浸出水の危険性と膜法による浸出水処理の特性

埋立地浸出水は、有毒有害物質の高濃度、複雑な組成、有機物含有量の高さ、水質と水量の変動、処理が困難などの特徴を有し、環境に大きな害を及ぼします。現在、埋立液の主な処理方法は、都市下水処理場への組み込み、埋立地リサイクル、ごみ焼却発電所への焼却、廃棄物再処理などです。膜プロセスは、そのシンプルな設備、操作が容易で、排水水質が良好であることから、埋立地浸出水の処理にますます適用されています。

0 2一般的な膜処理プロセスの概要

現在、一般的な膜浸出水処理プロセスは、主に生化学（A/OまたはA 2/O）+MBR/チューブ限外ろ過+ナノろ過+逆浸透（+DTRO）です。一般的な膜浸出処理プロセスでは、各プロセスの主な機能は次のとおりです。

非膜プロセス（従来の生化学プロセスや嫌気性/好気性反応器など）は、通常、膜プロセスの前処理プロセスとして使用されます。

MBR：MBRプロセスは、埋立浸出水処理システム全体の中核であり、埋立浸出水中の有機物を除去する主な主体の1つです。現在、一般的なMBR膜コンポーネントは、主にプレート膜コンポーネントと中空繊維膜コンポーネントであり、MBRコンポーネントの2種類は、それぞれ長所と短所があり、プレートMBR膜コンポーネントは、膜間圧力差が低く、スラッジ濃度が高く、前処理要件が低く、メンテナンス洗浄頻度が低く、逆洗浄が不要で、操作が比較的簡単です。中空繊維MBR膜コンポーネントは、比較的高い充填密度、膜プール面積が小さく、膜コンポーネント設備投資が低いという利点があります。浸出水の有機物濃度が高く、同じ汚泥負荷下でMBR膜池内の活性汚泥濃度が高いほど、有機物処理能力が高くなります。

超ろ過：超ろ過は、ろ過精度が高いため、生物化学的部分によってもたらされる微生物菌体や沈殿物を下水から分離することができ、超ろ過はまた、排水中の分子量の大きい有機物の一部を除去することができます。生化学処理後の埋立地浸出液は、汚染物質の濃度が依然として高く、超ろ過プロセスに入る水は、しばしば高い濁度、色度、CODおよび重い味を有するため、埋立地浸出液処理プロセスにおける超ろ過（一般的なチューブ超ろ過）MBRの後、NFおよびROの前処理として、さらに水中の不純物を除去し、その後のプロセスの安定した動作を確保することができます。

ナノろ過：MBRまたは超ろ過プロセスで生成される水の主な汚染物質は、通常、有機物、微生物、硬度、アルカリ度、重金属です。ナノろ過プロセスは、MBRまたは超ろ過プロセスから生成される水の有機物および多価無機塩の大部分を除去することができ、その生成水は基本的に排出基準を満たすことができます。ナノろ過プロセスからの濃縮水は、一般的に埋立地またはさらなる蒸発処理に戻されます。現在、埋立液処理プロセスにおけるナノろ過システムの回収率は一般的に高く（80%~ 85%）、流入有機物含有量が高く、ナノろ過が直面する最大の問題は膜汚染とスケーリングです。浸出液ろ過処理膜素子の寿命はしばしば低い。これまでに理解されてきた埋立液処理プロジェクトの中で、ナノろ過プロセスで生産される水の水質の大部分は逆浸透水の要件を満たすことができず、一般的に色度が高く、悪臭があり、処理効果が理想的ではありません。

浸出水処理プロセスにおける逆浸透プロセスは、主に外部排水の導電率と有機物含有量を低減する役割を果たし、加えて、逆浸透プロセスは、浸出水中のイオン窒素（硝酸塩など）を大幅に保持することができ、総窒素値を低減し、最終的には排出水が国家排出基準以下に達するようにする。埋立地浸出水処理現場における逆浸透の利用については、主に以下のような問題がある。

A.は濃縮水の還流はシステムの回収率を向上させる：逆浸透またはナノろ過プロセスは、システムの回収率を向上させるために濃縮水の還流を考慮することが多く、多くの埋立液処理システムはまた、2段階の濃縮水還流ナノろ過または逆浸透プロセスを使用しています。

B.。セクション内循環ブースターポンプの使用：既知の埋立液処理現場では、多くの逆浸透処理システムは単一の濃縮水還流を設定しています（すなわち、各セクションの濃縮水はセクション内循環ブースターポンプを介してこのセクション内で循環し、セクション内の循環量は逆浸透システムの流入量の数倍です）。これにより、膜要素の入口側の流量を増加させ、膜要素を汚染する汚染物質の堆積を防止することができますが、濃縮水の大量の逆流は、セクション内の入口水質の悪化につながり、膜汚染を悪化させます。水質の悪い埋立液システムでは、逆流は頻繁な膜洗浄を引き起こし、膜素子の寿命に影響を与えます。

