淺談垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液處理工藝

何桂芳

摘 要

垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液處理是一項復(fù)雜、困難的工作，單一處置措施達(dá)不到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求。因此本文根據(jù)垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾滲濾液的特點，闡述了垃圾滲濾液的處理方法常用的處理手段，最后根據(jù)實際情況，對垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾滲濾液的處理提出推薦工藝，旨在為垃圾滲濾液的處理貢獻(xiàn)自己的一份力量。

關(guān)鍵詞

垃圾焚燒發(fā)電廠;滲濾液處理;處理手段;推薦工藝

中圖分類號： X773;X703 ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 14 . 96

0 引言

我國原生垃圾主要含有大量的餐廚垃圾，并且與建筑、廢品以及其他工業(yè)垃圾混合現(xiàn)象嚴(yán)重，有機質(zhì)含量較高，含水率和燃燒熱值較低。在設(shè)計生活垃圾焚燒裝置時，應(yīng)該具備能夠存放一周垃圾儲量的能力，垃圾應(yīng)貯存在垃圾坑內(nèi)發(fā)酵成熟，并對垃圾中的水分進(jìn)行過濾，以提高垃圾的燃燒熱值，減少助燃試劑的添加量，增加焚燒過程中的發(fā)電量。然而，發(fā)酵生成的滲濾液處理也是一個大問題，因為滲濾液含有較高濃度的有毒有害物質(zhì)以及有機質(zhì)，污染能力強，且處理較為困難，在處理過程中受到氣候、降水、溫度以及水量等因素影響較大，所以垃圾滲濾液的處理處置應(yīng)該形成自己的體系，以保證不會產(chǎn)生二次污染。

1 垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾滲濾液的特點

1.1 水質(zhì)特點

生活垃圾要在垃圾坑內(nèi)發(fā)酵一周左右的時間，才能進(jìn)入焚燒爐處理，目的是為了熟化垃圾過濾出多余的水分，提高燃燒過程中的發(fā)熱量，在發(fā)酵成熟過程中會產(chǎn)生大量的滲濾液。我國產(chǎn)生的垃圾有機質(zhì)含量較高，含水率和燃燒熱值較低，垃圾滲濾液是由生活垃圾在幾天內(nèi)發(fā)酵形成的，所以其中主要物質(zhì)是垃圾中本身含有的水分，還包括經(jīng)發(fā)酵降解的有機質(zhì)、懸浮固體顆粒物、厭氧消化細(xì)菌以及隨水流出的污染物質(zhì)。這些滲濾液污染物含量較高，污染能力強，危害性大。一般來說，垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液具有以下特點：

（1）污染物成份復(fù)雜。

（2）有機污染物濃度高。COD濃度一般在40000～80000mg/L，BOD5濃度在20000～40000mg/L。

（3）氨氮濃度較高，一般在1000～2000mg/L。

（4）重金屬離子濃度與鹽分含量高。

（5）懸浮物濃度高，顏色發(fā)黃暗淡并伴有惡臭。

1.2 水量特點

據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，垃圾滲濾液可占垃圾焚燒發(fā)電廠進(jìn)入垃圾量的1/5左右，滲濾液量與垃圾預(yù)處理有著直接的關(guān)系。垃圾在運進(jìn)垃圾焚燒發(fā)電廠前，壓縮率不同的垃圾含有的水分也不一樣，壓縮率較高的垃圾含有的水分較少。此外，在處理過程中受到氣候、降水、溫度以及水量等因素影響較大，不同的自然環(huán)境垃圾滲濾液中含水量也不相同，在高溫高濕且降水量較大的季節(jié)，垃圾滲濾液產(chǎn)生的也較多。

2 垃圾滲濾液的處理方法

隨著社會經(jīng)濟(jì)和國民條件的提高，城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)生的垃圾越來越多，相應(yīng)地垃圾滲濾液的也在不斷增加，針對垃圾滲濾液的處理提出了新的要求和挑戰(zhàn)，需要相關(guān)技術(shù)不斷完善創(chuàng)新，目前常用的垃圾滲濾液包括物理化學(xué)法、生物處理法、生化物化結(jié)合法。

