垃圾焚烧发电厂渗滤液的处理

垃圾焚烧发电厂渗滤液的处理

摘要:在垃圾焚烧发电厂中，垃圾渗滤液总量较大,而且CODCr和BOD5很高,目前国内尚无非常成功的经验将其处理到合格回用或排放。本文通过国内几个垃圾焚烧发电厂中垃圾渗滤液处理的分析，对垃圾渗滤液的处理提出了一些合理化建议。

关键字：垃圾渗滤液生化处理膜法处理蒸发浓缩

1．概述

目前，随着人类文明的发展，各类污染越来越严重，环保形势日益严峻。由于中国厨余类垃圾量高，而且很多垃圾收集系统密封程度低，导致中国城市生活垃圾中含量最大的成分是水，根据业内的统计，高达50~60%。因此垃圾渗漏液的合理处理与处置就对环保有了重要的意义。

2．部分垃圾渗滤液的分析数据

垃圾渗滤液的分析数据是污水处理的根本原始依据。部分已投入运行的垃圾电厂的垃圾渗滤液取样分析数据如表1所示：

表1 部分垃圾电厂垃圾渗滤液的分析数据

各厂垃圾渗滤液的成分事实上是在不断变化的。它与地区、季节、气候有关，也与垃圾渗滤液回收系统及管理情况有关。值得指出的是有的厂往往将其它工业和生活污水并入垃圾渗滤液一起处理，造成了主次不分，污水量增大，原有的污水处理装置超负荷运行。由于水质变化幅度大，处理效果不稳定，对正常运行带来一定的困难。

3．当前垃圾渗滤液处理和处置的几种方法及应用情况

3.1厌氧—好氧生化法

生物处理能耗低，且不易产生二次污染。一般说来，由于垃圾渗滤液的有机物含量较高，废水可生化性的指标B/C均在0.5以上,水质比较适用于生物法处理。生物法处理可分为两大类：厌氧处理和好氧处理。它们可通过厌氧和好氧微生物来分解有机物，除去有毒物质。

目前UASB已经设备化，活性污泥的工艺也有多种形式，将它们组合在一起，可以相互弥补不足，但出水水质还是可能不达标。这是由于实际CODCr和BOD5浓度的波动很大，同时还存在着C/N/P之比不协调问题、不可生物降解化学污染物较高的问题。如何使不可生物降解COD变成可生物降解COD以及如何调整生物处理的营养比例关系便成了废水能否达标的关键。因此还应根据原始水质情况，相应补充预处理和深化处理（如气浮装置、硝化反应、生物膜和臭氧氧化等），最终水质达标后再进行排放。

3.2反渗透膜法处理

反渗透膜法处理技术对于净水或化学水处理工程已经非常成熟。但是对于高有机物含量、高悬浮物的垃圾渗滤液处理在国内应用还不是很多。反渗透膜法用于渗滤液的处理一次投资较高，而且反渗透膜易损坏，需经常更换，这样就提高了日常运行费用。因此，要求进入反渗透膜的污水的化学需氧量CODCr必须小于3000。（越小越好，预处理得越小，对反渗透膜的运行越有利）。例如，2004年威曼公司在原有方案中标以后，又增补了生化预处理装置。2006年上海浦东垃圾焚烧发电厂的垃圾渗滤液处理装置中也是采用了生化预处理加上膜技术。目前这种应用实例日趋增多。

3.3蒸发浓缩法（见图1）

图1垃圾渗滤液浓缩蒸发系统工艺流程图

蒸发浓缩法是一种物化处理方法。通过将垃圾渗滤液中的水份蒸发，使渗滤液浓缩，达到减量的目的。浓缩后的渗滤液可以回喷到炉膛，也可以回到垃圾坑再过滤。由于蒸发浓缩法是通过物理方法减量，因此避免了垃圾渗滤液对外界环境的污染。浓缩一般采取真空干燥。真空干燥是为了使水分在低于常态大气压的情况下，在不到100℃的温度下也能沸腾蒸发，以便利用低温低压的蒸汽，从而节约了能源的消耗。垃圾渗滤液的浓缩倍率是可以调节的，在确保渗滤液流动和输送的情况下，越浓其减量就越多。

垃圾渗滤液内含有水份和可燃固形物两种成分，前者在炉膛蒸发时要吸收汽化潜热，后者在炉膛可以燃烧放出热量。两者的正反作用随着渗滤液的含水率不同而变化。不同含水率下其综合热值如表2所示：