C.。メーター設定の問題：浸出プロジェクトは一般的に小さく、回収率を高めるために2段設計がしばしば使用されます。しかし、私たちが現場で調査した埋立液プロジェクトでは、いくつかのシステム設定監視データに問題があることが多い。例えば、2段式システムは入口と濃縮水の圧力計のみを設定し、段間圧力を監視できない、または単一の膜シェルはセグメント内循環ブースターポンプを設定しますが、膜シェルの圧力と導電率を検出できないなど、動作中に膜システムの故障をタイムリーに検出できず、最終的には膜エレメントの深刻な汚染や損傷につながります。

d.。DTRO：DTROの主な役割は、システムからの濃縮水排出量をさらに削減することですが、循環水濃度をさらに増加させることもあります。

03 生活ごみ埋め立て制御GB 16889 2008

一部の埋立地では、膜法により浸出水中の有機物を除去し、浸出水処理時のCOD排出量の基準外の問題を解決しています。中国が制定した家庭ごみ埋立汚染管理基準（GB 16889 2008）は、汚染物質の排出について関連規定を設けており、表1を参照してください。

0 4埋立地の失敗

埋立地プロジェクトの逆浸透システムが直面する主な問題点は、2つの典型的な故障事例を組み合わせて紹介されます。

ケース1は典型的な埋立液処理時に注入により膜システムが正常に機能しないケースである。このような状況は、処理された濃縮水を排出または処理できない埋立地浸出水プロジェクトでしばしば発生し、最終的な結果は、しばしば流入水の塩分濃度が高すぎるため、逆浸透膜システムが動作し続けることができません。このプロセスは通常、約2~3年で現れます。また、現地調査によると、導電率2000~3000us/cmの水源を用いて逆浸透水を模擬した初期設計の場合、逆浸透産水の導電率および産水量はほぼ正常であったが、浸出液に切り替えた後、脱塩率が大幅に低下した（表3参照）。

また、ケース1の調査では、浸出水を流入水として使用すると、同じ位置の膜殻の生成水の導電率が時間とともに急速に上昇することがわかりました（表4）。

生産量が低すぎるため、各膜シェルの生産量は流量計に表示できません（つまり、生産量は流量計の下限に達していません）が、各膜シェルの水サンプリング管で得られた単一膜シェルの水の導電率は時間とともに急速に増加しており、膜表面に濃度差分極が発生していることを示しています。これは主に単一膜シェル内の循環ポンプのシステム設計により、濃縮水が継続的に戻り、元のシステム設計範囲を超えて深刻な濃度差分極を引き起こします。

その後の膜素子の性能測定結果では，3年近く使用しており，外観に汚染の痕跡が多いにもかかわらず，標準評価条件下での脱塩率の減衰は顕著ではないことが分かった。以下の表（表5）を参照。

ケース2は典型的な逆浸透障害の一例と考えることができ、新システムの不適切な設置や逆浸透システムの高圧差により、膜シェルの一部の膜エレメントとコネクタとの間に漏れが発生し、一部の膜シェルの生産水質が悪化し、全体の生産水質に影響を及ぼします。

0 5埋立地の故障分析と改善提案

現場調査により、埋立地における膜浸出水処理プロジェクトには以下の問題点があることがわかりました。

1）膜汚染が速く、頻繁な洗浄、より多くの動作障害、膜素子の寿命は一般的に短い。

機器、パイプライン、機器の腐食はより深刻です。

3.濃縮水の再注入は、流入水の塩分含有量を年々増加させ、逆浸透膜システムの運転が困難になります。

逆浸透システム自体の濃縮水の還流も、埋立液プロジェクトの膜要素の寿命を短くする重要な理由です。

フィールド機器設定は、しばしば機器の動作監視のニーズを満たしていません。

現在の埋立プラント運転プロジェクトの調査結果から、以下の改善点を考慮する必要があります。

システム監視データの正確性を確保するために、機器や機器のタイムリーなテストと交換;

濃縮水を排出できないプロジェクトについては、高濃度廃水を固形廃棄物に変換する蒸発結晶化法が考えられます。その後のごみ焼却プロジェクトでは、最終的な濃縮水が焼却炉で焼却される可能性があります。

タイムリーな化学洗浄、システム性能を回復できない場合は、膜交換部品を考慮して、各セクションの水質を確保します。

（4）再注入により流入水の塩分濃度が高すぎ、正常に動作しないシステムについては、元の汽水膜素子の代わりに海水膜や高圧逆浸透膜素子の使用を検討することができますが、このソリューションの選択は、既存の機器の対応する変更を検討する必要があります。高圧ポンプをより高いヘッド、高グレードの圧力パイプラインに交換し、既存の計器範囲が高すぎる塩分含有量と一致しているかどうか、既存の薬剤が新しい条件で役割を果たすことができるかどうか、新しい種類の薬剤を交換する必要があるかどうかなど、このプログラムは、濃縮液の継続的な再注入、逆浸透水の循環濃縮、最終的には依然として高すぎる塩分含有量につながり、逆浸透システムが動作しない結果となります。したがって，循環液濃縮の問題を解決するためには，システム内で無制限に循環濃縮するのではなく，固形廃棄物排出システムへの転換を検討する必要がある。

逆浸透水やナノろ過濃縮水の処理には、灌漑水やその後の蒸発結晶化水の有機物含有量を低減するための高度な酸化技術を検討することができる。

0 6ビジョンと思考

各地のごみ焼却発電所プロジェクトの出現により、埋立地における浸出膜法による濃縮水排出の問題をある程度解決することができます。また、有機物濃度が高く、生化学的性能が優れた灌漑についても、嫌気性プロセス処理を検討し、有機物をさらにリサイクルし、廃棄物を宝物にすることができますか。いずれにせよ、浸出水処理プロセスにはまだ多くの問題があります。