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題名の通り、ナノフィルトレーションによって得られる濃縮液には、どのような有効な処理方法があるのでしょうか?
1、リサイクル灌漑 リサイクル灌漑とは、埋立地をごみを充填材とする生物濾過層として利用することである。リサイクルされた濃縮液が上から下へと埋立層を流れる過程で、その中の有機汚染物質は埋立廃棄物中の微生物によって分解される。リインジェクション処理において、リインジェクション量、リインジェクション頻度、およびリインジェクトされる汚染物質の濃度は、最も重要な3つの制御パラメーターである。 ドイツでは1986年から逆浸透によって濃縮された液体を埋立地に戻して処理してきました。実際の運用結果から、関連する埋立地の特性を十分に考慮した設計のもとで、長期にわたってこの処理方法を用いることで、埋立地から排出される浸出液中の主要な汚染物質の濃度に顕著な変化は見られないことが確認されています。蒋宝軍、李俊生らは、重慶の長生橋ごみ埋立地から得られた浸出液をDTROで濾過した濃縮液を用いて再注入実験を行った。その結果、この濃縮液の再注入処理は技術的に可能であり、再注入によってCODやNH3-Nを効果的に除去できることがわかった。また、水力負荷は濃縮液の再注入によるCOD除去に明らかな影響を与えることが示された。 しかし、再注入により地下水の汚染リスクが高まり、水流が短絡を生じて埋立層の含水率が上昇する可能性がある。濃縮液を直接戻すことも、ゴミ処分場の塩分含有量の増加を引き起こす可能性がある。 2、高度酸化技術 孫興超、呉天宝は、オゾンを用いたナノフィルトレーション濃縮液の酸化について研究した。ドイツ・ベルリンのRuhleben汚水処理場で得られた第三段処理水をナノフィルトレーション処理した後の濃縮液にオゾンを作用させたところ、オゾン処理によって濃縮液中のベンゼン環や着色基を持つ高分子有機物が効果的に破壊されることが分かったが、全有機物量の減少速度は遅かった。初期の研究によると、オゾンの添加量が52mg/Lの場合に、濃縮液の生分解性を向上させる効果が最も高いことがわかった。 張龍、李愛明らは、凝集沈殿-樹脂吸着-Fenton酸化プロセスがごみ浸出液の膜濾過濃縮液の処理効果に与える影響について研究した。MBR処理水をナノフィルトレーション処理した後、得られたナノフィルトレーション膜濃縮液を凝集沈殿・樹脂吸着・Fenton酸化処理することで、膜濾過濃縮液のCODを125mg/Lまで低下させ、CODの除去率は98.1%に達する。Fen〜n酸化による深度処理を行わなければ、CODを42mg/Lまで低下させることができ、CODの除去率は94.8%となる。処理量40t/日の膜濾過濃縮液処理プラントの投資コストは約103.4万円、運用コストは約17.4元/tである。凝集沈殿によって生成した汚泥は、近くの埋立地に運んで処理することができる。 3、蒸発 蒸発は、ごみ浸出水の処理や、その膜濾過濃縮液の処理においてますます多く利用されており、現在よく用いられている方法には、浸漬燃焼、負圧蒸発、機械圧縮蒸発がある。 ユエ・ドンブэイ、リウ・ジェンゴなどは、蒸発法を用いて、ごみの浸出液をRO処理した後の濃縮液について実験室で研究を行った。その結果、酸性条件下では、原液のpHが高いほど、凝縮液中のNH4-N濃度は高くなり、CODは低くなることがわかった;有機物の揮発は主に蒸発初期に起こり、NH4-Nの揮発は主に蒸発後期に起こる。 浸漬燃焼蒸発(SCE)技術は、固定された伝熱面を持たない蒸発方式です。燃料と空気を液面に隣接する、または液面下にある燃焼室に送り込んで完全燃焼させ、その後、高温の煙ガスを直接液体中に噴射して液体を加熱する。高温の煙ガスが液体中に入ると、多数の小さな気泡として上昇する。煙ガスと液体の混合や撹拌が非常に激しいため、**伝熱プロセスが強化され、排ガスは排出前に液体とほぼ同じ温度まで下がり、伝熱効率は95%以上に達する**。