危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)滲濾液的蒸發(fā)處理工藝

黃鳳容，胡國良，文金麗

惠州東江威立雅環(huán)境服務(wù)有限公司，廣東惠州 516000

Huang Feng-rong, Hu Guo-liang, Wen Jing-li

Huizhou Dongjiang Veolia Environmental Services Limited, Guangdong516000,China

1 概述

廣東省危險(xiǎn)廢物綜合處理示范中心是列入《全國危險(xiǎn)廢物和醫(yī)療廢物處置設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》的31個(gè)省級(jí)綜合性危險(xiǎn)廢物處置中心之一。

危險(xiǎn)廢物安全填埋場(chǎng)區(qū)總面積10.6萬m2，總?cè)莘e約351萬m3，分四期規(guī)劃建設(shè)，已建成一期A單元，年處理能力為40 000t。2008年危險(xiǎn)廢物開始進(jìn)入填埋場(chǎng)，至目前已經(jīng)累計(jì)填入各種危險(xiǎn)廢物13萬t。填埋的廢物以生活垃圾焚燒飛灰為主，占總量的60%～70%。

2011年產(chǎn)生滲濾液的達(dá)5 000t，水質(zhì)特性與填埋的廢物成分、填埋數(shù)量、氣象條件密切關(guān)聯(lián)，危險(xiǎn)廢物滲濾液成分復(fù)雜，主要水質(zhì)特點(diǎn)如下所示：

表1 滲濾液主要水質(zhì)特點(diǎn)

2 常規(guī)工藝處理的方法及困難

由表1的滲濾液主要水質(zhì)特點(diǎn)可見：可溶性固體、氨氮、硬度、COD的含量高；豐水期和枯水期的水質(zhì)特性變化大；且隨著廢物進(jìn)場(chǎng)量增加，滲濾液的有害成份濃度及產(chǎn)生量也會(huì)逐年增大。

由于滲濾液水質(zhì)的復(fù)雜多變，目前行業(yè)內(nèi)尚無十分完善的處理工藝，不同的填埋場(chǎng)根據(jù)自身具體水質(zhì)特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)技術(shù)要求選取不同的處理方案和工藝。

較成熟的處理的方法主要有以下幾種：物理化學(xué)、生物法、反滲透處理法、土地法等或上述方法的結(jié)合。

2.1 物理化學(xué)與生化結(jié)合法

在上述方法中，比較傳統(tǒng)的方法先物理化學(xué)法進(jìn)行預(yù)處理，除去色度、重金屬離子、懸浮物等有害成分；然后再進(jìn)行生化，除去有機(jī)物及少量的氨氮。物理化學(xué)法包括活性炭吸附、化學(xué)沉淀、化學(xué)氧化等。

經(jīng)過預(yù)處理的水調(diào)節(jié)各項(xiàng)成分的濃度達(dá)到可生化時(shí)，進(jìn)行好氧或厭氧或二者合并應(yīng)用聯(lián)合處理系統(tǒng)。由于本公司滲濾液可溶性固體含量高達(dá)30 000mg/L～60 000mg/L，在生化前需通過勾兌大量的優(yōu)質(zhì)水以防止可溶性固體對(duì)細(xì)菌活性下降，這樣不僅增加處置成本，而且浪費(fèi)大量的水資源，與公司倡導(dǎo)的清潔生產(chǎn)及零排放理念不符，故無法推行這種處理工藝。

2.2 反滲透處理法

反滲透法是利用滲透膜對(duì)滲濾液中溶質(zhì)和溶劑的選擇滲透性，對(duì)污水中的無機(jī)物、有機(jī)物和水進(jìn)行分離。反滲透膜的透水量（出水率）和對(duì)污染物的去除率是反滲透過程中關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)[1]，這兩個(gè)參數(shù)受到電導(dǎo)率、工作壓力、進(jìn)水污染物濃度、進(jìn)水pH值、溫度等因素的影響。

