1技術(shù)特點
1.1碟管式反滲透的核心——膜柱簡介
碟管式膜系統(tǒng)的核心是由碟片式膜片、導(dǎo)流盤、O型橡膠墊圈、中心拉桿和耐壓套管所組成的膜柱。碟管式膜柱有大膜柱和小膜柱兩種。小膜柱直徑為200毫米,長1000毫米,有170個導(dǎo)流盤和169個膜片;大膜柱直徑為214毫米,長1400毫米,由210個導(dǎo)流盤和209個膜片構(gòu)成。膜片和導(dǎo)流盤間隔疊放,O型橡膠墊圈放在導(dǎo)流盤兩面的凹槽內(nèi),用中心拉桿穿在一起,置入耐壓套管中,兩端用金屬端板密封。
1.2DT-RO技術(shù)特點
與其他膜組件(卷式封裝)相比,碟管式反滲透具有以下三個明顯的特點(表3-1):
Ø 通道寬:膜片之間的通道為6mm,而卷式封裝的膜組件只有0.2mm;
Ø 流程短:液體在膜表面的流程僅7cm,而卷式封裝的膜組件為100cm;
Ø 湍流行:由于高壓的作用,滲濾液打?qū)?dǎo)流盤上的凸點后形成高速湍流,這種湍流的沖刷下,膜表面不易沉降污染物。在卷式封裝的膜組件中,網(wǎng)狀支架會截留污染物,造成靜水區(qū)從而帶來膜片的污染。
以上三個特點,決定了碟管式反滲透技術(shù)在處理滲濾液時可以容忍較高的懸浮物和SDI,通俗一點講,就是不會堵塞。同時,這三個技術(shù)特點體現(xiàn)在具體實踐中,使碟管式膜技術(shù)有如下幾個工程特點:
Ø 膜組的結(jié)垢少,膜污染輕,膜壽命長
DT-RO的特殊結(jié)構(gòu)及水力學(xué)設(shè)計使膜組易于清洗,避免了結(jié)垢和其他膜污染,從而延長了膜片壽命。用于DT-RO的膜片壽命可長達(dá)2年以上,甚至更長。
Ø 不依賴于預(yù)處理,具有良好的穩(wěn)定性、安全性和適應(yīng)性
由于DTRO膜組具有特殊的水力學(xué)設(shè)計,DTRO膜組不用預(yù)處理可以直接處理滲濾液,使之適于處理高渾濁度和含砂系數(shù)高的廢水。對于一般的反滲透系統(tǒng),進(jìn)入膜組的廢水渾濁度不能超過1,含砂系數(shù)不能超過3。為使進(jìn)水達(dá)到上述指標(biāo),往往需要比較復(fù)雜的前過濾和化學(xué)處理。由于DTRO膜片和導(dǎo)流盤之間有比較寬敞的通道,進(jìn)入膜組的廢水渾濁度可達(dá)到4,而含砂系數(shù)也可達(dá)到40。這樣,只需要簡單的砂濾器和精濾器就能滿足膜組系統(tǒng)的要求。在具體工程中,預(yù)處理系統(tǒng)可有可無。對于有預(yù)處理的系統(tǒng),無論預(yù)處理環(huán)結(jié)是否高效、穩(wěn)定,反滲透系統(tǒng)都可以穩(wěn)定的達(dá)標(biāo)出水。同時由于不依賴于生物處理,碟管式反滲透對填埋場各個階段的滲濾液具有良好的適應(yīng)性。
Ø 具有十分可靠的處理效果
到目前為止,國外十幾年來243個滲濾液處理工程實例無一例失敗。碟管式反滲透設(shè)備在國內(nèi)十余個垃圾廠的處理實例,無一例因堵塞導(dǎo)致效果受影響。
Ø 安裝、維修簡單,操作方便,自動化程度高
由于DTRO系統(tǒng)采用的管道、零備件大多是標(biāo)準(zhǔn)件,安裝、維修比較方便。同時,系統(tǒng)內(nèi)的膜片可以單獨抽換,不像卷式膜或中空纖維膜那樣,只要一處膜片損壞,就得更換整個膜柱,這樣就降低了DTRO系統(tǒng)的維護(hù)費用。該系統(tǒng)所有操作由計算機控制,具有先進(jìn)的自動檢測和顯示系統(tǒng),自動化程度高,操作方便。
Ø 系統(tǒng)可擴充性強
根據(jù)需要可增加一級、二級或高壓膜組。即隨著處理規(guī)模的增減而增減膜柱數(shù)量,隨著水質(zhì)要求的提高而增加第二級或第三級反滲透系統(tǒng)。
