垃圾焚燒發(fā)電廠廢水零排放設(shè)計工藝探討

李國慶 王帥

摘要：近年來，垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)逐步成為我國生活垃圾處理的主流工藝。隨著環(huán)保要求的不斷提高，環(huán)保部門對垃圾焚燒發(fā)電廠的廢水排放指標(biāo)要求越來越嚴(yán)格。因此，合理利用垃圾焚燒發(fā)電廠產(chǎn)生的廢水，提高垃圾焚燒發(fā)電廠的用水效率，實現(xiàn)垃圾焚燒發(fā)電廠廢水零排放，不僅可減少垃圾焚燒發(fā)電廠對環(huán)境的壓力，同時還可以節(jié)約電廠的用水成本。本文將以廣州市第一資源熱力電廠為例，根據(jù)該廠廢水水質(zhì)特點，探討實現(xiàn)廢水零排放的工藝。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒;廢水;零排放

Abstract：In recent years， waste incineration power generation technology has gradually become the mainstream technology of domestic waste treatment in China.With the continuous improvement of environmental protection requirements， the environmental protection department has more and more strict requirements on wastewater discharge index of waste incineration power plant.Therefore，reasonable use of waste water generated by the waste incineration power plant， improve the water efficiency of the waste incineration power plant，and realize zero discharge of waste water from the waste incineration power plant can not only reduce the pressure of the waste incineration power plant on the environment，but also save the water cost of the power plant.This paper will take Guangzhou No.1 resources thermal power plant as an example，according to the characteristics of wastewater quality of the plant， to explore the process of zero wastewater discharge.

Key words：Waste incineration;Waste water;Zero discharge

相對傳統(tǒng)生活垃圾的填埋處理方式，采用垃圾焚燒發(fā)電實現(xiàn)對垃圾的減量化、無害化資源化處理，已成為國內(nèi)許多大城市解決“垃圾圍城”問題首選途徑[1]。截止2018年底，生活垃圾焚燒發(fā)電項目已遍布全國各省、直轄市、自治區(qū)，已建成垃圾焚燒發(fā)電廠401座，年處理垃圾1.3×108t，年發(fā)電量4.881×1010kw·h。廣州市作為一線城市，目前已有7個垃圾焚燒發(fā)電項目投產(chǎn)。

1 垃圾焚燒發(fā)電廠廢水零排放的必要性

垃圾焚燒發(fā)電廠運營過程中主要產(chǎn)生的廢水主要包括垃圾儲坑經(jīng)垃圾發(fā)酵后產(chǎn)生的滲濾液、制備除鹽水過程中產(chǎn)生的廢水（以下簡稱除鹽廢水）、廠區(qū)生活產(chǎn)生的生活污水（以下簡稱生活污水）、循環(huán)水池排污過程中產(chǎn)生的廢水（以下簡稱循環(huán)水排污水）、冷卻爐渣產(chǎn)生的爐渣水（以下簡稱爐渣水）、沖洗地磅區(qū)域的沖洗污水（以下簡稱地磅沖洗水）、垃圾卸料平臺沖洗產(chǎn)生的污水以及主廠房區(qū)域地面沖洗產(chǎn)生的廢水。其中最難處理的為垃圾滲濾液，為含高濃度難降解有機污染物、高濃度有毒有害物質(zhì)的廢水，CODcr可高達(dá)數(shù)萬毫克每升，對地下水和地表水危害極大[2]。

隨著我國的環(huán)保要求越來越嚴(yán)格，環(huán)保部門對垃圾焚燒發(fā)電項目環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)評要求的提高，加之垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)技術(shù)水平的不斷提升，業(yè)界提出了“廢水零排放”的設(shè)計理念，踐行更為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。從技術(shù)層面實現(xiàn)垃圾焚燒產(chǎn)生的廢水循環(huán)利用，實現(xiàn)最大程度的資源化利用。高標(biāo)準(zhǔn)，更潔凈，廢水零排放將是垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)未來的發(fā)展導(dǎo)向。

