探究在垃圾渗滤液处理中膜分离技术的应用

     垃圾渗滤液将对生态环境造成不利的影响,因而在处理垃圾的过程中,应该科学的处理垃圾渗滤液。膜分离技术有着低能、稳定、高效等的优点。本文分析了垃圾渗滤液的主要特点,并研究了垃圾渗滤液处理中膜分离技术的应用并研究了防治膜污染的措施,期望可以降低处理成本,提升处理速度。

1 垃圾渗滤液的特点

1.1污染物质的种类比较多

在垃圾渗滤液中包含了很多可降解与难降解的有机污染物质、重金属物质、氨氮与有毒物质等。

1.2 COD与BOD5浓度较高

在垃圾渗滤液中污染物质的浓度是比较高的,尤其是COD与BOD5的浓度是很高的。垃圾填埋的时间将对垃圾渗滤液的可生化性造成一定的影响,填埋时间越长,垃圾渗滤液的可生化性也就越低。

1.3氨氮含量比较高

在垃圾渗滤液中含有较多的氨氮元素,随着填埋时间的增加,有机氮将转变为无机氮,垃圾渗滤液中的氨氮浓度也会不断的增高。在垃圾渗滤液中含有的磷元素是比较少的,尤其是溶解性磷酸盐浓度也比较低。

1.4金属含量比较高

在垃圾渗滤液中含有多种金属离子,这些金属离子的浓度差别也比较大。随着垃圾填埋时间的增长,垃圾渗滤液的水质也将发生改变。在处理垃圾渗滤液的时候很可能会出现膜污染的问题,膜污染主要就是由废水中的无机质、溶胶等物质造成的,这些物质在处理的时候将附着在膜孔的内部或者是表面,进而影响处理速度。

膜污染可以划分为膜孔污染与膜外污染这两种。膜污染会对处理效果造成不利的影响,因而在使用膜分离技术处理垃圾渗滤液的过程中应该依据实际情况,采取有针对性的措施降低膜污染对处理效果的不良影响。

2 垃圾渗滤液处理中膜分离技术的应用

2.1微滤

微滤处理技术是利用压力差来作为动力的一种膜分离技术,其主要是利用垃圾渗滤液中的微粒粒径来实现处理垃圾渗滤液的目的。通常情况下微滤膜孔径为0.02-1.2µm,孔径是比较大的,一般都是使用平均孔径来表示滤膜的截留性。

在压力差的作用下,一些粒径比较小的颗粒将随着液体经过微滤膜,而粒径比较大的颗粒将会被截留下来,实现分离不同粒径颗粒的目的。膜通常使用机械截留、吸附截留、架桥截留及网络内部截留这几种截留方式。微滤膜还有着吸附的特点,其可以用于去除悬浮物质、大颗粒胶体及一些微生物等。

由于微滤膜的孔径比较大,其只能过滤垃圾渗滤液中粒径比较大的一些胶体与悬浮物质,并不能有效的去除粒径较小的污染物质。因而,微滤膜数量技术并不能用于深度处理,其主要用于其他膜分离技术或者是其他物理化学技术部的预处理技术。经过研究其他文献我们可以得知,使用微滤膜处理技术可以有效提升垃圾渗滤液的水质,可以达到反渗透膜进水的要求,有效减少了反渗透膜的污染,提升了产水水质。

2.2超滤

超滤是处于微滤与纳滤之间的处理技术,是使用压力作为动力的分类技术,超滤膜的孔径是在0.01-0.001µ。在压力的作用下,超滤膜可以截留一些大分子有机物质、交替及微粒,一般情况下超滤膜的截留分子质量在1000-300000。

使用超滤膜可以去除垃圾渗滤液中的一些大分子、胶体及微粒等物质,实现分离、净化的目的。虽然超滤膜可以截留垃圾渗滤液中的大分子物质、胶体等,但是处理效果并不是很好,并不能达到排放的标准,因此超滤膜分离技术不适用与深度处理技术。近几年,超滤膜处理技术的应用比较广泛,通常情况下超滤膜与微滤膜均用于纳滤或者是反渗透的预处理技术。2.3纳滤

