垃圾焚燒廠垃圾滲濾液的深度處理

垃圾焚燒廠垃圾滲濾液的深度處理

隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大和人口的增多，生活垃圾的產(chǎn)生量也迅速地增長。根據(jù)《城市生活垃圾管理辦法》的要求，城市生活垃圾的治理實(shí)行減量化、資源化和無害化的原則，采用填埋、堆肥、焚燒等方法對(duì)生活垃圾進(jìn)行處理。但是無論采用何種方法，均會(huì)產(chǎn)生垃圾滲濾液，若不加處理而直接排入環(huán)境當(dāng)中，會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。本文以某垃圾焚燒發(fā)電廠產(chǎn)生的垃圾滲濾液為例，分析了垃圾滲濾液的深度處理工藝與技術(shù)。

1 垃圾焚燒廠滲濾液特點(diǎn)分析

1.1 滲濾液的水量特點(diǎn)

垃圾滲濾液主要來源于儲(chǔ)運(yùn)過程中滲入雨水和地表水、垃圾發(fā)酵分解產(chǎn)生的水分和垃圾本身所含的水分，一般認(rèn)為滲濾液產(chǎn)量是垃圾處理量的10%～20%。滲濾液的產(chǎn)生量隨季節(jié)變化明顯，在冬季一般為生活垃圾量的8%～10%；夏季一般為生活垃圾量的12%～15%左右，暴雨時(shí)高達(dá)生活垃圾量的20%～25%。

pH做為基本的污水指標(biāo)，勢(shì)必成為供求的熱點(diǎn)，這對(duì)廣大的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極制造商，比如美國BroadleyJames來說是個(gè)重大利好。美國BroadleyJames做為老牌的E-1312pH電極，S400-RT33 pH電極制造商，必將為中國的環(huán)保事業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們美國BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，測(cè)試準(zhǔn)確，廣泛應(yīng)用于各級(jí)環(huán)保污水監(jiān)測(cè)以及污水處理過程。

焚燒工藝的不同對(duì)滲濾液的產(chǎn)生量也存在一定的影響，使用循環(huán)流化床工藝的，垃圾經(jīng)過預(yù)處理后就直接進(jìn)入鍋爐焚燒，無需對(duì)垃圾進(jìn)行堆酵和儲(chǔ)存，因此產(chǎn)生的垃圾滲濾液會(huì)相對(duì)較少[1]。使用爐排爐工藝的，由于新鮮垃圾焚燒熱值較低，需要對(duì)生活垃圾進(jìn)行2～4d的堆酵后再進(jìn)行焚燒處理。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，堆酵48h析出的垃圾滲濾液量為生活垃圾中堆酵可析出的滲濾液量的99%。

1.2 滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn)

通過對(duì)垃圾焚燒廠滲濾液水質(zhì)特性的分析可以看出，焚燒廠滲濾液主要有以下特點(diǎn)：

（1）垃圾滲濾液中不僅含有有機(jī)物，還含有油、氨氮、重金屬等污染物，水質(zhì)水分復(fù)雜，濃度變化大。

（2）焚燒廠垃圾滲濾液大多是當(dāng)天產(chǎn)生的，未經(jīng)厭氧發(fā)酵、水解、酸化過程，內(nèi)含多種難降解有機(jī)物，具有COD、BOD5濃度極高、毒性大、難處理等特點(diǎn)。

（3）垃圾滲濾液中的微生物營養(yǎng)元素比例失調(diào)，在系統(tǒng)調(diào)試啟動(dòng)的時(shí)候，需要加入一定量磷酸二氫鉀，以補(bǔ)充磷營養(yǎng)元素。

（4）垃圾焚燒廠滲濾液的氨氮值在1.2g/L以上。

2 項(xiàng)目概況

要求達(dá)標(biāo)產(chǎn)水量不低于308m3/d，即深度處理系統(tǒng)的總回收率不低于70%，出水水質(zhì)出水水質(zhì)執(zhí)行《城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T19923-2005）中敞開式循環(huán)冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，濃水采用回噴焚燒處理，不考慮濃水單獨(dú)處理方案。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用“機(jī)械過濾+調(diào)節(jié)池+混合反應(yīng)沉淀池+厭氧系統(tǒng)+A/O系統(tǒng)+膜生物反應(yīng)器（TMBR）+納濾系統(tǒng)（NF）+反滲透系統(tǒng)（RO）”工藝，以滿足垃圾滲濾液水量變化大、較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力、高負(fù)荷處理能力、高氨氮處理能力、重金屬離子和鹽分含量高的問題。

3 膜工藝設(shè)計(jì)