2 項目概況

廣州市第一熱力資源電廠位于廣州市白云區(qū)太和鎮(zhèn)，是廣州市第一座垃圾焚燒發(fā)電廠。由廣州環(huán)保投資集團有限公司投資、建設(shè)、運營。該項目分為兩期，一期設(shè)計日處理生活垃圾1 000t，配置2臺500t/d垃圾焚燒爐，2臺中溫次高壓余熱鍋爐，1臺20MW凝氣式汽輪發(fā)電機組，一期采用日本三菱垃圾焚燒技術(shù)。二期設(shè)計日處理生活垃圾 2000t，配置3臺750t/d垃圾焚燒爐，3臺中溫中壓余熱鍋爐，2臺25MW凝汽式汽輪發(fā)電機組，二期采用丹麥偉倫垃圾焚燒技術(shù)。

3 零排放設(shè)計

3.1 垃圾滲濾液

垃圾滲濾液，又稱滲瀝液，是垃圾在堆放過程中因重力壓實、發(fā)酵等物理、生物及化學(xué)作用產(chǎn)生的廢液[3]。生活垃圾焚燒發(fā)電廠產(chǎn)生的滲濾液是生活垃圾焚燒發(fā)電廠主要的二次污染產(chǎn)物之一。垃圾焚燒發(fā)電廠的垃圾在入爐焚燒前，通常將新鮮垃圾在垃圾儲坑內(nèi)進行3-7d的發(fā)酵熟化，以瀝出水分，提高垃圾熱值，有利于垃圾焚燒發(fā)電和后續(xù)系統(tǒng)的正常運行。由于我國生活垃圾分類制度不完善，生活垃圾中混入廚余垃圾、工業(yè)垃圾、建筑垃圾等行業(yè)垃圾。導(dǎo)致滲濾液產(chǎn)生量大、水質(zhì)成分復(fù)雜、污染物濃度高、環(huán)境危害大。若處理不當(dāng)會對地下水、土壤、大氣等造成嚴(yán)重的二次污染。國內(nèi)外均對滲濾液處理制定了嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。我國在2008年頒布了《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889-2008），垃圾滲濾液處理排放標(biāo)準(zhǔn)顯著升級，化學(xué)需氧量（CODcr）、氨氮等主要污染物指標(biāo)受到嚴(yán)格管控。

綜上所述，作為生活垃圾焚燒處置過程中的配套項目，滲濾液處理已成為當(dāng)前環(huán)保高壓下監(jiān)管部門重點督查對象，同時由于涉及污染物處置和排放問題，受到社會群眾的密切關(guān)注和重視，因此垃圾滲濾液的處理和零排放面臨著新時代的嚴(yán)峻考驗。

作為廣州市第一熱力資源電廠滲濾液處理配套項目，李坑垃圾滲濾液處理廠配備800t/d滲濾液處理系統(tǒng)。采用“MBR+DTRO”處理工藝，垃圾滲濾液經(jīng)處理達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18920-2002）中相關(guān)要求后，用于廠區(qū)道路沖洗、綠化和循環(huán)冷卻水補水。

零排放設(shè)計：（1）剩余污泥：生化系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥經(jīng)疊螺污泥脫水機進行脫水后，含水率80%左右的脫水污泥運輸至垃圾焚燒廠垃圾儲坑內(nèi)，與生活垃圾摻燒。（2）DTRO濃水：DTRO處理過程中產(chǎn)生的濃縮水，經(jīng)濃水回噴增壓泵加壓后，輸送至垃圾焚燒爐內(nèi)進行焚燒處理。

3.2 除鹽廢水

作為廣州市第一熱力資源電廠鍋爐補給水配套項目，李坑化學(xué)水處理車間配備2套35m?/h除鹽水制備系統(tǒng)。采用“疊濾+UF+兩級RO+EDI”處理工藝，經(jīng)處理后的除鹽水用于一、二分廠5臺余熱鍋爐補水。

零排放工藝：UF濃水、一級RO濃水以及設(shè)備啟停過程中的沖洗水，這部分水含鹽量較低，可作為循環(huán)水補水，由濃水輸送泵輸送至循環(huán)水池。二級RO濃水、EDI濃水，此部分水所含雜質(zhì)離子較少，回收至UF產(chǎn)水箱，與UF產(chǎn)水混合后進入RO，進行除鹽處理，提高系統(tǒng)的水利用率，節(jié)約制水過程中的用水量。