工程特點
(1)處理效果長期穩(wěn)定可靠
DT-RO反滲透技術(shù)處理垃圾滲濾液在國外成功運行已有十四、五年的歷史。系統(tǒng)適應(yīng)性極強,處理效果不受外界條件影響(氣候、水質(zhì)波動)而變化。膜組件有高度穩(wěn)定的截留功效,因此系統(tǒng)對滲濾液進(jìn)水水質(zhì)適應(yīng)性很強,即使進(jìn)水BOD5>40000mg/L、COD >62000mg/L、SS >4000mg/L、 NH3-N >4000mg/L時系統(tǒng)仍能正常運行。系統(tǒng)對各種極其惡劣的進(jìn)水水質(zhì)條件如B/C比極低的情況下或不宜的處理效果常年穩(wěn)定可靠。
(2)節(jié)約土地
用DT-RO反滲透設(shè)備處理垃圾滲濾液具有突出的節(jié)省占地的優(yōu)勢。具體體現(xiàn)在以下幾個方面:
a. 系統(tǒng)對進(jìn)水水質(zhì)的適應(yīng)性極強,對調(diào)節(jié)池容積的要求很低,區(qū)別于其它傳統(tǒng)生化處理工藝,一般情況下不需由調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)調(diào)節(jié),因此不必興建較大容積的調(diào)節(jié)池。例如日處理規(guī)模幾百噸的滲濾液處理廠只需要幾百立方米左右水池即可滿足使用。從工程的角度來講,還相應(yīng)地節(jié)省了輔助設(shè)施如道路、邊坡、綠化等的建設(shè)用地。
b. 處理工藝中不含生化處理過程,因此又可節(jié)省大量生化處理所需的占地面積。以一個日處理500m3的滲濾液處理廠為例:
傳通生化處理部分占地面積(不含道路及輔助面積)約為3200m2。而其它輔助設(shè)施如鼓風(fēng)機房、污泥脫水間、深度處理工房等占地面積約400~500m2。
使用DT-RO反滲透處理工藝,反滲透裝置及相應(yīng)輔助設(shè)備(儲罐除外)被安裝在三只標(biāo)準(zhǔn)的40英尺集裝箱內(nèi),集裝箱尺寸為12.192m×7.5m×2.435m(h),儲罐及管路連接部件占地約11m×8m,除此之外,僅需配套修建一座面積200m2左右的濃縮液貯池。DT-RO反滲透處理系統(tǒng)用地面積不足生化處理系統(tǒng)占地的1/10。
在城市土地日越趨緊張的今天,節(jié)省每一寸土地都會為業(yè)主帶來可觀的經(jīng)濟效益。將節(jié)約土地省下的資金用于有效提高處理設(shè)備的水平、改善操作環(huán)境、提高出水質(zhì)量,這也應(yīng)該是每一位業(yè)主的愿望。
(3)節(jié)約土建工程投資
調(diào)節(jié)池容積的減少以及生化處理系統(tǒng)池容的減少將使整個處理工程的土建投資費用大幅降低。這一優(yōu)勢在發(fā)達(dá)地區(qū)更能顯現(xiàn)出優(yōu)勢。
一般情況下,在較偏遠(yuǎn)地區(qū)投資滲濾液處理廠,若采用DT-RO處理工藝,可節(jié)約土建工程投資1/2~2/3,而在較發(fā)達(dá)地區(qū)則節(jié)約的土建工程費用更多,約為2/3~4/5。
(4)設(shè)備可移動
設(shè)備可根據(jù)業(yè)主的需要選用集裝箱式、車載式或室內(nèi)組架式案裝。
資金不足或水量較小的城市和地區(qū),可考慮選擇集裝箱式或車載式設(shè)備,以便在必要的時候移動設(shè)備,用有效的資金處理更多的垃圾滲濾液。
2應(yīng)用領(lǐng)域
城市垃圾、海軍、艦船等小規(guī)模海水淡化、化工、采礦等行業(yè)、飲用水安全保障、野外施工人員、野營部隊等飲用水保障
3經(jīng)濟與社會效益分析
