極大的環境污染風險,可能導致重大環境污染事故。為了解決這些污染風險,就要盡快對這些垃圾滲濾液進行應急處理。DTRO技術的應用開始普及。
首先,主要針對于一定年限后的老廠,出水水質不達標情況下,或者壽命到期,面臨封廠的老廠,一般會考慮DTRO膜技術為主的工藝系統進行應急處理。而且這種情況下,很多BOT運營模式的項目也應運而生,50T、100T、200T、500T等標準化集裝箱式設備也開始普及起來。
其次,針對于新的垃圾填埋場,特別是2008年垃圾滲濾液排放指標國家提標后,考慮到項目的整體規劃,目前一般也會考慮DTRO膜為主的工藝包系統配套。
考慮到各填埋場垃圾滲濾液的水質差異性,目前處理垃圾滲濾液的組合工藝包較多。方向上,國內外滲濾液處理工藝中,生化處理是主體,物化處理為預處理,膜處理為后續處理系統。
目前國內常見的垃圾滲濾液處理工藝:(1)MBR+卷式NF+卷式RO;(2)MBR+單級DTRO;(3)兩級DTRO。
其中含DTRO工藝的常規工藝包如下:
盡管目前DTRO工藝包應用非常普遍,但是我們知道這些都是應急措施,沒有解決根本問題。常規填埋場的DTRO濃水均采用回灌的方式處理,長期的內循環,COD、鹽等會造成雜質的逐步累積,從而影響系統穩定性。
目前多年的垃圾滲濾液處理運行實踐已證明,主流工藝包中的垃圾滲濾液DTRO濃水回灌,已經陸續反饋出眾多問題:1. 系統水回收率下降;2. 出水水質下降;3. 運行成本增加。
基于上述這些問題,在某些地區,垃圾滲濾液的處理也不得不考慮零排放,常規還會配套納濾分鹽、蒸發等系統,但是由于垃圾滲濾液水質的特點,目前市場反饋,后續這些系往往都運行不穩定,需要增加多級COD去除等預處理工藝。
除了目前主流的RO、STRO、DTRO等脫鹽濃縮工藝,在垃圾滲濾液的處理系統,還有FO、ED等工藝可以考慮,目前市面上也有一些研究所在做相關工藝開發。
其中FO具有更好的抗污染性能、出水水質好,但是投資上具有一定劣勢,另外汲取液也需要配套相應的濃縮系統,配套的工藝流程會增加,而且FO的濃水跟DTRO的濃水具有同樣的問題,含鹽、COD等雜質混合物。
其次ED具有COD和鹽分離的功能,比較適合做零排放工藝包。COD與分離后,高含鹽廢水進蒸發,COD廢水進生化或其他處理系統。
Part03 膜品牌、DTRO廠家
國內應用情況而言,毫無疑問,DTRO進口品牌主要以Pall、Rochem為主,其次還有Nanostone、Grimm&wulff、Rotreat,其中某些品牌核心技術上都非常有淵源。
國內DTRO情況,方式1:采購DOW反滲透膜材料,其余國內完成配套;方式2:直接進口或在代理商那邊采購膜柱;方式3:采購國內組裝好的DTRO膜柱;方式4:采購進口膜材料,然后分段找加工商進行加工組裝,最終標自主品牌。
目前垃圾滲濾液處理領域,涉及DTRO膜設備的主要廠家、相關知名設計院名單如下:(僅供參考)
目前國內DTRO推廣力度較強,存在需求的情況下,越來越多的工程公司也參與進來。但是填埋場垃圾滲濾液的DTRO處理工藝相對成熟,真正的大公司已然在陸續開發新的組合工藝,瞄準零排放的發展方向,集中突破RO濃水的處理。
Part04 結束語
針對于垃圾滲濾液行業,目前我們側重點都在末端處理,僅僅聚焦在排放標準上。其實有點本末倒置。其實我們應該更加關注滲濾液怎么產生、怎么防止,有效地從源頭抓起,降低末端處理難度。
2019年7月1日上海開始實行嚴格的垃圾分類,后續也會普及到其他46個重點城市,這無疑是非常不錯的政策管理措施。
通過源頭、過程、末端等各環節嚴格管控,后續垃圾滲濾液的處理將會更加便捷,配套的垃圾滲濾液處理工藝包投資成本和運行成本也會更經濟。
拭目以待!

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