3.3 循環(huán)水排污水

廣州市第一熱力資源電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采用敞開式循環(huán)水系統(tǒng)，系統(tǒng)中冷卻水經(jīng)循環(huán)水泵送入凝汽器進行熱交換，被加熱的冷卻水經(jīng)冷卻塔冷卻后流入冷卻塔底部水池，再由循環(huán)水泵送入凝汽器循環(huán)使用。此循環(huán)利用的冷卻水即是循環(huán)冷卻水。這一系統(tǒng)的特點是：有CO2散失和鹽類濃縮;易產(chǎn)生結(jié)垢和腐蝕問題;水中有充足的溶解氧、有光照，再加上溫度適宜，有利于微生物的孳生;由于冷卻水在冷卻塔內(nèi)洗滌空氣，會增加粘泥的生成。因此循環(huán)冷卻水水質(zhì)pH、堿度一直處于臨界或超標(biāo)狀態(tài)，嚴(yán)重時引起結(jié)垢。

為達(dá)到改善水質(zhì)、減排、節(jié)水的目的，根據(jù)循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備及水質(zhì)情況，該廠增加了一套35m?/h的旁路除鹽系統(tǒng)。采用“多介質(zhì)過濾器+軟化器+疊濾+UF +RO”處理工藝，用于處理被污染的循環(huán)冷卻水。

零排放設(shè)計：RO產(chǎn)水經(jīng)末端輸送泵輸送至循環(huán)水池，做為循環(huán)水補水。設(shè)備運行過程中的沖洗水、UF濃水、RO濃水，經(jīng)濃水輸送泵輸送至濃水箱，作為爐渣冷卻水和料斗冷卻水。

4 零排放工藝探討

4.1 DTRO濃水

DTRO濃水中含有大量的鹽分和氯離子，直接輸送至垃圾焚燒爐內(nèi)進行焚燒處理，不僅會降低焚燒爐內(nèi)的爐溫，影響煙氣指標(biāo)控制。而且濃水中含有數(shù)萬mg/L的氯離子，回噴至垃圾焚燒爐，將加速鍋爐熱力管道腐蝕和結(jié)垢。為降低濃水回噴至焚燒爐對焚燒爐運行的影響，建議采用濃水減量工藝，對濃水進行減量處理。如采用“化學(xué)軟化+高壓DTRO”減量工藝、浸沒燃燒、MVR等濃水減量工藝。

4.2 爐渣水、地磅沖洗水、煙氣間沖洗廢水

爐渣水、地磅沖洗水具有化學(xué)需氧量（CODcr）、氨氮含量低，電導(dǎo)率、懸浮物（SS）含量高的特點，將其與垃圾滲濾液混合進入滲濾液處理系統(tǒng)。將導(dǎo)致滲濾液處理系統(tǒng)生化進水出現(xiàn)可生化性差、C：N比例失調(diào)等問題，不利于滲濾液處理系統(tǒng)穩(wěn)定運行。同時，此部分可生化性差的低濃度污水進入滲濾液處理系統(tǒng)，將占用系統(tǒng)垃圾滲濾液處理量，不利于滲濾液處理系統(tǒng)的經(jīng)濟運行。

煙氣間沖洗廢水中往往含有石灰漿和活性炭等物質(zhì)，導(dǎo)致該區(qū)域的沖洗廢水硬度高、堿性強、含鹽量高，未經(jīng)處理直接進入生活污水處理系統(tǒng)，將影響生活污水系統(tǒng)微生物的正常繁殖，活性污泥的培養(yǎng)，不利于生化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

5 結(jié)語

針對上述問題，建議新增一套低濃度污水處理設(shè)施，如“污水處理一體化”系統(tǒng)，爐渣水、地磅沖洗水、煙氣間沖洗廢水經(jīng)袋式過濾器過濾后，去除粒徑較大的雜質(zhì)。過濾后的污水，加入絮凝劑，混合均勻后進入“一體化凈水器”，進行混凝沉淀、過濾后，去除污水中的懸浮物和膠體。最后進入DTRO，進行除鹽處理。（處理工藝詳見圖1）

參考文獻

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[3]王天義，蔡曙光，胡延國.生活垃圾焚燒廠滲濾液處理技術(shù)與工程實踐[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2018.

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收稿日期：2020-05-19

作者簡介：李國慶（1991-），男，漢族，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向為鍋爐水處理和垃圾滲濾液處理。