3.1 膜生化反應(yīng)器

大量的微生物（活性污泥）在膜生物反應(yīng)器內(nèi)與基質(zhì)（滲濾液中的可降解有機(jī)物等）充分接觸，通過氧化分解作用進(jìn)行新陳代謝以維持自身生長、繁殖，同時(shí)使有機(jī)污染物降解。膜組件對(duì)滲濾液和污泥的混合液進(jìn)行固液分離。污泥被濃縮后返回生物反應(yīng)器，從而避免了微生物的流失。膜組件相當(dāng)于傳統(tǒng)工藝的二沉池，但是克服了傳統(tǒng)二沉池的很多缺點(diǎn)[3]。

膜生物反應(yīng)器（MBR）主要由膜組件和生物反應(yīng)器兩部分組成，根據(jù)組合方式可分為外置式和內(nèi)置式（浸沒式）。對(duì)于垃圾滲濾液處理而言，內(nèi)置式膜生化反應(yīng)器的使用將會(huì)產(chǎn)生較多問題，因此，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用外置式膜生化反應(yīng)器。

管式超濾膜進(jìn)水泵將好氧池內(nèi)滲濾液泵至管式超濾膜系統(tǒng)進(jìn)行固液分離和濃縮，濃縮液回流到厭氧池，多余部分流至污泥儲(chǔ)存池。管式超濾膜系統(tǒng)設(shè)有2個(gè)環(huán)路，每個(gè)環(huán)路設(shè)有4根德國特里高公司生產(chǎn)的直徑為8mm、內(nèi)表面為PVDF的管式超濾膜，每個(gè)環(huán)路有單獨(dú)的循環(huán)泵，沿膜管內(nèi)壁提供一個(gè)需要的流速，從而形成紊流，產(chǎn)生較大的過濾通量，避免膜管堵塞。經(jīng)管式超濾膜處理后的水，經(jīng)檢測(cè)合格后進(jìn)入納濾系統(tǒng)[4]。

3.2 納濾系統(tǒng)

外置式膜生物反應(yīng)器生物總反硝化率超過99%，出水的氨氮、總氮等已經(jīng)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。但是難生化降解的有機(jī)物形成的COD和色度仍然超標(biāo)。由于管式超濾膜出水不含懸浮物和可生物降解的有機(jī)物，設(shè)計(jì)采用納濾膜對(duì)管式超濾膜出水進(jìn)行深度處理，以去除難生化降解的有機(jī)物、色度。

納濾膜是介于反滲透和超濾之間的一種新型的壓力驅(qū)動(dòng)型膜分離技術(shù)。它具有兩個(gè)特性：水中的分子量為數(shù)百的有機(jī)小分子成分具有分離性能；對(duì)于不同價(jià)態(tài)的陰離子存在道南效應(yīng)。納濾膜對(duì)一價(jià)離子不作截留，因此納濾膜可以在把不可降解的大分子有機(jī)物截留在濃縮液中隨濃水排出。

納濾膜的實(shí)際操作壓力在7bar左右，能耗較低，因此納濾膜的運(yùn)行能耗較低。本項(xiàng)目納濾系統(tǒng)設(shè)有兩條環(huán)路，環(huán)路內(nèi)設(shè)有一支耐壓膜殼，耐壓膜殼內(nèi)設(shè)有4支美國GE公司生產(chǎn)的卷式納濾膜元件，清液產(chǎn)率可達(dá)到85%以上。

3.3 反滲透系統(tǒng)

反滲透系統(tǒng)是本流程中最主要的脫鹽裝置，它具有極高脫鹽能力，能阻擋所有溶解性鹽及分子量大于100 的有機(jī)物，但允許水分子透過，反滲透復(fù)合膜脫鹽率一般大于98%。采用反滲透膜能有效截留垃圾滲濾液中溶解態(tài)的有機(jī)和無機(jī)污染物、鹽分，使出水滿足要求。

反滲透膜在垃圾滲濾液處理的應(yīng)用中，根據(jù)形式可分為有碟管式反滲透膜和卷式反滲透膜。由于碟管式反滲透膜運(yùn)行壓力高達(dá)70～120bar、單支膜過濾面積較小，導(dǎo)致投資成本和運(yùn)行能耗較高，占地面積較大，因此設(shè)計(jì)采用卷式反滲透膜作為納濾膜的后處理，完全可以滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求。本項(xiàng)目反滲透系統(tǒng)設(shè)有一條環(huán)路，環(huán)路內(nèi)設(shè)有三支耐壓膜殼，耐壓膜殼內(nèi)設(shè)有12支美國陶氏公司生產(chǎn)的卷式反滲透膜元件，清液產(chǎn)率可達(dá)到80%以上。

4 結(jié)論

垃圾滲濾液經(jīng)處理后滿足冷卻循環(huán)水補(bǔ)充水水質(zhì)要求，用于補(bǔ)充冷卻循環(huán)水、綠化、渣池、配置石灰乳等途徑，既解決了排水問題，又節(jié)約了水資源的消耗，同時(shí)削減了污染物的排放量。