某生活垃圾焚燒廠滲瀝液濃縮液減量化處理設計新思路*

徐麗麗（上海環(huán)境衛(wèi)生工程設計院有限公司，上海　200232）

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某生活垃圾焚燒廠滲瀝液濃縮液減量化處理設計新思路*

徐麗麗
（上海環(huán)境衛(wèi)生工程設計院有限公司，上海200232）

【摘要】針對南京某生活垃圾焚燒廠滲瀝液系統(tǒng)產生的納濾濃縮液與反滲透濃縮液的水質、水量特點，分別對納濾濃縮液采用兩級物料膜工藝、反滲透濃縮液采用碟管式高壓反滲透工藝進行減量處理。減量后濃縮液作為除渣機冷卻用水、飛灰穩(wěn)定化用水或石灰漿制備用水，最終達到焚燒廠滲瀝液濃縮液的減量化要求。

【關鍵詞】生活垃圾焚燒廠；納濾濃縮液；反滲透濃縮液；物料膜系統(tǒng)；碟管式高壓反滲透系統(tǒng)

1　工程概況

南京市某生活垃圾焚燒廠處理能力為2 000 t/d，滲瀝液設計處理規(guī)模為800 m3/d，設計出水水質達到GB/T 19923—2005城市污水再生利用 工業(yè)用水水質標準，處理工藝為“調節(jié)池+厭氧反應器+ MBR系統(tǒng)（兩級A/O+外置式超濾膜）+納濾系統(tǒng)（NF）+反滲透系統(tǒng)（RO）”，滲瀝液處理達標后回用于循環(huán)冷卻塔補水。原設計納濾濃縮液（120 m3/d）經混凝沉淀后清液回流至調節(jié)池，反滲透濃縮液（136 m3/d）作為焚燒廠除渣機冷卻水或石灰漿制備水，多余部分回噴焚燒爐。

在實際運行中發(fā)現(xiàn)納濾濃縮液混凝沉淀后回流至調節(jié)池會導致鹽分不斷在系統(tǒng)內富集，膜清洗及更換頻率加快。另一方面，焚燒廠除渣機冷卻、飛灰穩(wěn)定化或石灰漿制備系統(tǒng)僅可消納約100 m3/d的濃縮液量；而且濃縮液作為冷卻水的爐渣質量較差，重金屬含量超標，爐渣出路受限制；多余部分濃縮液回噴焚燒爐導致進爐垃圾熱值急劇下降，需噴油進行輔助燃燒，進而造成運行成本大幅增加。因此，本工程中原設計濃縮液處理方案無法實施，需要對納濾和反滲透濃縮液進行減量化以滿足焚燒廠滲瀝液出水穩(wěn)定達標要求。

2　焚燒廠滲瀝液濃縮液水質特點

納濾系統(tǒng)進水為生化系統(tǒng)的出水，其中主要含有難生化降解的物質——腐殖酸。納濾膜的主要分離性能是對大分子有機物及高價態(tài)離子具有很高的截留率，故納濾濃縮液中主要含有大分子腐殖酸和二價鹽。

納濾單元攔截了廢水中的大分子有機物及二價鹽后，反滲透單元主要攔截一價鹽及小分子有機物，因此，反滲透濃縮液具有如下特點。①鹽分高：含鹽量達35～40 g/L，電導率達4～5 S/m；②少量有機物：前端工藝已經攔截了大部分有機物，反滲透濃縮液中的有機物含量不高；③結垢成分：濃水中的硅含量較高，必須進行去除才能進一步濃縮。

3　濃縮液減量化方案論證

3.1納濾濃縮液減量化論證

經過納濾膜濃縮分離后，濃水中主要含有大分子腐殖酸和二價鹽。如能利用物料膜系統(tǒng)將濃水中的腐殖酸和二價鹽分離出來，再回到生化系統(tǒng)，則腐殖酸的累積問題將得以解決。

為了對減量化方案進行數(shù)據(jù)支撐，對納濾濃縮液進行了中試試驗。圖1為中試試驗工藝流程，圖2為中試裝置，通過1個月時間數(shù)據(jù)監(jiān)測，試驗結果見表1。

圖1　中試實驗工藝流程

圖2　中試實驗設備

表1　中試實驗數(shù)據(jù)

從表1可以看出利用物料膜分離系統(tǒng)，不僅將濃縮液中的腐殖酸成功提取出來，而且大大減少了濃縮液的量。該工藝的優(yōu)勢在于解決了濃縮液無出路的現(xiàn)狀，系統(tǒng)總體水回收率可提高至近95%。

