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垃圾焚烧电厂的渗滤液处理

时间:2021-02-20 09:29

来源:《工程管理前沿》

作者:黄同

随着生活水平的提升,人们对于日常生活的环境也愈发的重视起来,近几年,我国垃圾焚烧电厂建设的大力推进,越来越多的垃圾作为再生能源出现在大众视野范围中,为人们的生活提供便捷,同时也推动了未来生态和谐型社会前进的脚步。但是,针对垃圾焚烧电厂,如何处置其焚烧过程中产生的渗滤液就显得尤其重要。由此,本文通过对垃圾焚烧电厂中垃圾渗滤液的特性入手进行阐述、分析,从而探究针对性的渗滤液处置举措,以期能够对后续垃圾焚烧电厂的发展做出帮助。

随着我国经济、城镇化进程的快速发展,土地资源越来越紧缺,使得生活垃圾传统的卫生填埋处置方法逐渐显现出其弊端。而作为生活垃圾常用的处置方法之一的堆肥技术,虽可避免渗滤液的产生,但受到我国生活垃圾未能实施有效分拣的限制。生活垃圾焚烧发电既可有效地处理生活垃圾,又能利用焚烧热能,较好地达到了固废“减量化、资源化、无害化”的目的,最为符合我国国情,属于我国鼓励发展的产业,成为近年来解决生活垃圾出路的一个新方向。但与卫生填埋处置方法一样,生活垃圾焚烧发电也面临着渗滤液的处理难题。垃圾渗滤液已被公认为高风险高污染的废水,对地下水和地表水具有极大的危害性,其如何被合理地处理已成为当前环境领域研究的难点和热点。

渗滤液处理系统介绍

系统结构

垃圾渗滤液处理系统采用“混凝沉淀预处理+UASB厌氧反应器+TMBR外置式膜生化反应器+RO反渗透”处理工艺。垃圾渗滤液处理系统主要设备包括混凝沉淀池、UASB厌氧反应器、反硝化池、碳化池、硝化池、外置式管式超滤膜及反渗透膜组件等。

电厂渗滤液水质特点

垃圾焚烧发电厂渗滤液内含有芳烃、杂环化合物、卤代物、烷烃、烯烃、醇、酚、醛、酮、羧酸、脂类、胺及酰胺类等难降解有机物,同时还溶解携带有氨氮、细菌、病毒以及重金属离子等污染物。焚烧垃圾电厂渗滤液的水质具有以下特点。a.污染物浓度高。焚烧垃圾电厂渗滤液的有机物污染物很高,COD和BOD质量浓度高达几万mg/L,相当于普通市政污水的一两百倍_1]。b.氨氮含量高。垃圾中有大量的含氮物质(像蛋白质类物质),特别是我国生活垃圾中含有大量餐厨垃圾,导致垃圾渗滤液中氨氮含量很高。C.磷含量偏低,营养比例失调。垃圾渗滤液中的磷含量通常较低,其磷浓度与市政污水浓度相当。对于生物处理而言,污水中适宜的营养元素比例BOD:N:P一100:5:1,而一般的垃圾渗滤液中的BOD:P大都大于300,与微生物生长所需的磷元素量相距较大。d.水质波动大。受水量、天气及气候、垃圾来源等因素的影响,垃圾焚烧厂渗滤液的水质成分波动很大。一般情况下,冬季干旱季节水量少,污染物浓度高;夏季多雨季节水量较多,污染物浓度较低。

渗滤液处理工艺

厌氧处理系统

在渗滤液经过预处理后,往往需要通过提升泵送至到厌氧池中进行第一道的生化处理,比如,就这一阶段可以根据实际处理的需求选择技术相对更加成熟的上流式污泥床-过滤器(UBF)技术,通过这一技术的应用将污水吸入反应装置的底部,并在厌氧的状态下将污水和泥浆充分的进行分离,并在分离的过程中实现对其中存在的大分子有机物质进行吸附或者分解,进而实现COD大幅度降解,或者水解酸化成易降解的小分子态有机物,产生的沼气回到垃圾池负压仓用于焚烧炉助燃、沉淀污泥也送回到污泥浓缩池进行脱水处理。但是厌氧处理对温度波动敏感,可以利用焚烧厂的余热蒸汽对厌氧进行加温,确保厌氧反应温度的稳定。