表2 不同含水率的垃圾渗滤液综合热值

注：①放热量按纯污泥所含的低位热值为3000大卡/公斤*（1-W）计算；

②为只考虑水分蒸发需吸收的汽化潜热540W的吸热量及（放热-吸热）后的综合热值；

③为考虑了水分不但蒸发且加热到炉膛温度为850℃时需吸收的热量（900W）及（放热-吸热）后的综合热值。

由上表可见，当垃圾渗滤液的含水率为77%时，其综合热值约为0。这说明在炉膛内吸热与放热作用刚刚互相抵消。当含水率大于77%时，对炉膛的吸热作用大于放热，这只有在炉膛温度太高，需要进行喷水降温时才采用；当含水率在40～50%时，喷入的渗滤液相当于投入一般城市生活垃圾；当含水率小于40%时，则有很高的利用价值。

日本北海道垃圾电厂很早就采用了蒸发浓缩法。我国深能源环保公司自2006年起在深圳盐田和南山垃圾焚烧厂相继应用了自行研究开发的CEAB工艺技术（即混凝+低温多效蒸发+氨吹脱+生化处理），使处理后的垃圾渗滤液达到了国家一级排放标准。这是一种综合性的工艺技术，其中低温多效蒸发这一级工艺是利用汽机抽汽（127℃饱和蒸汽，其耗汽率为0.25-0.3吨汽/吨渗滤液）对渗滤液蒸发浓缩，可使CODCr的去除率达到98%，浓缩后残液的CODCr可达30万mg/L，并以固液混合物的形态送回垃圾坑并可直接进炉焚烧，避免了二次污染。该装置虽然多耗了蒸汽，但因此而多烧的垃圾量仅占垃圾焚烧总量的2-3%。这种“以废治废”的方法符合循环经济的原则，它对于垃圾焚烧炉和余热锅炉能力有富裕的垃圾电厂尤其适合。

国内一些垃圾渗滤液处理装置配置情况如表3所示：

表3 国内一些垃圾渗滤液处理装置配置情况

3.4各类型处理方案的优缺点对比

垃圾渗滤液的处理方法主要有生化处理、物化处理和膜法处理三种。它们各自的优缺点如表4所示：

表4各类型垃圾渗滤液的处理方法优缺点对比

4．分析及建议

4.1尽量优先考虑城市统一集中处理，多种方法互相结合优化组合

总的说来，采用单一的处理方法是不能满足要求的，应该通过各种不同方法的优化组合，取长补短，因地制宜的灵活运用。

在条件允许的情况下，建议先在厂内进行初步的预处理，然后再汇入城市污水处理厂合并统一处理。这样可以合理利用城市污水处理厂有较大的处理规模和能力来节省渗滤液处理的运行费用。所有有条件的垃圾焚烧发电厂都应该优先考虑此种方案。

4.2膜法处理是深化处理的重要环节，必须与其它方法密切配合

采用膜法处理垃圾渗滤液。出水质量有保证，但为了保护膜的正常工作，要求进水的CODCr≤3000。因此必须与其它方法密切配合。

4.3 蒸发浓缩法

蒸发浓缩法从其原理上来说可以是一个零排放的垃圾渗滤液处理方法。是值得首先推荐的技术方案。但是有几个问题需要我们去作进一步的试验和研究：

①真空度的掌握：从理论上来说，在比较高的真空条件下，常温就足以使垃圾渗滤液的水分沸腾蒸发。这样，热能大大节省了，但为了维持较高的真空度，除了系统密封性要求加强以外，还需要消耗一定的电能来维持。这就存在一个真空度如何掌握的问题。既要在技术上容易做到，又要求在经济和能耗上合理。

②浓缩到什么程度：浓缩液的含水率应该达到多少才合适？这个问题与浓缩液的去向和输送有关。浓缩液的去处一是进炉膛回喷，一是返回垃圾坑再过滤。为了助燃或返回垃圾坑都希望含水率越低越好。但不同输送机械对浓缩液含水率有不同的要求，所以实际含水率取决于输送工具和方式。根据通常的经验，不同的输送机械对浓缩液含水率的要求见表5，具体工程可根据工程实际情况相应选择浓缩液的含水率。

表5 不同的输送机械对浓缩液含水率的要求