碟管式反渗透膜设备用于垃圾渗滤液处理与回用的研究

摘要

本论文重点研究了碟管式反渗透技术处理垃圾填埋渗滤液的效能及影响因素,膜污染的特点、清洗及防治,出水水质,系统稳定性及影响因素.同时将渗滤液的全面管理纳入垃圾填埋场的管理体系内,通过中试试验研究了反渗透浓缩液回灌对渗滤液水质及填埋场稳定化的影响.长生桥填埋渗滤液采用二级碟管式反渗透串联方式,除系统内置过滤预处理外,不需要其他的预处理,处理能力500m<'3>/d,系统产水量400m<'3>/d,系统回收率80％.DTRO对渗滤液中的污染物质具有良好的截留性能且稳定性高,电导率、COD、BOD<,5>、NH<,3>-N和SS的截留率分别达到99.8％、99％、98％、95％和99.9％,出水达到生活杂用水标准,通过色谱一质谱联机技术证明了水质的安全性,可回用于洗车及景观绿化.采用SEM-EDX技术分析了碟管式反渗透膜污染的形态结构和无机成分组成,采用FT-IR分析了污垢层中的有机成分.浓缩液回灌对有机污染物有很好的去除效果,浓缩液回灌至厌氧垃圾填埋体对COD的去除率为81.56％,BOD<,5>去除率为82.5％;浓缩液回灌至好氧垃圾填埋体对COD的去除率为91％,BOD<,5>去除率为98.69％.浓缩液回灌至陈腐垃圾填埋体后,前10周有机污染物的去除率略高于回灌至新鲜垃圾填埋体,但10周后去除率基本相同.渗滤液回灌和浓缩液回灌对NH<,3>-N的去除率均在60％-70％左右.水力负荷是影响浓缩液回灌效果的重要因素之一.有机负荷影响浓缩液回灌效果的重要因素之一.一定有机负荷范围内,回灌次数的增加有利于COD去除率的提高,但一天内的回灌次数不宜超过6次.长生桥渗滤液处理工程的总投资是1981万元,每吨渗滤液投资为3.962万元,运行维护成本15.54元.根据对长生桥DTRO渗滤液系统多方面的分析,作者提出如下优化工艺流程:渗滤液→调节池→生化处理→砂滤→芯式过滤→DTRO单元→外排或回用.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题研究背景

1.1.1垃圾填埋渗滤液的产生及组成

1.1.2渗滤液水质的影响因素

1.1.3渗滤液的危害及治理的迫切性

1.2国内外渗滤液处理技术综述

1.2.1生物处理技术

1.2.2土地处理技术

1.2.3物化处理技术

1.2.4膜技术

1.3国内渗滤液处理工程现状及发展方向

1.3.1渗滤液处理工程应用工艺的发展历程

1.3.2我国渗滤液处理存在的问题及研发方向

1.4课题研究目的、意义及主要内容

1.4.1研究目的及意义

1.4.2主要研究内容

第2章研究设备及分析方法

2.1长生桥渗滤液处理工艺流程

2.1.1渗滤液处理工艺流程

2.1.2渗滤液处理系统设计参数

2.2 DTRO系统的工作原理

2.2.1膜组件的结构及工作原理

2.2.2 DTRO膜组件的工作原理

2.3浓缩液回灌的中试试验研究设计

2.4测试项目及分析方法

2.5本章小结

第3章DTRO系统处理填埋渗滤液的效能研究

3.1重庆市长生桥垃圾卫生填埋场概况

3.2长生桥填埋渗滤液的组成成分

3.2.1长生桥填埋垃圾的组成成分

3.2.2长生桥垃圾填埋场渗滤液的组成成分

3.3 DTRO系统除污染效能

3.3.1电导率的去除

3.3.2 COD的去除

3.3.3 BOD5的去除

3.3.4 NH3-N的去除

3.3.5 pH的变化

3.3.6 DTRO总去除效能

3.4 DTRO系统出水水质及回用

3.4.1 DTRO系统出水水质

3.4.2 DTRO系统出水有机物检测

3.5 DTRO系统运行性能及影响因素

3.5.1水通量

3.5.2系统脱盐率

3.5.3运行压力

3.5.4运行温度

3.5.5浓缩液循环系统性能方程的推导

3.6本章小结

第4章膜污染的分析及防治

4.1膜污染的类型及分析方法

4.1.1膜污染的类型

4.1.2膜污染的分析方法

4.2 DTRO膜污染分析

4.2.1试验准备

4.2.2污染膜的电镜扫描分析

4.2.3膜污染的线扫描分析

4.2.4膜污染的FT-IR分析

4.3膜污染清洗研究

4.3.1膜污清洗类型

4.3.2 DTRO污染膜片清洗研究

4.3.3 DTRO工程清洗实践

4.3.4膜污染清洗周期判断方法的改进

4.4膜污染机理分析

4.4.1膜污染的影响因素

4.4.2膜污垢层的形成机理及过程

4.5减缓DTRO系统膜污染措施的改进

4.6本章小结

第5章反渗透浓缩液回灌的研究

5.1反渗透浓缩液处理技术

5.2浓缩液回灌技术概述

5.2.1生物反应器填埋场技术

5.2.2回灌型生物反应器填埋场的结构

5.2.3回灌的方式

5.2.4浓缩液回灌的可行性

5.3浓缩液回灌对填埋场特性影响的试验研究

5.3.1回灌浓缩液的水质及回灌量

5.3.2浓缩液回灌对渗滤液水质的影响

5.3.3浓缩液回灌对垃圾堆体稳定化的影响

5.4浓缩液回灌的影响因素

5.4.1有机负荷的影响

5.4.2水力负荷的影响

5.4.3回灌频率的影响

5.4.4 pH的影响

5.5本章小结

第6章DTRO系统经济分析

6.1 DTRO系统的经济分析

6.1.1 DTRO系统的投资费用

6.1.2 DTRO系统的运行费用

6.2 DTRO系统处理渗滤液的经济可行性

6.2.1 DTRO系统与同地区原处理工程的经济比较

6.2.2 DTRO与其它渗滤液处理工艺的技术经济比较

6.2.3优化工艺流程的提出

6.3本章小结

结论

参考文献

攻读博士学位期间所发表的学术论文

哈尔滨工业大学博士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学博士学位论文使用授权书

致谢

个人简历