危險廢物填埋場滲濾液的蒸發(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

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

危險廢物安全填埋場區(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年危險廢物開始進入填埋場，至目前已經(jīng)累計填入各種危險廢物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)，危險廢物滲濾液成分復雜，主要水質(zhì)特點如下所示：

表1 滲濾液主要水質(zhì)特點

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；且隨著廢物進場量增加，滲濾液的有害成份濃度及產(chǎn)生量也會逐年增大。

由于滲濾液水質(zhì)的復雜多變，目前行業(yè)內(nèi)尚無十分完善的處理工藝，不同的填埋場根據(jù)自身具體水質(zhì)特點及經(jīng)濟技術(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、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)的方法先物理化學法進行預處理，除去色度、重金屬離子、懸浮物等有害成分；然后再進行生化，除去有機物及少量的氨氮。物理化學法包括活性炭吸附、化學沉淀、化學氧化等。

經(jīng)過預處理的水調(diào)節(jié)各項成分的濃度達到可生化時，進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細菌活性下降，這樣不僅增加處置成本，而且浪費大量的水資源，與公司倡導的清潔生產(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滲濾液中溶質(zhì)和溶劑的選擇滲透性，對污水中的無機物、有機物和水進行分離。反滲透膜的透水量（出水率）和對污染物的去除率是反滲透過程中關(guān)鍵的運行參數(shù)[1]，這兩個參數(shù)受到電導率、工作壓力、進水污染物濃度、進水pH值、溫度等因素的影響。

電導率越大，即進水所含陰陽離子濃度越大，出水率越低，當電導率大于30 000us·cm-1時,淡水回收率將小于50%。進水中污染物還對會對出水率和出水水質(zhì)有影響，濃度越大，對處理效果越不利，必要時，在進入膜之前，需進行預處理。

反滲透處理技術(shù)難以在本公司運用，主要的原因是滲濾液的電導率遠高于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、運行費用低等優(yōu)點[2]，目前在生活垃圾填埋場滲濾液處理中已經(jīng)取得了廣泛的應(yīng)用。

它的優(yōu)點可以提高廢物的濕度，增強微生物的活性，加快生化作用，加速填埋場的穩(wěn)定，并且可以因為回灌過程中揮發(fā)等作用而減少滲濾液的產(chǎn)生量；缺點是無法生化的有害物質(zhì)在填埋場中不斷積累，對填埋場帶來二次污染。

3 雙效和單效蒸發(fā)預分離工藝

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，可以實現(xiàn)提純?nèi)軇⒎蛛x溶質(zhì)的目的。由于多效蒸發(fā)技術(shù)對進水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：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：單效蒸發(fā)的優(yōu)點是結(jié)垢對蒸發(fā)工藝的影響相對小，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，同時又盡量減少結(jié)垢及結(jié)晶對蒸發(fā)設(shè)備的影響，對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。

當溶液中硬度較大時容易結(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，當蒸發(fā)溫度低于70℃時，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]。

當溶劑減少到一定程度時有會晶體析出，由于多效蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造復雜，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)在其沸點溫度時不斷地由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，并將汽化時所產(chǎn)生的二次蒸汽進入冷凝室，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)的有機物。

經(jīng)好氧、缺氧工藝處理后，達到《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)》標準的要求后，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

填埋場濾液的有效處理、處置，對填埋場周邊環(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)預處理工藝實現(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的綠化、沖刷地面。對提倡節(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進行計算，根據(jù)目前的技術(shù)水平，以最低再生率70%計算，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]計算，每年可以節(jié)約57人的生活用水量。

5.3 安全處置

對不同的高濃度有機廢渣及無機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，不會對填埋場再來二次污染，廢物的得到最終的安全處置。

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

[2]姚小麗，秦俠，雷雷，蘇靜芝.城市垃圾填埋場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，張全，劉曉華.低溫多效蒸發(fā)海水淡化裝置的計算分析[J].節(jié)能，2005，6：10-13.

[6]廣東省水資源公報，2010.