3.2反滲透濃縮液減量化論證

高壓反滲透膜系統(tǒng)的作用為對經過預處理的廢水進行分離處理，將水中的鹽分及有機污染物進行有效的分離，從而達到產水回用的目的。

為了對減量化方案進行數(shù)據(jù)支撐，對反滲透濃縮液進行了小試試驗。圖3為小試試驗裝置，試驗數(shù)據(jù)詳見表2。

圖3 小試實驗裝置

表2 小試實驗數(shù)據(jù)

從表2可以看出，采用高壓反滲透膜系統(tǒng)對反滲透濃縮液的處理效果可以滿足工程運用的需要，當RO系統(tǒng)回收率在80%左右時，利用反滲透高壓膜可實現(xiàn)反滲透濃縮液減量至10%的需求。

4　濃縮液減量化工程設計

本次濃縮液處理工程的主要目的是在合理投資的范圍內對濃縮液進行減量處理，保證滲瀝液處理系統(tǒng)清液滿足回用水標準要求，濃縮液減量至焚燒廠可消納范圍內。結合國內濃縮液處理工藝，根據(jù)中試試驗結論，本工程考慮針對納濾濃縮液與反滲透濃縮液分別進行減量化工程設計。

4.1納濾濃縮液處理

采用兩級物料膜系統(tǒng)對濃縮液進行處理，根據(jù)水量平衡計算，物料膜系統(tǒng)設計處理能力為180m3/d。

1） 納濾膜的濃縮液首先進入一級物料膜系統(tǒng)，一級物料膜產水率為97.5%，約5 m3/d，主要為腐殖酸，進入飛灰處理系統(tǒng)。

2） 一級物料膜透過液進入物料二級膜系統(tǒng)。透過液中的有機物濃度已經大幅度降低，二級物料膜產水率為75%，二級物料膜清液132 m3/d與納濾清液混合后進入反滲透系統(tǒng)。

3） 二級物料膜系統(tǒng)產生的濃縮液43 m3/d經預處理后回流至生化系統(tǒng)。

4.2反滲透濃縮液處理

反滲透濃縮液產生量為200 m3/d，本工程采用碟管式反滲透系統(tǒng)（DTRO）對卷式反滲透濃縮液進行再次濃縮。

由于反滲透濃縮液的水質特點，高壓膜系統(tǒng)主要存在含鹽量高和結垢2個難點，因此，必須對反滲透濃縮液進行混凝沉淀預處理以去除濃縮液中的總硬度、硅硬度。預處理后約190 m3/d濃縮液進入高壓膜處理系統(tǒng)。高壓反滲透系統(tǒng)產水率50%，濃液產生量降至95 m3/d，輸送至焚燒廠作為除渣機冷卻用水、飛灰穩(wěn)定化用水或石灰漿制備用水。高壓反滲透清液與反滲透清液混合后達到回用水標準。

5　結論與建議

1） 對納濾濃縮液與反滲透濃縮液分別采用兩級物料膜、碟管式高壓反滲透膜進行減量化處理，結合焚燒廠除渣機冷卻用水、飛灰穩(wěn)定化用水或石灰漿制備用水，可以保證整個滲瀝液處理系統(tǒng)出水水質達到回用水水質標準，同時實現(xiàn)焚燒廠滲瀝液“零排放”的要求。

2） 該項目的成功運行，為生活垃圾焚燒發(fā)電廠滲瀝液系統(tǒng)的濃縮液減量化應用提供了參考。

中圖分類號：X703

文獻標識碼：B

文章編號：1005-8206（2016）02-0012-03

作者簡介：徐麗麗（1985－），工程師，主要從事垃圾及滲瀝液處理設計工作。

*基金項目：上海市國資委能級提升項目（2013019）

收稿日期：2015-11-25

A New Design Idea for Reduction Treatment of the Concentrate Generated by Leachate Treatment System in a Municipal Solid Waste Incineration Plant

Xu Lili
（Shanghai Environmental Sanitation Engineering Design Institute Co.Ltd.，Shanghai200232）

【Abstract】According to the quality and quantity characteristicsofNF and RO concentrateswhich were generated by the leachate treatment system in a MSW incineration plant in Nanjing，the quantity of NF and RO concentrate wasreduced by two stage material film and DTRO separately.The NF and RO concentrateswhich have been reduced could be used ascooling water for slagging machine，water for fly ash stabilization or lime slurry preparation.Finally，the requirements of leachate concentrate reduction in incineration plant were achieved.

【Key words】municipal solid waste incineration plant；NF concentrate；RO concentrate；material film process；DTRO system