電導(dǎo)率越大，即進(jìn)水所含陰陽離子濃度越大，出水率越低，當(dāng)電導(dǎo)率大于30 000us·cm-1時(shí),淡水回收率將小于50%。進(jìn)水中污染物還對(duì)會(huì)對(duì)出水率和出水水質(zhì)有影響，濃度越大，對(duì)處理效果越不利，必要時(shí)，在進(jìn)入膜之前，需進(jìn)行預(yù)處理。

反滲透處理技術(shù)難以在本公司運(yùn)用，主要的原因是滲濾液的電導(dǎo)率遠(yuǎn)高于30 000us·cm-1，淡水回收率低；經(jīng)過反滲透裝置后的濃水的得不到最終的處置。

2.3 回灌處理技術(shù)

滲濾液回灌法是一種循環(huán)處理法，將未經(jīng)處理的滲濾液直接回灌，由于投資省、操作簡便、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)[2]，目前在生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理中已經(jīng)取得了廣泛的應(yīng)用。

它的優(yōu)點(diǎn)可以提高廢物的濕度，增強(qiáng)微生物的活性，加快生化作用，加速填埋場(chǎng)的穩(wěn)定，并且可以因?yàn)榛毓噙^程中揮發(fā)等作用而減少滲濾液的產(chǎn)生量；缺點(diǎn)是無法生化的有害物質(zhì)在填埋場(chǎng)中不斷積累，對(duì)填埋場(chǎng)帶來二次污染。

3 雙效和單效蒸發(fā)預(yù)分離工藝

蒸發(fā)工藝廣泛用于食品、化工、制藥行業(yè)和海水淡化等行業(yè)。

通過供給一定的熱能，可以實(shí)現(xiàn)提純?nèi)軇?、分離溶質(zhì)的目的。由于多效蒸發(fā)技術(shù)對(duì)進(jìn)水TDS沒有限制[3]，且本公司焚燒爐產(chǎn)生有富余的蒸汽，每年可以有十多個(gè)月連續(xù)為蒸發(fā)裝置供給充足的熱量，給推廣蒸發(fā)處理工藝提供前提條件。

雙效蒸發(fā)的優(yōu)點(diǎn)：雙效蒸發(fā)1t水所需要的蒸汽量為0.57t[4]，比單效的1.1t有在高蒸汽的利用效率上明顯的提高；單效蒸發(fā)工藝的優(yōu)點(diǎn)：單效蒸發(fā)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)垢對(duì)蒸發(fā)工藝的影響相對(duì)小，結(jié)晶后易于清除。

為了能最大限度地提高熱能的利用效率，同時(shí)又盡量減少結(jié)垢及結(jié)晶對(duì)蒸發(fā)設(shè)備的影響，對(duì)滲濾液的采取先雙效蒸發(fā)，然后再單效蒸發(fā)直至蒸干的預(yù)處理工藝。

3.1 雙效蒸發(fā)濃縮工藝流程

雙效蒸發(fā)流程工藝采用并流進(jìn)料，生蒸汽通入第Ⅰ效加熱室，蒸發(fā)所得二次蒸汽送至第Ⅱ效作為加熱蒸汽，第Ⅱ效的二次蒸汽則送至冷凝器全部冷凝。滲濾液進(jìn)入第Ⅰ效蒸發(fā)濃縮后由底部排出，再送入第Ⅱ效蒸發(fā)濃縮得到完成液。

當(dāng)溶液中硬度較大時(shí)容易結(jié)垢，使傳熱阻力大大增加。為了較好地避免多效蒸發(fā)裝置的結(jié)垢現(xiàn)象，控制蒸發(fā)的溫度非常關(guān)鍵，當(dāng)蒸發(fā)溫度低于70℃時(shí)，蒸發(fā)表面鹽類結(jié)晶的速率大大降低，從而可以避免或減緩設(shè)備結(jié)垢的產(chǎn)生[5]。