2.1 物理化學(xué)法

物理化學(xué)法主要是利用物理和化學(xué)手段去除廢水中的污染物，受水質(zhì)水量的影響程度較小，出水水質(zhì)比較穩(wěn)定，尤其對BOD5/COD比值較低，難以生物處理的垃圾滲濾液，有較好的處理效果。一般作為垃圾滲濾液處理中的預(yù)處理和深度處理。其主要運用于滲濾液處理中的方法有：化學(xué)氧化、絮凝沉淀、活性炭吸附、膜分離法、蒸發(fā)等。

2.1.1 化學(xué)氧化法

化學(xué)氧化法不適用于單獨處理滲濾液，一般用在生物預(yù)處理之后，原理為采用強氧化劑對廢水中的污染物進(jìn)行強氧化，用來氧化去除那些不能被微生物降解或難以被降解的有機物和部分有毒物質(zhì)。化學(xué)氧化法作用效果穩(wěn)定受水質(zhì)和水量的影響較小，但是存在操作工藝要求高、處理成本高以及占用資源較多的缺點，目前主要包括Fenton試劑法和電化學(xué)氧化法。

2.1.2 絮凝沉淀

絮凝沉淀法用在生物處理后對經(jīng)過生物處理的滲濾液進(jìn)行絮凝和沉降以去除那些難生物降解的有機物、重金屬和聚合物等。絮凝沉淀工藝的不足之處是會產(chǎn)生大量的化學(xué)污泥，含鹽量高，氨氮的去除率較低等。

2.1.3 活性炭吸附

活性炭吸附一般不做單獨的處理單元，也可去除污水中的有機物。一般用于對出水要求極高的后續(xù)處理，但會導(dǎo)致運行費用增加，如使用過的活性炭再生重復(fù)使用，就成為固體剩余物，造成二次污染，并且該工藝的費用較高。

2.1.4 膜分離法

膜分離法主要作用主體是膜系統(tǒng)，半透膜能夠保證水流過而截留其他溶質(zhì)和懸浮顆粒物，主要優(yōu)點是操作安全簡便，不會產(chǎn)生污染，但過濾后的濃縮液處理困難，目前半透膜根據(jù)膜孔徑不同分為微濾膜（0.01～10微米）、超濾膜（0.01～0.001微米）、納濾膜（0.001～0.0001微米之間）和反滲透膜（0.0001微米到無孔膜）。

2.1.5 蒸發(fā)工藝

垃圾滲濾液蒸發(fā)時，水從滲濾液中蒸發(fā)出，污染物殘留在濃縮液中。所有重金屬和無機物以及大部分有機物的揮發(fā)性均比水弱，因此會保留在濃縮液中，只有部分揮發(fā)性烴、揮發(fā)性有機酸和氨等污染物會進(jìn)入蒸氣，最終存在于冷凝液中。蒸發(fā)主要用于膜分離處理后的濃縮液處理。

2.2 生物處理法

垃圾滲濾液的生物處理主要是指依靠處理系統(tǒng)中的微生物的新陳代謝作用以及微生物絮體對污染物的吸附作用來去除滲濾液中的有機污染物的廢水處理方法，可分為厭氧和好氧處理兩種。

2.2.1 厭氧生物處理

厭氧處理工藝主要有升流式厭氧污泥床（UASB）、內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（IC）、厭氧流化床反應(yīng)器、厭氧固定床反應(yīng)器（厭氧濾池AF）等。厭氧處理工藝具有設(shè)計負(fù)荷高的優(yōu)點，且處理過程基本不耗能。厭氧處理工藝可降低COD和BOD濃度，同時重金屬包含在厭氧污泥中，有機含氮化合物作為NH4-N被釋放進(jìn)水，這樣pH值增高，但厭氧產(chǎn)生的甲烷沼氣需要進(jìn)行收集并且進(jìn)行處置。由于厭氧處理出水COD濃度較高，而且厭氧處理對氨氮去除無任何效果，不宜直接排放到河流或湖泊中，一般需要進(jìn)行后續(xù)的好氧處理。

2.2.2 好氧生物處理

滲濾液處理常用的好氧處理工藝包括氧化溝、反硝化與硝化（A/O）工藝以及SBR工藝，這些工藝處理方法可以實現(xiàn)有機物去除和生物脫氮兩大功能，對降低滲濾液中的BOD5、COD和氨氮都能取得一定的效果。滲濾液好氧處理的核心是硝化/反硝化機理，該過程可將去除COD與去除氨氮有機結(jié)合起來。