纳滤是一种处于超滤与反渗透之间的膜分离技术。纳滤膜在处理过程中有以下两个特点:首先,通常情况下膜孔径在0.001-0.0001µm,可以有效处理垃圾渗滤液中的一些小粒径的分子,其截留分子质量为200-1000。其次,膜表面有电荷,并且针对不同的电荷护着是阴离子的电位效果也是不同的。

由于纳滤膜的这些特点,对于不同价态的例子的截留能力也是不同的,可以去除绝大部分的高价金属离子。纳滤膜分离技术可以有效的截留垃圾渗滤液中的有机物质、金属盐等,因而此技术在制药、化工及食品企业中得到了广泛的应用,其在垃圾渗滤液处理工作中得到了广泛的应用。由于纳滤膜分离技术可以有效的截留垃圾渗滤液中的有机物质、金属盐、无机物质等,其可以为了深度处理技术。

2.4反渗透

反渗透指的就是与溶液自然渗透反方向的渗透,也就是溶剂由高浓度向着低浓度渗透的一个过程。通常情况下,反渗透膜孔径在1nm以下,是利用反渗透膜两侧的静压差作为动力的。反渗透膜可以截留大部分的例子及小分子物质,只允许水通过。反渗透膜可以有效的截留有机物质、金属盐、胶体粒子等物质,现阶段主要使用在海水淡化、污水处理等工作中。

3 膜污染的处理方法

3.1膜材料改性

膜材料将对化学稳定性、耐污性能造成一定的影响,因此应该使用新型的膜材料来防止膜污染问题。在处理垃圾渗滤液的过程中,原液的成分并不相同,在选择膜材料的过程中应该依据水质的特点及处理的需求选择合适的膜材料。

因而,在研发过程中,应该主要分析膜材料的改性问题,研发复合型材料,提升膜的化学稳定性及耐压性。经过研究我们发现,膜的亲水性越低其越容易被污染,在实际工作中主要有膜材料改性及膜表面改性这两种方法,为了提高膜的亲水性、降低膜污染的速度,可以使用纳米可以实施超滤膜改性。为了实现膜表面改性的目的,可以将渗透膜表面添加海因衍生物,改性之后可以有效提升反渗透膜的耐污性能。

3.2改善膜清洗技术

即使采用的膜材料都是科学的,但是在处理过程中还是会出现膜孔堵塞或者是膜表面凝胶层污染等的问题。根据研究我们可以发现,可以使用膜清洗的方式来处理膜污染的问题。我们可以将膜清洗划分为化学清洗及物理清洗这两种清洗方法,化学清洗需要使用络合物、酸、碱等物质来清洗膜,有效的清洗膜污染物质,但是这种清洗方法很可能出现二次污染的问题;物理清洗是利用超声波、气水反冲洗等的方法来清洗膜污染物质,但是这种清洗方法将会影响膜通量,同时这种清洗效果不够好。因而,在实际工作当中可以把这两种清洗方式结合在一起,可以有效提高清洗效果。

3.3确保渗滤液预处理的有效性

假如垃圾渗滤液中含有大分子有机物质、固体颗粒、胶体等并没有经过预处理就使用膜分离技术进行处理,将增加膜污染的机率,因而为了降低膜污染的机率应该对垃圾渗滤液进行预处理。目前,可以使用的垃圾渗滤液预处理技术为生物法、絮凝组合、机械过滤等,要依据垃圾渗滤液的位置、年龄来选择合适的预处理防范,以免影响处理效果。

4 结语

总之,垃圾渗滤液的水质变化较大、成分较为复杂,这种渗滤液是很难降解的,传统的处理方法并不能有效处理垃圾渗滤液,而使用膜分离技术可以有效处理垃圾渗滤液,提升了处理的效果及速度。