渗滤液零排放技术分析

生活垃圾焚烧电厂中可以回用渗滤液再生水的工序主要包括循环冷却水补给、焚烧炉出渣冷却、配置石灰乳液烟气脱硫和厂区绿化等。其中焚烧炉出渣冷却、烟气处理等对回用水水质要求相对较低,但回用量有限;厂区绿化能回用一定的量,但受季节影响又较大。由于地区差异和垃圾收集、储存过程的不同,使得各生活垃圾焚烧电厂渗滤液的产生量存在差异,因此焚烧炉出渣冷却、烟气处理和厂区绿化等不足于确保渗滤液再生水全部回用。生活垃圾焚烧电厂循环冷却水补给量约为冷却水循环量的10%,其消耗量很大,可完全接纳渗滤液的产生量。循环冷却水补给渗滤液再生水关键是对循环冷却水系统需定期进行除垢清理,浓水进入渗滤液处理系统进行再处理。以生活垃圾焚烧电厂为例,循环冷却水补给量约750吨/天,焚烧炉出渣冷却用水约100吨/天,烟气处理用水约80吨/天,而垃圾渗滤液产生量约150吨/天,经处理后优先回用于对水质要求不高的焚烧炉出渣冷却和烟气处理,多余的补给于循环冷却水系统,可确保该生活垃圾焚烧电厂的渗滤液零排放。

深度处理系统

在经过了上述三个阶段的渗滤液处理,大部分的BOD、氨氮、总氮、重金属、悬浮物等已经大大的降低,但是COD、钠镁离子等仍然超标,在上述基础上,如果想要实现预期渗滤液处理的目标,并且实现COD数值每毫升小于500毫克,BOD数值每毫升小于300毫克的三级排放的要求,就需要在好氧处理后增加深度处理的纳滤(NF)、软化、及反渗透(RO)系统,去除超滤出水的大部分易结垢离子,截留无机盐和可溶性有机物等,从而达到净化脱盐和清水重新利用的目的。实现渗滤液浓水处置零排放的目标,实现循环使用的环保效益。

TMBR外置式膜生化反应器

MBR膜生化反应器是生物处理技术和膜技术的有机结合,主要由生物反应器和膜组件两部分构成,是用膜过滤替代传统活性污泥法中的二沉池。由于膜的高效截留,生物反应器内生物丰富,可使生化反应器内的污泥浓度大幅提高,具有污染物去除效率高、出水水质好、负荷变化适应性强、污泥排放量小、系统设备简单紧凑、占地少等优点。膜生物反应器对cODc、BOD、氨氮和SS去除率可分别高达95、90、99和99。外置式膜生化反应器包括生物脱氮系统(A/O/N)和管式超滤膜(UF)系统。A/O/N生化脱氮系统是对传统A/O工艺进行改进和优化,A/O/N(缺氧反硝化一好氧碳氧化一好氧硝化)工艺是将COD氧化和硝化分开,为反硝化菌、COD氧化菌和硝化菌创造各自合适的生存条件,使各自在最佳的状态下进行反硝化反应、COD氧化反应和硝化反应,从而使COD、氨氮得到有效去除。

预处理系统

预处理阶段是针对渗滤液处理的初期阶段,处理者们可以采取通过加药系统投加碱性物质调节渗滤液的酸碱度,在沉淀池中加以沉淀及去除大量的悬浮物质,沉淀物及悬浮物质通过污泥泵进入污泥浓缩池,离心机或板块压滤脱水后泥饼掺入垃圾焚烧。液相部分通过调节池出水用泵送至厌氧反应器,从而实现对渗滤液的初期处理。需要注意的是,就这一环节,通常情况下可以通过投放含氯化铁聚合物的药物针对预处理液体中的悬浊物进行处理,从而实现初期的处理目标。

结语

我国人口众多,经济高速发展,生活垃圾每天产生量约600万吨,也伴随产生约150万吨/天的渗滤液,且每年以5%~6%的速度增长,若不加以合理处置处理,则存在着巨大的环境风险,对环境保护是一个严峻的挑战。当前国家在大力倡导和实施节能减排政策,生活垃圾焚烧发电是一个很好的举措。实施其渗滤液零排放,节能减排的潜力巨大,对于我国环境保护和生态文明建设具有重要的现实意义。

编辑:陈伟浩

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