2.3 生化物化結(jié)合法

目前在MF和UF基礎(chǔ)上開發(fā)的MBR系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生化末端的泥水分離過程，利用膜的截留作用使微生物完全被截留在生物反應(yīng)器中，實現(xiàn)水力停留時間和污泥齡的完全分離，使生化反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度從3～5g/L提高到10～30g/L，從而提高了反應(yīng)器的容積負(fù)荷，使反應(yīng)器容積減小。污泥齡的延長，有利于世代期較長的亞硝化菌和硝化菌被保留在反應(yīng)器中，使氨氮得到較充分的硝化，再通過反硝化過程實現(xiàn)生物脫氮。

3 推薦工藝

3.1 工藝流程

查閱相關(guān)文獻(xiàn)和工程實例發(fā)現(xiàn)，“預(yù)處理+UASB厭氧+外置MBR+納濾/反滲透”組合處理工藝具有良好的效果，基本上能夠適用不同實際情況的垃圾焚燒發(fā)電廠。該工藝的具體處理過程如下：首先對垃圾池中的滲濾液進(jìn)行預(yù)處理，將懸浮物和沉淀物過濾去除，然后將預(yù)處理后的滲濾液導(dǎo)入調(diào)節(jié)池，根據(jù)滲濾液各組分含量調(diào)節(jié)水質(zhì)，隨后將調(diào)節(jié)過后的滲濾液放入?yún)捬醴磻?yīng)器，此過程會產(chǎn)生一定數(shù)量的沼氣，可以收集后回收利用，然后將厭氧反應(yīng)器的滲濾液分別進(jìn)行反硝化、硝化處理，最后將滲濾液進(jìn)行納濾、反滲透等處理，使出水水質(zhì)符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的排放標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 工程難點分析

滲濾液中含有較高濃度的有機物，水質(zhì)和水量不均勻，滲濾液中物質(zhì)組成和含量具有隨機性，所以滲濾液的處理難度較大。在處理過程中應(yīng)該注意以下幾點：

（1）調(diào)節(jié)池進(jìn)水和出水處應(yīng)該設(shè)置格柵，防止金屬、塑料、石塊以及廢紙等雜質(zhì)進(jìn)入后續(xù)反應(yīng)裝置，以免影響處理效果。此外這些固體顆粒物一旦進(jìn)入后續(xù)反應(yīng)裝置，容易破壞裝置，縮短設(shè)備服務(wù)年限。所以有必要在調(diào)節(jié)池的前后設(shè)置格柵，以免雜質(zhì)進(jìn)入保護(hù)設(shè)備。

（2）滲濾液在生化處理過程中會產(chǎn)生剩余污泥。該污泥含水量高（含水率約98%），不適合直接處置，需要進(jìn)行污泥脫水，脫水后污泥進(jìn)行焚燒或者填埋處理。

（3）膜濃縮液難以處理。膜系統(tǒng)工作一方面會凈化水質(zhì)，產(chǎn)生潔凈水，另一方面會過濾出含有有機物、各種離子以及鹽濃度較高，這些高濃度的污染物不會被硝化和反硝化細(xì)菌分解。膜系統(tǒng)產(chǎn)生的濃溶液是目前國內(nèi)垃圾滲濾液處理的難題。一般的解決方案如下：一是通過工藝控制在加工工藝系統(tǒng)中，可以降低濃度;二是選擇適當(dāng)?shù)奶幚砉に嚕瑢⒅饕廴疚锟刂圃诳山邮艿臐舛人健?/p>

4 結(jié)語

綜上所述，垃圾滲濾液處理過程中較為復(fù)雜且難度較大，需要結(jié)合當(dāng)?shù)乩贌l(fā)電廠的實際情況，選用科學(xué)有效的處理工藝。單一的物理化學(xué)法、生物處理法和膜分離法等處理工藝，不能滿足、《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級排放標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)和工程實例研究表明，“預(yù)處理+UASB厭氧+外置MBR+納濾/反滲透”的綜合處理工藝，基本能夠滿足不同地域和自然環(huán)境的垃圾焚燒發(fā)電廠，能夠達(dá)到出水水質(zhì)的要求，在滿足基本處理標(biāo)準(zhǔn)的前提下，表現(xiàn)出良好的作用效果，有望在垃圾滲濾液處理方面推廣應(yīng)用。

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