ユエ・ドンビエ、シュー・ユードンらは、ある衛生埋立地からROシステムによって濃縮された浸出液を処理するため、浸漬燃焼蒸発法(SCE)を採用した。このプラントは2004年10月に運転を開始して以来、安定して稼働しており、処理効果も良好である。このシステムによるRO濃縮液の濃縮倍率は、最大で10倍に達する。このプロジェクトの処理能力は20m/dで、投資額は150万円、処理費用は3.21mです。SCEシステムの最大の欠点は、NH4-Nの除去効果が低いことですが、有機物については依然として安定して基準を満たします。 浸漬燃焼蒸発は常圧高温度蒸発に属するため、膜濾過濃縮液には非常に高濃度の塩化物イオンが含まれており、塩化物イオンは70℃以上の温度で金属材料に対して極めて強い腐食作用を及ぼす。同時にその水分は水蒸気の形で排出され、エネルギーの損失率も高くなる。 近年、機械圧縮蒸発(MVC)プロセスが廃棄物浸出液の処理に導入され始めている。MVC法による廃棄物浸出液の蒸発処理の原理は、生成された蒸気を機械的に圧縮して温度を上げ、熱源として利用することです。これにより元の浸出液が蒸発し新たな蒸気が生じ、その新しい蒸気も再び圧縮されて温度が上げられます。このように循環し続けることで、元の高温蒸気は蒸留水に変わります。蒸留水が排出される前に、その余熱が入水に与えられるため、エネルギー消費量は非常に少ないのです。MVC蒸発処理プロセスにより、浸出液を原液量の3%~10%未満まで濃縮することができ、清水の排出率は95%以上に達する。潮州市のシーガンゴン廃棄物埋立地の浸出液にはMVC蒸発技術が用いられており、蒸発後に得られる濃縮液の濃度は約10%程度です。 MVCの高効率な蒸発特性を活かし、この技術を膜濾過による濃縮液処理に導入することが検討できる。広州盛宝龍環境保護技術有限公司は、広州のある場所で発生したごみ浸出液をROによって濃縮した後、MVC蒸発法を用いて処理し、TDSを25%まで下げる。さらにバイオガスを利用して乾燥させることで、乾燥粉末の含有量を3%未満に抑える。 4、膜蒸留 膜蒸留とは、疎水性の微小多孔質膜を用い、膜の両側の蒸気圧差を物質移動の駆動力とする膜分離プロセスである。異なる温度の水溶液がこの微小多孔質膜によって隔てられると、膜の疎水性のため、どちら側の水溶液も膜の孔を通って反対側に入ることはできない。しかし、暖かい側の水溶液と膜界面の水蒸気圧が冷たい側よりも高いため、水蒸気は膜の孔を通って暖かい側から冷たい側へと移動し、そこで凝縮する。減圧膜蒸留(VMD)は、膜技術と従来の蒸留技術を組み合わせた新しい型の膜分離プロセスであり、操作温度が低く装置もシンプルで、無機塩や高分子などの揮発性物質に対する遮断率が100%に達し、高濃度溶液の処理が可能であるといった利点がある。劉東らは、石油化学企業の廃水をRO処理した後に得られる濃縮水を対象に、疎水性ポリビフルオロエチレン中空繊維膜を用いてVMD処理実験を行った。結果は、75℃、真空度0.096MPaの条件で、VMDプロセスの初期流量が33L/(m·h)に達し、VMDプロセスを化学凝集法と組み合わせてROを10倍濃縮した場合でも、VMDプロセスの流量は16L/(m·h)を維持したことを示している。·h)以上、発電用水の導電率は4~7μS/cmで安定し、脱塩率は99.99%以上を維持している。 通常の蒸留と比較して、膜蒸留はより高い蒸留効率を持ち、得られる蒸留液もより純度が高く、占有面積も小さい。また、膜蒸留では溶液を沸点まで加熱する必要はなく、膜の両側に適切な圧力差を維持すればよい。しかし、膜のコストが高く、蒸留流量が少なく、温度極性と濃度極性の影響により運転状態が不安定である。膜蒸留は相変化を伴うプロセスであり、熱は主に熱伝導によって伝わるため、効率が低い(一般的に約30%程度)。しかし、現在までにごみ浸出液の膜濾過濃縮液に膜蒸留が用いられたという報告は見られない。