(1)DT-RO技術(shù)開發(fā)完成設(shè)備國產(chǎn)化可降低成本,為大范圍應(yīng)用打下基礎(chǔ)造價偏高是制約碟管式反滲透技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用于各級垃圾場的主要原因,國產(chǎn)化后投資的降低將有利于碟管式反滲透除了在現(xiàn)有大中城市高級別垃圾處理場應(yīng)用外,大范圍應(yīng)用于中小城市垃圾場。
垃圾處理作為市政基礎(chǔ)設(shè)施,投資基本來源于政府。據(jù)報道,未來幾年,中國在垃圾處理設(shè)施方面的投資將超過600億元,按垃圾滲濾液處理投資占總投資的10%計算,則為60億元。根據(jù)國家即將出臺的新的垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)中滲濾液排放標(biāo)準(zhǔn),碟管式反滲透作為僅有的可確保達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的成熟技術(shù)之一將占據(jù)至少30%市場,約18億元,如果通過國產(chǎn)化降低投資20%,將在未來幾年為國家節(jié)省約4億元的投資。
碟管式反滲透系統(tǒng)能夠有效保證排放達(dá)標(biāo),徹底阻斷垃圾填埋場對環(huán)境的二次污染,進(jìn)而真正達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的。因此投資成本的降低,使碟管式反滲透技術(shù)更多走入中小城市,為中小城市的環(huán)保做出貢獻(xiàn)。
(2)DT-RO技術(shù)彌補我國該領(lǐng)域空白,為膜行業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。目前,國內(nèi)將近有1300多家大大小小的生產(chǎn)廠家引進(jìn)國外技術(shù)生產(chǎn)卷式膜,但尚沒有廠家能夠生產(chǎn)碟式膜。該項目的建設(shè)將彌補我國該領(lǐng)域空白。隨著碟式膜的國產(chǎn)化,將會把膜領(lǐng)域最先進(jìn)的封裝技術(shù)引到中國,將對傳統(tǒng)卷式膜形成挑戰(zhàn),為整個膜行業(yè)的創(chuàng)新提高注入一股新力量,為中國膜行業(yè)的發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。
(3)為海水淡化、化工等行業(yè)水處理提供新的國產(chǎn)化解決方案。碟管式反滲透國產(chǎn)化后將以更有競爭力的價格進(jìn)入海水淡化、化工、采礦等領(lǐng)域,這些行業(yè)原本依靠卷式膜或其他傳統(tǒng)工藝,引入碟管式反滲透技術(shù)將提高處理效果,與卷式膜相比還可以提高凈水產(chǎn)量。
(4)為飲用水安全保障、野外勘探、軍隊保障等提供解決方案。碟管式反滲透高度集成并能直接處理任何高濃度水源的特點,使其可方便裝載于各類車輛上,作為飲用水安全保障、野外工作飲水保障等多用途移動式保障用水設(shè)備。
該技術(shù)是歐洲海軍的專用艦艇供水裝備,我國海軍艦艇也多采用該技術(shù),但全部依賴進(jìn)口,軍用依賴進(jìn)口將大大限制我國軍隊作戰(zhàn)能力,如果實現(xiàn)國產(chǎn)化,將為我國軍隊建設(shè)做出巨大貢獻(xiàn)。
(5)為制藥行業(yè)帶來重大變革
傳統(tǒng)需要濃縮蒸餾的工藝可完全被碟管式反滲透所替代。因為膜技術(shù)屬于單純的物理分離,因此在制藥過程中可確保藥品品質(zhì)不變,同時一個工藝即可替代一個傳統(tǒng)的工藝鏈,不僅節(jié)省投資、占地,還能提高濃縮效果。