當(dāng)溶劑減少到一定程度時(shí)有會(huì)晶體析出，由于多效蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜，可溶性固體結(jié)晶后不易清除。為此，它的濃縮液由單效蒸發(fā)裝置作進(jìn)一步的蒸發(fā)。

3.2 單效蒸發(fā)濃縮工藝流程

單效蒸發(fā)直接用蒸發(fā)濃縮設(shè)備將滲濾液加熱，滲濾液中易揮發(fā)部分和其它介質(zhì)在其沸點(diǎn)溫度時(shí)不斷地由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，并將汽化時(shí)所產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入冷凝室，被冷卻水冷凝后排出；在加熱室中的溶液隨著溶劑的汽化，溶液濃度得到提高，濃縮以后的晶體從蒸發(fā)器的底部出料口排出。

4 生化處理和穩(wěn)定化固化處置工藝

雙效蒸發(fā)和一效蒸發(fā)后的餾出液成分簡單，主要成分為易揮發(fā)的有機(jī)物。

經(jīng)好氧、缺氧工藝處理后，達(dá)到《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》或《城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)的要求后，作為公司的回用水。

滲濾液經(jīng)過雙效和單效蒸發(fā)出來的晶體，根據(jù)鹽的成分不同與不同的固化配方進(jìn)行攪拌混凝，經(jīng)過特殊的包裝后再填埋。

5 現(xiàn)有處置工藝的優(yōu)點(diǎn)

填埋場(chǎng)濾液的有效處理、處置，對(duì)填埋場(chǎng)周邊環(huán)境的地下水、地表水質(zhì)量有著至關(guān)重要的意義。

5.1 降低處置成本

滲濾液的蒸發(fā)預(yù)處理工藝實(shí)現(xiàn)可溶性固體與其它溶劑分離，由于它使用的是焚燒產(chǎn)生的富余熱量，省去了蒸汽的成本，只需初期的設(shè)備安裝成本、日常運(yùn)行的人工成本，大大降低了處置成本。

5.2 節(jié)約水資源

滲濾液生化后產(chǎn)生的回用水主要用于焚燒車間回用水和填埋場(chǎng)的綠化、沖刷地面。對(duì)提倡節(jié)能降耗的今天，再生回用是十分必要的。

按照目前滲濾液的產(chǎn)生量為5 000t進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)目前的技術(shù)水平，以最低再生率70%計(jì)算，每年產(chǎn)生再生水3,500t。按惠州市居民生活人年均生活用水量(城鎮(zhèn)生活)166L/d[6]計(jì)算，每年可以節(jié)約57人的生活用水量。

5.3 安全處置

對(duì)不同的高濃度有機(jī)廢渣及無機(jī)鹽選用不同固化劑配方，穩(wěn)定化固化后經(jīng)過特殊方式包裝后填埋，不會(huì)對(duì)填埋場(chǎng)再來二次污染，廢物的得到最終的安全處置。

[1]徐守平.反滲透技術(shù)在垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理中的應(yīng)用[J].山東理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，24(4)：32-35.

[2]姚小麗，秦俠，雷雷，蘇靜芝.城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工藝綜述[J].四川環(huán)境，2007,26(4)：97-101.

[3]于永輝，孫承林，楊旭，等.稠油污水低溫多效蒸發(fā)深度處理回用熱采鍋爐中試研究[J],水處理技術(shù)，2010，36(12)：98-102.

[4]趙鵬，孫軍，李成，趙凱峰，傅庚福.多效蒸發(fā)與熱壓縮技術(shù)在制鹽行業(yè)中的應(yīng)用[J].蘇鹽科技，2007，4(1)：1-4.

[5]沈勝強(qiáng)，張全，劉曉華.低溫多效蒸發(fā)海水淡化裝置的計(jì)算分析[J].節(jié)能，2005，6：10-13.

[6]廣東省水資源公報(bào)，2010.